乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的合成以及在皂洗中的應用

于興凱 ，衛杰剛，左建民

(1.東華大學，上海 201610；2.上海喜赫精細化工有限公司，上海 201508；3.寧波雅戈爾日中紡織印染有限公司，浙江 寧波315000)

乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的合成以及在皂洗中的應用

于興凱1，衛杰剛2，左建民3

(1.東華大學，上海201610；2.上海喜赫精細化工有限公司，上海201508；3.寧波雅戈爾日中紡織印染有限公司，浙江寧波315000)

文章介紹了乙二胺二鄰苯基乙酸鈉(EDDHA)的合成方法，通過質譜分析確定了實驗室合成物的分子結構，將其用于活性染料皂洗工藝中，結果顯示，自制的EDDHA-Na和進口的同類產品具有相當的牢度性能和防沾色效果。

乙二胺二鄰苯基乙酸鈉；皂洗劑；防沾色；活性染料；水解染料

乙二胺二鄰羥苯基乙酸鈉(EDDHA-Na)是一種性能優異的分散劑，可以廣泛地用于顏料分散、洗滌劑增效、化妝品螯合等領域，是一種高效、無毒、無污染、易降解的環境友好型分散劑。乙二胺二鄰苯基乙酸鈉具有酰胺基團，可以吸附、結合水解染料，因此其也特別適用于印染領域，用作活性染料防沾色皂洗劑使用[1]。

乙二胺二鄰羥苯基乙酸鈉的生產工藝有兩種，分別以日本三井化學為代表的2-氯乙磺酸鈉擴鏈法和以墨西哥喜赫石油代表的乙二胺磺酸鈉擴鏈法。前者可以得到高純度的產品，但是工藝復雜，成本較高，產品可用于高分子合成、醫藥等使用。后者只能得到低含量(55%左右)工業級產品，價格便宜，多用于工業用途。本研究參考喜赫化學的生產工藝，在實驗室合成EDDHA-Na。

1 試驗部分

1.1合成試驗

1.1.1藥品和儀器

藥品: 乙二胺(EDA，分析純)，2-氯乙磺酸鈉(分析純)，氫氧化鈉(工業級)，氯乙酸(分析純)，癸酰氯(工業級)，乙二胺二鄰苯基乙酸鈉(標樣：工業級)，其它試劑均為分析純。

儀器：S260型立式磁力攪拌器，德國UIC公司 LZN-C 型 減壓蒸餾器，美國Nicolet公司 AVATAR360 FT-IR型傅立葉紅外光譜儀，德國Elementar公司 Vario EL II型熱導元素分析儀，FA2004N型精密天平。

1.1.2乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的合成

將15 mL(0.2 mol)乙二胺，80 mL水加到四口燒瓶中，冰浴冷卻至0℃。將56.4 g(0.2 mol)2-氯乙磺酸鈉溶于40 mL蒸餾水中，用30%液體氫氧化鈉中和。將氯乙酸溶液緩慢滴入到乙二胺溶液中，同時滴加30 %氫氧化鈉溶液保持反應液pH=12，約2 h滴完。將反應液于室溫靜置24 h后，調節pH=7，室溫下強烈攪拌，緩慢滴加癸酰氯和催化劑A[2-3]。反應過程中保持140℃反應16 h，充分反應后，將反應產物減壓蒸餾。除去其中多余未反應的EDA，靜置24 h后分層，取上層紅褐色粘稠物，制得率約為57%。

1.1.3乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的測試與表征

(1)紅外光譜分析： 用KBr鹽均勻涂膜，干燥后，用美國Nicolet AVATAR360 FT-IR型傅立葉紅外光譜儀分析產物的結構特征。

(2)元素分析：采用德國Elementar Vario EL II型熱導元素分析儀，分析產物中N、C和H三種元素的含量，樣品分解溫度為850～1050℃，升溫速率設定為為5℃/min,保護氣體為氦氣。

1.2應用試驗

1.2.1材料

織物： 大紅、艷橙、深藍和濃黑色純棉染色針織汗布(未經皂洗后處理)，染料分別為活性紅KE-7B 4%(o.w.f.)、活性橙KE-G 4%(o.w.f.)、活性深藍K-R 3%(o.w.f.)和活性黑K-BR 6%(o.w.f.)；漂白后的純棉針織布；純棉標準貼襯織物(棉)。

