공단량체를 함유하는 Acrylamido 염료의 조성액은 자외선 조사에 의해 면, 양모, PET 직물에 상온에서 염을 쓰지 않는 친환경적이고 새로운 염색방법이다. 본 연구는 자외선 조사 상태에서 α-bromoacrylamido기를 함유하는 염료를 그라프트용 단량체로 사용하였다. 광반응성 염료인 Reactive Red 84와 Reactive Yellow 39는 색소구조가 크기 때문에, 공단량체를 첨가하여 공중합함으로써 염료만 사용할 때보다 더 높은 K/S와 G%를 얻을 수 있었다. 다른 종류의 공단량체와 비교하였을 경우 acrylamide가 면직물과 양모를 염색할 때 가장 높은 G%와 K/S 수치를 얻었으며 그 이유는 AAm가 염료의 반응성기와 비슷한 구조를 가지고 있어 공중합에 유리하며, AAm는 다른 (meth)acrylate 공단량체보다 높은 수용성과 ...
공단량체를 함유하는 Acrylamido 염료의 조성액은 자외선 조사에 의해 면, 양모, PET 직물에 상온에서 염을 쓰지 않는 친환경적이고 새로운 염색방법이다. 본 연구는 자외선 조사 상태에서 α-bromoacrylamido기를 함유하는 염료를 그라프트용 단량체로 사용하였다. 광반응성 염료인 Reactive Red 84와 Reactive Yellow 39는 색소구조가 크기 때문에, 공단량체를 첨가하여 공중합함으로써 염료만 사용할 때보다 더 높은 K/S와 G%를 얻을 수 있었다. 다른 종류의 공단량체와 비교하였을 경우 acrylamide가 면직물과 양모를 염색할 때 가장 높은 G%와 K/S 수치를 얻었으며 그 이유는 AAm가 염료의 반응성기와 비슷한 구조를 가지고 있어 공중합에 유리하며, AAm는 다른 (meth)acrylate 공단량체보다 높은 수용성과 중합 속도를 갖기 때문이다. 자외선 조사 상태에서 광반응성 염료를 면직물에 그라프트하는 경우 면직물 표면으로부터 수소가 치환되어 자유라디칼이 형성되어 염료와 공단량체의 광그라프트중합이 개시될 수 있다. 본 연구에서는 Irgacure 2959, APi-180, Darocure 1173 등 세 종류의 광개시제를 사용하였으며 Irgacure 2959가 가장 우수하였다. 자외선 조사 상태에서 광반응성 염료를 양모 직물에 그라프트하는 경우 광개시제를 첨가할 필요가 없는데, 이는 양모 시스틴 중 S-S결합을 쉽게 광분해할 수 있으며 광분해를 통해 생기는 thiyl기가 그라프트 중합반응을 개시할 수 있기 때문이다. 그러나 PET 직물을 광그라프트하는 경우, 공단량체로서 dimethlyaminopropyl methacrylamide (DMAPMA)를 사용하면 acrylamide보다 더 효과적이었다. UV 조사에 의한 염료와 공단량체의 중합은 MALDI-TOF mass, 1H NMR, 원소분석, UV-vis spectroscopy, FT-IR 등으로 확인할 수 있다. 또한, G%와 K/S 수치는 UV 조사에너지, pH, 광개시제 농도, 염료 및 공단량체 농도 등에 영향을 받는 것을 알 수 있다. 면직물의 경우, Red 84 염료는 90%와 AAm의 94%가 광중합되었으며 1H NMR 및 MALDI-TOF 질량분석을 통해 중합도가 13.2임을 확인할 수 있다. 광그라프트된 면직물의 최적 K/S는 Red 84의 경우 13.3이고 Yellow 39의 경우 12.3의 값을 갖는다. UV 그라프팅 염색의 최적 조건은 UV energy 25J/cm², 공단량체인 AAm를 염료 몰비 대비 0.65몰, 광개시제인 Irgacure 2959를 염료 중량 대비 7%, 염료는 용매인 증류수의 중량 대비 9%이었다. 양모의 경우, Yellow 39 염료는 88%와 AAm의 91%가 광중합되었으며 1H NMR 및 MALDI-TOF 질량분석을 통해 중합도가 12.9임을 확인할 수 있다. 광그라프트된 양모의 최적 K/S는 Red 84의 경우 18.7이고 Yellow 39의 경우 18.5의 값을 갖는다. UV 그라프팅 염색의 최적 조건은 UV energy 25J/cm², 공단량체인 AAm를 염료 몰비 대비 0.65몰이고 염료는 용매인 증류수의 중량 대비 7%이었다. PET 직물의 경우, Red 84 염료는 90%와 DMAPMA의 92%가 광중합 되었으며 1H NMR 및 MALDI-TOF 질량분석을 통해 중합도가 13.0임을 확인할 수 있다. 광그라프팅된 PET 최적 K/S는 Red 84의 경우 8.6, Yellow 39의 경우 6.8의 값을 갖는다. UV 그라프팅 염색의 최적화된 조건은 UV energy 25J/cm², 공단량체인 DMAPMA를 염료 몰비 대비 7.5몰과 광개시제인 Irgacure 2959를 염료 중량 대비 3%이며, 염료는 용매인 증류수의 중량 대비 9%이었다. 마지막으로 UV 조사하에 그라프팅된 직물은 일반적인 습식 염색보다 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도가 우수하였으며, 염료의 그라프트 중합으로 염료와 섬유고분자의 분자간 상호작용이 더 강하기 때문이다. UV 그라프트 염색은 일반적인 습식 염색보다 염료, 에너지 및 용수를 절약할 수 있어 친환경적인 염색 공정이라 할 수 있다.
