本發(fā)明屬于紡織化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光敏泡沫控制劑的綠色制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)印染行業(yè)高耗水、高能耗、高污染的問題采用泡沫染整技術(shù)可有效解決。泡沫染整技術(shù)在一方面在進(jìn)行染整處理時(shí)需要穩(wěn)定的泡沫提高處理的均勻性；另一方面，染整后殘余泡沫希望可以快速破滅和回收，解決殘余泡沫清洗難和化學(xué)試劑浪費(fèi)、污染的問題，通過開關(guān)型表面活性劑制備響應(yīng)型泡沫可以解決上述在染整前后對(duì)泡沫穩(wěn)定性需求不同的矛盾。

開關(guān)表面活性劑，是通過光、電、磁、pH等觸發(fā)手段改變分子結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要可逆控制其表面活性。光敏表面活性劑是近年來研究較多的一類新型表面活性劑，偶氮苯光敏基團(tuán)由于具有靈敏度高、異構(gòu)可逆等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用，可用于生物研究、環(huán)境修復(fù)、光致變色材料制備等方面，本發(fā)明專利利用偶氮苯季銨鹽優(yōu)越的水溶性、表面活性和可逆的光異構(gòu)性，作為一種泡沫控制劑應(yīng)用于泡沫染整中，可作為發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑和破泡劑，通過紫外光和可見光照射，可控制其分子構(gòu)型，順反構(gòu)型的偶氮苯季銨鹽在泡沫液膜表面排列緊密性不同，進(jìn)而可快速控制泡沫的穩(wěn)定和破滅，泡沫染整前作為穩(wěn)泡劑，提高泡沫穩(wěn)定性；染整后作為破泡劑，促進(jìn)泡沫破滅，回收殘余泡沫。通過使用偶氮苯季銨鹽，不僅減少了泡沫染整過程中化學(xué)試劑的使用，而且解決染整前后對(duì)泡沫穩(wěn)定性需求不同的矛盾，循環(huán)使用殘余泡沫，真正實(shí)現(xiàn)泡沫染整的零排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種偶氮苯季銨鹽光敏泡沫控制劑的綠色制備方法，從制備過程使用乙醇、水等綠色溶劑，對(duì)人體和環(huán)境無毒害作用，減少污染；并用于泡沫染整，可用作發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、破泡劑，減少了染整過程中化學(xué)試劑的使用。染整前通過可見光照，反式結(jié)構(gòu)的偶氮苯季銨鹽可作為穩(wěn)泡劑，提高染整的均勻性；染整后通過紫外光照射反式結(jié)構(gòu)快速轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖浇Y(jié)構(gòu)，增大解吸性能及空間位阻，作為一種消泡劑，促進(jìn)殘余泡沫破滅，使其可回收再利用，解決了泡沫染整前后對(duì)泡沫穩(wěn)定性具有不同需求的矛盾和殘余泡沫的處理問題；該光敏泡沫控制劑具體可采用以下工藝步驟：

(1)將4-10wt.％的4,4’-二羥基偶氮苯，3-10wt.％無水碳酸鉀和4-12wt.％碘化鉀加入三口燒瓶中，攪拌升溫至80℃，反應(yīng)30min，將3-10wt.％溴代烷滴加到58-86wt.％的乙醇中，再緩慢滴加到三口燒瓶中，80℃反應(yīng)8h后冷卻至室溫，再加入去離子水，通過沉淀法，抽濾得到黃色粗產(chǎn)物固體，最后進(jìn)行過柱提純，即得到中間產(chǎn)物4-羥基-4’-烷基氧偶氮苯。

(2)將2.00-7.00wt.％的1,2-二溴乙烷、0.70-4.20wt.％的KOH、0.00-1.00wt.％的水加入到三口燒瓶中，再加入43.50-71.50wt.％的苯甲醚，攪拌加熱至75℃，恒溫30min；將3.00-4.00wt.％的4-羥基-4’-烷基氧偶氮苯溶于22.80-40.30wt.％的苯甲醚中配成溶液，再將其滴加到三口燒瓶中，75℃攪拌加熱回流16h，冷卻至室溫后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去苯甲醚，用乙酸乙酯萃取后在除去乙酸乙酯得到黃色粗產(chǎn)物，最后進(jìn)行過柱提純，得到中間產(chǎn)物4-烷基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯。

