一种棉转移印染用高分子pH荧光探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种棉转移印染用高分子pH荧光探针,其结构式如下所示：本发明专利技术将2-位带有羧基的罗丹明B与水合肼反应形成内酰胺后，再与丙烯酰氯反应，得到含有罗丹明基团的单体，最后通过共聚合成出具有对H+特异性荧光响应的高分子pH荧光探针。该高分子pH荧光探针具有非常好的水溶性，对pH从碱性到弱酸性的荧光响应非常显著，同时高分子pH荧光探针在110℃下能够热熔软化，迁移并吸附在棉纤维表面，所以能够在汽蒸过程中很方便地对面料表面反应程度进行跟踪监测。通过这种pH荧光探针监测蒸化时面料表面的pH值就可以实时方便地知道反应是否能结束，从而精准的控制反应终点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全棉面料活性染料印染领域，具体为一种棉转移印染用高分子pH荧光探针及其制备方法和应用。
技术介绍
对全棉面料用活性染料进行数码转移印花是近几年新兴的工艺。这种工艺与传统的活性染料印染工艺相比，具有很好的节能减排效应，同时制得的全棉面料产品的精细度、颜色丰富程度和花型设计灵活性均有较大较高。但是全棉面料用活性染料进行数码转移印花工艺也有自身的缺点，这种全棉转印纸表面集成了活性墨水和面料反应的碱性催化剂，在汽蒸环节活性墨水和面料反应的终点难以判断，汽蒸时间过短容易造成色差，汽蒸时间过长容易渗色，这限制了活性染料数码转移印花新工艺的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的全棉面料用活性染料进行数码转移印花工艺汽蒸环节活性墨水和面料反应的终点难以判断的缺陷，提供一种棉转移印染用高分子pH荧光探针。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种棉转移印染用高分子pH荧光探针，其结构式如下所示：其中1≤n≤10，200≤x≤400，15≤y≤50，15≤z≤50，优选的，n＝6、x＝317、y＝39、z＝25。一种棉转移印染用高分子pH荧光探针的制备方法，包括以下几个步骤：1)、将罗丹明B与水合肼反应，得到罗丹明内酰胺；该反应采用无水乙醇为催化剂。2)、加入四氢呋喃，搅拌使罗丹明内酰胺溶解完全，在冰浴下缓慢加入丙烯酰氯，溶液搅拌4小时以上，得到含有罗丹明基团的单体，其结构式如下：3)、将罗丹明基团的单体、丙烯酰胺、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和偶氮二异丁腈溶解在N,N-二甲基甲酰胺或环己酮中，在氮气保护下于60～70℃恒温反应3～8小时，经沉析、干燥获得所述棉转移印染用高分子pH荧光探针。优选的，沉析方法为将反应3～8小时后的反应液缓慢倒入过量由二氯甲烷、石油醚和乙醚体积比为1：3：5组成的混合溶剂中进行析出反应。一种棉转移印染用高分子pH荧光探针的应用，包括以下几个步骤：1)、将棉转移印染用高分子pH荧光探针涂在转印纸涂层表面并烘干，涂布量为每平方米1～2g。2)、将转印纸在涂层一侧打印图案，在100～150℃下将转印纸图案正对面料热压20～30秒进行粘合，将粘合后的转印纸在蒸箱内在95℃下汽蒸；汽蒸时间可根据图案的复杂程度等调整。3)、将转印纸剥离，将面料放在紫外箱内观察，待显示橙红色荧光时进行下一步固色水洗。本专利技术的将2-位带有羧基的罗丹明B与水合肼反应形成内酰胺后，再与丙烯酰氯反应，得到含有罗丹明基团的单体，最后通过共聚合成出具有对H+特异性荧光响应的高分子pH荧光探针。该高分子pH荧光探针具有非常好的水溶性，对pH从碱性到弱酸性的荧光响应非常显著，同时高分子pH荧光探针在110℃下能够热熔软化，迁移并吸附在棉纤维表面，所以能够在汽蒸过程中很方便地对面料表面反应程度进行跟踪监测。通过这种pH荧光探针监测蒸化时面料表面的pH值就可以实时方便地确定反应是否能结束，从而精准的控制反应终点。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是合成本专利技术的中高分子pH荧光探针的流程图；图2是实施例中合成的棉转移印染用高分子pH荧光探针的核磁共振氢谱，溶剂为氘代水；图3是实施例中棉转移印染用高分子pH荧光探针在不同pH下水溶液的荧光发射光谱，浓度为2mg/mL。