공단량체를 함유하는 Acrylamido 염료의 조성액은 자외선 조사에 의해 면, 양모, PET 직물에 상온에서 염을 쓰지 않는 친환경적이고 새로운 염색방법이다. 본 연구는 자외선 조사 상태에서 α-bromoacrylamido기를 함유하는 염료를 그라프트용 단량체로 사용하였다. 광반응성 염료인 Reactive Red 84와 Reactive Yellow 39는 색소구조가 크기 때문에, 공단량체를 첨가하여 공중합함으로써 염료만 사용할 때보다 더 높은 K/S와 G%를 얻을 수 있었다. 다른 종류의 공단량체와 비교하였을 경우 acrylamide가 면직물과 양모를 염색할 때 가장 높은 G%와 K/S 수치를 얻었으며 그 이유는 AAm가 염료의 반응성기와 비슷한 구조를 가지고 있어 공중합에 유리하며, AAm는 다른 (meth)acrylate 공단량체보다 높은 수용성과 중합 속도를 갖기 때문이다. 자외선 조사 상태에서 광반응성 염료를 면직물에 그라프트하는 경우 면직물 표면으로부터 수소가 치환되어 자유라디칼이 형성되어 염료와 공단량체의 광그라프트중합이 개시될 수 있다. 본 연구에서는 Irgacure 2959, APi-180, Darocure 1173 등 세 종류의 광개시제를 사용하였으며 Irgacure 2959가 가장 우수하였다. 자외선 조사 상태에서 광반응성 염료를 양모 직물에 그라프트하는 경우 광개시제를 첨가할 필요가 없는데, 이는 양모 시스틴 중 S-S결합을 쉽게 광분해할 수 있으며 광분해를 통해 생기는 thiyl기가 그라프트 중합반응을 개시할 수 있기 때문이다. 그러나 PET 직물을 광그라프트하는 경우, 공단량체로서 dimethlyaminopropyl methacrylamide (DMAPMA)를 사용하면 acrylamide보다 더 효과적이었다. UV 조사에 의한 염료와 공단량체의 중합은 MALDI-TOF mass, 1H NMR, 원소분석, UV-vis spectroscopy, FT-IR 등으로 확인할 수 있다. 또한, G%와 K/S 수치는 UV 조사에너지, pH, 광개시제 농도, 염료 및 공단량체 농도 등에 영향을 받는 것을 알 수 있다. 면직물의 경우, Red 84 염료는 90%와 AAm의 94%가 광중합되었으며 1H NMR 및 MALDI-TOF 질량분석을 통해 중합도가 13.2임을 확인할 수 있다. 광그라프트된 면직물의 최적 K/S는 Red 84의 경우 13.3이고 Yellow 39의 경우 12.3의 값을 갖는다. UV 그라프팅 염색의 최적 조건은 UV energy 25J/cm², 공단량체인 AAm를 염료 몰비 대비 0.65몰, 광개시제인 Irgacure 2959를 염료 중량 대비 7%, 염료는 용매인 증류수의 중량 대비 9%이었다. 양모의 경우, Yellow 39 염료는 88%와 AAm의 91%가 광중합되었으며 1H NMR 및 MALDI-TOF 질량분석을 통해 중합도가 12.9임을 확인할 수 있다. 광그라프트된 양모의 최적 K/S는 Red 84의 경우 18.7이고 Yellow 39의 경우 18.5의 값을 갖는다. UV 그라프팅 염색의 최적 조건은 UV energy 25J/cm², 공단량체인 AAm를 염료 몰비 대비 0.65몰이고 염료는 용매인 증류수의 중량 대비 7%이었다. PET 직물의 경우, Red 84 염료는 90%와 DMAPMA의 92%가 광중합 되었으며 1H NMR 및 MALDI-TOF 질량분석을 통해 중합도가 13.0임을 확인할 수 있다. 광그라프팅된 PET 최적 K/S는 Red 84의 경우 8.6, Yellow 39의 경우 6.8의 값을 갖는다. UV 그라프팅 염색의 최적화된 조건은 UV energy 25J/cm², 공단량체인 DMAPMA를 염료 몰비 대비 7.5몰과 광개시제인 Irgacure 2959를 염료 중량 대비 3%이며, 염료는 용매인 증류수의 중량 대비 9%이었다. 마지막으로 UV 조사하에 그라프팅된 직물은 일반적인 습식 염색보다 세탁, 마찰 및 일광 견뢰도가 우수하였으며, 염료의 그라프트 중합으로 염료와 섬유고분자의 분자간 상호작용이 더 강하기 때문이다. UV 그라프트 염색은 일반적인 습식 염색보다 염료, 에너지 및 용수를 절약할 수 있어 친환경적인 염색 공정이라 할 수 있다.