(3)將9.83-19.67wt.％的4-烷基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯溶于的13.50-17.50wt.％的乙醇和32.50-37.50wt.％乙酸乙酯的混合溶液，加入到三口燒瓶中，65℃恒溫?cái)嚢?.5h；然后逐滴滴加25.33-44.17wt.％的三甲胺乙醇溶液(三甲胺含量33％)，65℃下攪拌加熱回流48h，冷卻至室溫；最后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到最終產(chǎn)物4-烷基氧-4’-乙氧基偶氮苯季銨鹽。

所述溴代烷為溴乙烷、1-溴丙烷、溴代正丁烷中的一種。

所述一種偶氮苯季銨鹽光敏泡沫控制劑的綠色制備方法可用于泡沫著色中，減少泡沫著色過程中化學(xué)試劑的使用，并可快速調(diào)控泡沫穩(wěn)定和破滅，解決了泡沫染整前后對(duì)泡沫穩(wěn)定性具有不同需求的矛盾和殘余泡沫的處理問題，具體可采用以下工藝步驟：

(1)將0.10-0.38wt.％偶氮苯季銨鹽，4.76-23.00wt.％水性聚氨酯高分子染料和76.62-95.14wt.％去離子水，混合均勻配制成染液，在室溫下攪拌產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的泡沫，使發(fā)泡比為8-15之間，半衰期為10-20min，將產(chǎn)生的泡沫迅速涂覆到織物表面，將經(jīng)泡沫著色過的布樣置于烘箱內(nèi)烘干，60-80℃烘干2-5min，150-170℃焙烘2-5min。

(2)著色后殘余泡沫經(jīng)過紫外光照射0-1min液膜表面吸附的反式偶氮苯季銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖浇Y(jié)構(gòu)，使泡沫迅速破滅，半衰期為0-1min，形成著色發(fā)泡殘夜可回收起來。

(3)回收的液體經(jīng)過可見光照射0-30min順式偶氮苯季銨鹽重新回復(fù)到反式結(jié)構(gòu)，可重復(fù)過程(1)，循環(huán)使用進(jìn)行著色。

所述制備方法制備偶氮苯季銨鹽均采用乙醇、乙酸乙酯、水等綠色溶劑，對(duì)人體和環(huán)境無毒害作用，有效減低制備過程中的污染；采用水沉淀法提純4-羥基-4’-烷基氧偶氮苯，過程無有機(jī)溶劑，綠色簡便。

所述采用偶氮苯季銨鹽光敏泡沫控制劑的泡沫著色方法減少了染整過程中化學(xué)試劑的使用，偶氮苯季銨鹽可作為發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑和破泡劑；在紫外光和可見光照射下快速觸發(fā)其異構(gòu)化作用，通過改變分子結(jié)構(gòu)和偶極矩，使泡沫液膜表面排列的緊密性發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)泡劑和破泡劑的可逆轉(zhuǎn)化，可根據(jù)需求調(diào)控泡沫穩(wěn)定性，有利于提高染整效果，解決泡沫染整前后對(duì)泡沫穩(wěn)定性具有不同需求的矛盾。

具體實(shí)施方式

通過以下的實(shí)施例將有助于進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不能限定本發(fā)明的內(nèi)容。

實(shí)施例1：

(1)將5.90wt.％的4,4’-二羥基偶氮苯，5.73wt.％無水碳酸鉀和4.60wt.％碘化鉀加入三口燒瓶中，攪拌升溫至80℃，反應(yīng)30min，將3.80wt.％溴代正丁烷滴加到79.97wt.％的乙醇中，再緩慢滴加到三口燒瓶中，80℃反應(yīng)8h后冷卻至室溫，再加入去離子水，通過沉淀法，抽濾得到黃色粗產(chǎn)物固體，最后進(jìn)行過柱提純，即得到中間產(chǎn)物4-羥基-4’-丁基氧偶氮苯；

