含硅活性染料的高固着棉织物染色技术及其多重键合机制研究

《Dyes and Pigments》：Creating of silicon-containing reactive dyes with high fixation on cotton fabrics

本文设计了一种新型含硅活性染料，通过二氯均三嗪发色团与3-氨丙基三乙氧基硅烷结合，在棉织物上同时实现活性基团共价键合与硅醇基自缩合（Si-O-Si），固着率高达90%以上，显著提升染色牢度与废水处理效率，为纺织数码印染提供创新解决方案。

　　

Highlight

本研究成功开发了一类新型含硅活性染料，其在标准汽蒸固色条件下通过双重机制固定于棉纤维：一方面通过活性基团和硅醇基与纤维素羟基形成共价键，另一方面通过硅醇基自缩合形成稳定的Si-O-Si聚合物网络，以聚合形态锚定在棉织物上。

Materials and methods

氰尿酰氯（99%）、2,4-二氨基苯磺酸（98%）、3-氨丙基三乙氧基硅烷（98%）等试剂购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。所有合成反应均通过薄层色谱（TLC）监测至完全转化，产物结构经¹H NMR谱图验证（图S5-S7）。

Structures and properties of silicon-containing reactive dyes

如图1所示，通过二氯均三嗪发色团与3-氨丙基三乙氧基硅烷的亲核取代反应合成含硅活性染料。该染料在碱性染色条件下水解生成硅醇基，既可与棉纤维羟基反应，又能通过自缩合形成Si-O-Si交联网络，显著增强染料稳定性。

Conclusions

优化轧染工艺参数为：染料浓度20 g/L、碳酸钠20 g/L、汽蒸温度102°C、时间10分钟。红、蓝、黄三色含硅染料的固着率分别达93.7%、90.9%和94.7%，干摩擦牢度≥3级，皂洗牢度4-5级以上，光照牢度3-4级，且具备优异的匀染性与储存稳定性，满足工业化应用需求。