Formulations of acrylamido dyes containing comonomers can be photografted onto cotton, wool and PET fabrics upon UV irradiation at room temperature without neutral salts, which makes it a novel coloration process of excellent environmental friendliness. In previous study the dyes containing α-br...
Formulations of acrylamido dyes containing comonomers can be photografted onto cotton, wool and PET fabrics upon UV irradiation at room temperature without neutral salts, which makes it a novel coloration process of excellent environmental friendliness. In previous study the dyes containing α-bromoacrylamido groups were employed as grafting monomers to be photografted onto cotton, wool and PET fabrics under continuous UV irradiation. In this study the photografting of two reactive dyes of Reactive Red 84 and Reactive Yellow 39, can be assisted by the addition of the comonomers by reducing steric hindrance of the bulky dyes during the polymerization, as indicated by the higher K/S and G% values compared with the dye alone. Compared with several different comonomers, acrylamide (AAm) produced the highest G% and K/S for cotton and wool fabrics probably because the same acrylamido groups in the dyes and acrylamide comonomer should have similar reactivity for the copolymerization also the AAm has higher water solubility and polymerization rate compared with other (meth)acrylate comonomers. While for cotton fabric, under UV irradiation, the photoinitiator or the dyes abstracted hydrogen atoms from cotton surface formed cellulose radicals, which initiated the copolymerization of the dyes and acrylamide (AAm) to form the grafted polymeric dyes. A photoinitiatior(PI) is an essential part in the photografting formulation. Three kinds of PIs, such as Irgacure 2959, APi-180 and Darocur 1173, are employed in the study, Irgacure 2959 was found to be the most suitable PI. In the terms of dyeing wool fabric can be carried out in the absence of a photoinitiator at ambient temperature due to the free thiyl radicals generated from disulfide scission of cystein residue in wool. However, for poly(ethylene terephthalate) fabric the photografting may be assisted by the copolymerization of dimethylaminopropyl methacrylamide (DMAPMA) comonomer together with the acrylamido reactive dyes, which may increase degree of polymerzation with low molecular DMAPMA. The polymerization of the dyes and comonomers induced by UV irradiation can be proved by MALDI-TOF mass, 1H NMR, elemental analysis, UV-vis spectroscopy and FT-IR spectra. Moreover, the grafting yield and K/S value can be influenced by UV erengy, pH, concentrations of PI, comonomer and dye. In terms of cotton fabric about 90% of the red dyes and 94% of acrylamide are photocopolymerized and the degree of polymerization is estimated to be 13.2 according to 1H NMR and MALDI-TOF Mass analyses. The optimal K/S values of the grafted cotton fabrics showed 13.3 and 12.3 for red and yellow dyes respectively. The optimal UV-grafting coloration can be achieved when a UV energy of 25J/cm2 was irradiated on the padded fabrics with a formulation of 0.65 mole ratio of acrylamide to the dyes, 7% Irgacure 2959 on the dye weight of 9% on the weight of bath at pH 6. As to wool fabric about 88% of the yellow dyes and 91% of acrylamide are photocopolymerized and the degree of polymerization is estimated to be 12.9 according to 1H NMR and MALDI-TOF Mass analyses. The optimal K/S values of the grafted wool fabrics showed 18.7 and 18.5 for red and yellow dyes respectively. The optimal UV-grafting coloration can be achieved when a UV energy of 25J/cm2 was irradiated on the padded fabrics with a formulation of 0.65 mole ratio of acrylamide to the dyes, the dyes using 7% on the weight of bath at pH 2.5. In the case of PET fabric about 90% of the red dyes and 92% of DMAPMA are photocopolymerized and the degree of polymerization is estimated to be 13.0 according to 1H NMR and MALDI-TOF Mass analyses. The optimal K/S values of the grafted PET fabrics showed 8.6 and 6.8 for red and yellow dyes respectively. The optimal UV-grafting coloration can be achieved when a UV energy of 25J/cm2 was irradiated on the padded fabrics with a formulation of 7.5 mole ratio of DMAPMA to the dyes, 3% Irgacure 2959 on the dye weight of 9% on the weight of bath at pH 6. Finally the washing, rubbing and light fastness of UV-induced grafted fabrics were superior to those of conventional wet dyeing due to the stronger intermolecular interactions of the high-molecular-weight polymerized dyes. UV-grafting coloration could replace conventional adsorption-based coloration, which can save water, energy, chemicals and environment.