(2)將7.00wt.％的1,2-二溴乙烷、4.20wt.％的KOH、0.85wt.％的水加入到三口燒瓶中，再加入54.55wt.％的苯甲醚，攪拌加熱至75℃，恒溫30min.將3.40wt.％的4-羥基-4’-丁烷基氧偶氮苯溶于30.00wt.％的苯甲醚中配成溶液，再將其滴加到三口燒瓶中，75℃攪拌加熱回流16h，冷卻至室溫后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去苯甲醚，用乙酸乙酯萃取后在除去乙酸乙酯得到黃色粗產(chǎn)物，最后進(jìn)行過柱提純，得到中間產(chǎn)物4-丁基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯；

(3)將19.67wt.％的4-丁基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯溶于的15.50wt.％的乙醇和35.50wt.％乙酸乙酯的混合溶液，加入到三口燒瓶中，65℃恒溫?cái)嚢?.5h.然后逐滴滴加29.33wt.％的三甲胺乙醇溶液(三甲胺含量33％)，65℃下攪拌加熱回流48h，冷卻至室溫.最后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到最終產(chǎn)物4-烷基氧-4’-乙氧基偶氮苯季銨鹽；

(4)將0.10wt.％偶氮苯季銨鹽，4.76wt.％水性聚氨酯高分子染料和95.14wt.％去離子水，混合均勻配制成染液，在室溫下攪拌產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的泡沫，使發(fā)泡比為10.15，半衰期為10min，將產(chǎn)生的泡沫迅速涂覆到織物表面，將經(jīng)泡沫著色過的布樣置于烘箱內(nèi)烘干，60℃烘干5min，150℃焙烘5min；

(5)著色后殘余泡沫經(jīng)過紫外光照射0.2min液膜表面吸附的反式偶氮苯季銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖浇Y(jié)構(gòu)，使泡沫迅速破滅，半衰期為0.2min，形成著色發(fā)泡殘夜可回收起來；

(6)回收的液體經(jīng)過可見光照射15min順式偶氮苯季銨鹽重新回復(fù)到反式結(jié)構(gòu)，可重復(fù)過程(1)，循環(huán)使用進(jìn)行著色。

實(shí)施例2：

(1)將7.22wt.％的4,4’-二羥基偶氮苯，6.96wt.％無水碳酸鉀和4.47wt.％碘化鉀加入三口燒瓶中，攪拌升溫至80℃，反應(yīng)30min，將3.68wt.％溴代正丁烷滴加到77.67wt.％的乙醇中，再緩慢滴加到三口燒瓶中，80℃反應(yīng)8h后冷卻至室溫，再加入去離子水，通過沉淀法，抽濾得到黃色粗產(chǎn)物固體，最后進(jìn)行過柱提純，即得到中間產(chǎn)物4-羥基-4’-丁基氧偶氮苯；

(2)將4.87wt.％的1,2-二溴乙烷、1.45wt.％的KOH、0.47wt.％的水加入到三口燒瓶中，再加入51.93wt.％的苯甲醚，攪拌加熱至75℃，恒溫30min.將4.68wt.％的4-羥基-4’-丁烷基氧偶氮苯溶于36.60wt.％的苯甲醚中配成溶液，再將其滴加到三口燒瓶中，75℃攪拌加熱回流16h，冷卻至室溫后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去苯甲醚，用乙酸乙酯萃取后在除去乙酸乙酯得到黃色粗產(chǎn)物，最后進(jìn)行過柱提純，得到中間產(chǎn)物4-丁基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯；

(3)將10.90wt.％的4-丁基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯溶于的17.21wt.％的乙醇和37.50wt.％乙酸乙酯的混合溶液，加入到三口燒瓶中，65℃恒溫?cái)嚢?.5h.然后逐滴滴加32.50wt.％的三甲胺乙醇溶液(三甲胺含量33％)，65℃下攪拌加熱回流48h，冷卻至室溫.最后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到最終產(chǎn)物4-烷基氧-4’-乙氧基偶氮苯季銨鹽；