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一种棉转移印染用高分子pH荧光探针的制备方法，包括以下几个步骤：1)、将罗丹明B与水合肼反应，得到罗丹明内酰胺：在100mL圆底烧瓶中加入罗丹明B(2.4g，5.01mmol)和40mL无水乙醇，再向圆底烧瓶中缓慢滴加7mL质量分数为85％的水合肼(过量)，并在室温下开动搅拌。滴加完毕后，在80℃条件下将反应液加热回流2h。回流过程中，溶液由深紫色逐渐变为澄清透明的浅橙色。待溶液冷却后，蒸馏去除溶剂乙醇。然后向固体中加入约40mL的1mol/LHCl，溶解得红色透明液体，再向溶液中缓慢滴加1mol/LNaOH溶液(约50mL)，并不断搅拌，调节pH为9～10，期间溶液中不断析出大量白色固体。抽滤，用蒸馏水洗至滤液变无色。将固体干燥得粉红色固体，即化合物1罗丹明内酰胺。(2)罗丹明基团的单体的合成：在50mL三口烧瓶中加入0.912g(2mmol)化合物1罗丹明内酰胺，用5mL四氢呋喃溶解后，冰浴。将0.2g(2.2mmol)丙烯酰氯溶于5mL四氢呋喃，缓慢滴加到三口烧瓶中，继续室温反应6小时。反应结束后，过滤沉淀，用四氢呋喃洗至滤液变无色，经蒸馏、提纯、干燥得到粉红色固体，即化合物2罗丹明基团的单体，其结构式如下：(3)高分子pH荧光探针PDBAR的合成：在50ml三口烧瓶中加入0.3256g罗丹明单体、2.0531g丙烯酰胺单体、0.9690g丙烯酸正丁酯单体和0.3500g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体，溶解在30ml的环己酮中。溶解完全后加入引发剂AIBN(加入量为总量的2％左右)，溶解完全。体系抽真空，充入氮气。在70℃的水溶液中反应3.5小时，直至反应瓶中出现大量固体或反应液体粘度增大后结束反应。反应液缓慢倒入大量二氯甲烷、石油醚和乙醚体积比为1：3：5的混合溶剂中析出高分子固体。将析出的固体过滤再溶解在少量的乙醚中，再缓慢倒入大量的石油醚中析出，抽滤得到纯净的高分子产物PDBAR。经GPC测定PDBAR的数均分子量为32400，经计算n＝6、x＝317、y＝39、z＝25。其结构式如下所示：图1是合成本专利技术的中高分子pH荧光探针的流程图，由图1可知高分子pH荧光探针的合成过程。图2是实施例中合成的棉转移印染用高分子pH荧光探针的核磁共振氢谱，溶剂为氘代水。绘制所得棉转移印染用高分子pH荧光探针在不同pH下水溶液的荧光发射光谱，浓度为2mg/mL，横坐标为pH，纵坐标为荧光强度，得图3。从图3中可知该探针在pH＝4～7时，其荧光强度有突变，可知荧光响应区间在pH＝4～7。说明探针对H+的荧光响应能够适用于监测pH从碱性降低为弱酸性的过程。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棉转移印染用高分子pH荧光探针，其结构式如下所示：其中1≤n≤10，200≤x≤400，15≤y≤50，15≤z≤50。

【技术特征摘要】
1.一种棉转移印染用高分子pH荧光探针，其结构式如下所示：
其中1≤n≤10，200≤x≤400，15≤y≤50，15≤z≤50。
2.如权利要求1所述的一种棉转移印染用高分子pH荧光探针，其特征在于
所述的n＝6、x＝317、y＝39、z＝25。
3.一种如权利要求1所述的棉转移印染用高分子pH荧光探针的制备方法，
其特征在于，包括以下几个步骤：
1)、将罗丹明B与水合肼反应，得到罗丹明内酰胺；
2)、加入四氢呋喃，搅拌使罗丹明内酰胺溶解完全，在冰浴下缓慢加入丙烯
酰氯，溶液搅拌4小时以上，得到含有罗丹明基团的单体，其结构式如下：
3)、将罗丹明基团的单体、丙烯酰胺、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酰氧乙基三
甲基氯化铵和偶氮二异丁腈溶解在N,N-二甲基甲酰胺或环己酮中，在氮气保护
下于60～70℃恒温反应3～8小时，经沉析、干燥获得所述棉转移印染用高分子
pH荧光探针。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚裕，周梦超，刘伟伟，邵洁丽，
申请(专利权)人：苏州吉谷新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32