Formulations of acrylamido dyes containing comonomers can be photografted onto cotton, wool and PET fabrics upon UV irradiation at room temperature without neutral salts, which makes it a novel coloration process of excellent environmental friendliness. In previous study the dyes containing α-bromoacrylamido groups were employed as grafting monomers to be photografted onto cotton, wool and PET fabrics under continuous UV irradiation. In this study the photografting of two reactive dyes of Reactive Red 84 and Reactive Yellow 39, can be assisted by the addition of the comonomers by reducing steric hindrance of the bulky dyes during the polymerization, as indicated by the higher K/S and G% values compared with the dye alone. Compared with several different comonomers, acrylamide (AAm) produced the highest G% and K/S for cotton and wool fabrics probably because the same acrylamido groups in the dyes and acrylamide comonomer should have similar reactivity for the copolymerization also the AAm has higher water solubility and polymerization rate compared with other (meth)acrylate comonomers. While for cotton fabric, under UV irradiation, the photoinitiator or the dyes abstracted hydrogen atoms from cotton surface formed cellulose radicals, which initiated the copolymerization of the dyes and acrylamide (AAm) to form the grafted polymeric dyes. A photoinitiatior(PI) is an essential part in the photografting formulation. Three kinds of PIs, such as Irgacure 2959, APi-180 and Darocur 1173, are employed in the study, Irgacure 2959 was found to be the most suitable PI. In the terms of dyeing wool fabric can be carried out in the absence of a photoinitiator at ambient temperature due to the free thiyl radicals generated from disulfide scission of cystein residue in wool. However, for poly(ethylene terephthalate) fabric the photografting may be assisted by the copolymerization of dimethylaminopropyl methacrylamide (DMAPMA) comonomer together with the acrylamido reactive dyes, which may increase degree of polymerzation with low molecular DMAPMA. The polymerization of the dyes and comonomers induced by UV irradiation can be proved by MALDI-TOF mass, 1H NMR, elemental analysis, UV-vis spectroscopy and FT-IR spectra. Moreover, the grafting yield and K/S value can be influenced by UV erengy, pH, concentrations of PI, comonomer and dye. In terms of cotton fabric about 90% of the red dyes and 94% of acrylamide are photocopolymerized and the degree of polymerization is estimated to be 13.2 according to 1H NMR and MALDI-TOF Mass analyses. The optimal K/S values of the grafted cotton fabrics showed 13.3 and 12.3 for red and yellow dyes respectively. The optimal UV-grafting coloration can be achieved when a UV energy of 25J/cm2 was irradiated on the padded fabrics with a formulation of 0.65 mole ratio of acrylamide to the dyes, 7% Irgacure 2959 on the dye weight of 9% on the weight of bath at pH 6. As to wool fabric about 88% of the yellow dyes and 91% of acrylamide are photocopolymerized and the degree of polymerization is estimated to be 12.9 according to 1H NMR and MALDI-TOF Mass analyses. The optimal K/S values of the grafted wool fabrics showed 18.7 and 18.5 for red and yellow dyes respectively. The optimal UV-grafting coloration can be achieved when a UV energy of 25J/cm2 was irradiated on the padded fabrics with a formulation of 0.65 mole ratio of acrylamide to the dyes, the dyes using 7% on the weight of bath at pH 2.5. In the case of PET fabric about 90% of the red dyes and 92% of DMAPMA are photocopolymerized and the degree of polymerization is estimated to be 13.0 according to 1H NMR and MALDI-TOF Mass analyses. The optimal K/S values of the grafted PET fabrics showed 8.6 and 6.8 for red and yellow dyes respectively. The optimal UV-grafting coloration can be achieved when a UV energy of 25J/cm2 was irradiated on the padded fabrics with a formulation of 7.5 mole ratio of DMAPMA to the dyes, 3% Irgacure 2959 on the dye weight of 9% on the weight of bath at pH 6. Finally the washing, rubbing and light fastness of UV-induced grafted fabrics were superior to those of conventional wet dyeing due to the stronger intermolecular interactions of the high-molecular-weight polymerized dyes. UV-grafting coloration could replace conventional adsorption-based coloration, which can save water, energy, chemicals and environment.
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