(4)將0.38wt.％偶氮苯季銨鹽，23wt.％水性聚氨酯高分子染料和76.62wt.％去離子水，混合均勻配制成染液，在室溫下攪拌產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的泡沫，使發(fā)泡比為9.25，半衰期為12min，將產(chǎn)生的泡沫迅速涂覆到織物表面，將經(jīng)泡沫著色過的布樣置于烘箱內(nèi)烘干，60℃烘干3min，170℃焙烘5min；

(5)著色后殘余泡沫經(jīng)過紫外光照射0.6min液膜表面吸附的反式偶氮苯季銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖浇Y(jié)構(gòu)，使泡沫迅速破滅，半衰期為0.6min，形成著色發(fā)泡殘夜可回收起來；

(6)回收的液體經(jīng)過可見光照射26min順式偶氮苯季銨鹽重新回復(fù)到反式結(jié)構(gòu)，可重復(fù)過程(1)，循環(huán)使用進(jìn)行著色。

實(shí)施例3：

(1)將4.13wt.％的4,4’-二羥基偶氮苯，3.98wt.％無水碳酸鉀和4.80wt.％碘化鉀加入三口燒瓶中，攪拌升溫至80℃，反應(yīng)30min，將3.96wt.％溴代正丁烷滴加到83.13wt.％的乙醇中，再緩慢滴加到三口燒瓶中，80℃反應(yīng)8h后冷卻至室溫，再加入去離子水，通過沉淀法，抽濾得到黃色粗產(chǎn)物固體，最后進(jìn)行過柱提純，即得到中間產(chǎn)物4-羥基-4’-丁基氧偶氮苯；

(2)將7.23wt.％的1,2-二溴乙烷、2.16wt.％的KOH、0.43wt.％的水加入到三口燒瓶中，再加入52.02wt.％的苯甲醚，攪拌加熱至75℃，恒溫30min.將3.48wt.％的4-羥基-4’-丁烷基氧偶氮苯溶于34.68wt.％的苯甲醚中配成溶液，再將其滴加到三口燒瓶中，75℃攪拌加熱回流16h，冷卻至室溫后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去苯甲醚，用乙酸乙酯萃取后在除去乙酸乙酯得到黃色粗產(chǎn)物，最后進(jìn)行過柱提純，得到中間產(chǎn)物4-丁基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯；

(3)將16.38wt.％的4-丁基氧-4’-(β-溴代)乙氧基偶氮苯溶于的16.15wt.％的乙醇和36.93wt.％乙酸乙酯的混合溶液，加入到三口燒瓶中，65℃恒溫?cái)嚢?.5h.然后逐滴滴加30.54wt.％的三甲胺乙醇溶液(三甲胺含量33％)，65℃下攪拌加熱回流48h，冷卻至室溫.最后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，得到最終產(chǎn)物4-烷基氧-4’-乙氧基偶氮苯季銨鹽；

(4)將0.33wt.％偶氮苯季銨鹽，16.61wt.％水性聚氨酯高分子染料和83.06wt.％去離子水，混合均勻配制成染液，在室溫下攪拌產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的泡沫，使發(fā)泡比為11.00，半衰期為11.8min，將產(chǎn)生的泡沫迅速涂覆到織物表面，將經(jīng)泡沫著色過的布樣置于烘箱內(nèi)烘干，60℃烘干5min，160℃焙烘5min；

(5)著色后殘余泡沫經(jīng)過紫外光照射0.5min液膜表面吸附的反式偶氮苯季銨鹽轉(zhuǎn)變?yōu)轫樖浇Y(jié)構(gòu)，使泡沫迅速破滅，半衰期為0.5min，形成著色發(fā)泡殘夜可回收起來；

(6)回收的液體經(jīng)過可見光照射20min順式偶氮苯季銨鹽重新回復(fù)到反式結(jié)構(gòu)，可重復(fù)過程(1)，循環(huán)使用進(jìn)行著色。

通過實(shí)施例1棉織物泡沫著色效果：

通過實(shí)施例2棉織物泡沫著色效果：

通過實(shí)施例3棉織物泡沫著色效果：