藥品： 二胺二鄰苯基乙酸鈉EDDHA-Na(自制)、乙二胺二鄰苯基乙酸鈉EDDHA-Na(標準樣品，喜赫化學)。

儀器： PL2006-03型電子天平(梅特勒-托利多公司)，221-5型電加熱鼓風恒溫干燥箱，KLOP-3型標準光源對色用燈箱，BBV-17-200型常溫水浴振蕩小樣機，YMS-12-140型高溫小樣染色機(臺灣瑞比試驗器械)，MO-L型分光光度計(梅特勒-托利多公司)，XV-501S型測色配色儀(瑞士瑞彩公司)。

1.2.2皂洗工藝

皂洗(乙二胺二鄰苯基乙酸鈉用量1 g/L，95℃，20 min，浴比1∶15) →冷水洗→烘干

1.2.3防沾色工藝

漂白純棉針織布沾色[乙二胺二鄰苯基乙酸鈉用量1 g/L，水解活性大紅KE-7B 1%(o.w.f.)，95℃，20 min，浴比1∶15]→冷水洗→烘干

1.2.4牢度性能測試

(1)耐摩擦色牢度:按GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行，并按GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗 評定沾色用灰色樣卡》進行評定。

(2)耐皂洗色牢度：按GB/T3921—2008《紡織品 色牢度試驗 耐皂洗色牢度》進行。按規定工藝條件處理后，干燥、平衡24 h，于Datacolor電腦測色配色儀上測試標準貼襯白布的K/S值，并評定沾色級別。

2 結果與討論

2.1紅外分析

取輻射頻率為6.5時所得測試樣品的紅外光譜分析，在3428 cm-1波峰處出現了伯胺與酰胺結構影像，待測樣品由締合態產生的吸收峰與標準樣品的吸收峰完全疊加；在2919 cm-1和2832 cm-1為兩個對稱苯環和酰胺基團的伸縮振動吸收峰。實驗室合成的EDDHA-Na的波峰圖與國外標準樣品的波峰特點完全一致[4]。

2.2產物元素分析

將元素分析所得產物中N、C和H的元素含量換算為三種元素的物質的量比。產物的N、C和H元素的理論物質量比的一致性也是表征待測物與標樣的相符性的數據，并且隨輻射頻率的增大，實測產物中nN∶nC∶nH越來越接近目標產物[5]。

產物中H元素實測值與理論值存在偏差，主要與分析測試環境有關，尤其是反應產物極易吸濕，影響測試結果。但從實測的N、C物質的量比，可得出測試樣品與標樣結構完全一致。合成待測產物與標準樣品的nN∶nC∶nH實測值見表1。

表1 合成待測產物與標準樣品的nN∶nC∶nH實測值

通過紅外光譜分析與元素分析，實驗室合成的EDDHA-Na與國外公司的產品完全具有相同結構，為一種物質。

2.3乙二胺二鄰苯基乙酸鈉在皂洗中的應用

活性染料色譜齊全，拼色容易，色澤鮮艷，染色工藝成熟，因此被廣泛用于純棉、粘膠纖維等面料的印染加工。但活性染料的活性基團除能與纖維素分子式中的羥基發生化學鍵結合外，還能發生水解反應，生成水解染料，水解染料吸附在纖維上會嚴重影響織物的色牢度[6-7]。

皂洗主要是通過皂洗劑-染料-纖維三者之間的物理或化學作用，洗脫沾在纖維上的水解后染料，未與纖維有任何鍵合的染料以及其它雜質，最后洗下來的浮色被皂洗劑捕捉，并利用皂洗劑的分散、懸浮、絡合作用使之不再返沾到織物和纖維上，從而達到提高皂洗牢度同時具有防止沾色、串色的目的[8]。

乙二胺二鄰苯基乙酸鈉(EDDHA-Na)本身是一種分散劑，并含有酰胺鍵，可以牢牢結合水解染料，從結構上分析，適合作為皂洗劑使用[9]。

按“1.2.2 皂洗工藝”和“1.2.3防沾色工藝”進行試驗，并測試樣品的摩擦牢度(見表2)和防沾色性能(見表3)。

表2 摩擦牢度測試結果

注：空白—未加皂洗劑，1—皂洗劑為自制乙二胺二鄰苯基乙酸鈉，2—皂洗劑為國外公司生產乙二胺二鄰苯基乙酸鈉。以下同。

表3 沾色測試結果

表2和表3數據顯示，在皂洗工藝中采用實驗室自制的乙二胺二鄰苯基乙酸鈉，其皂洗牢度和防沾色性能完全達到國外同類產品的水平。

2.4生產實踐

為了進一步驗證實驗室自制乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的皂洗效果，于2011年7月在浙江雅戈爾印染有限公司染色分廠進行了大試，在J型溢流染色機中共試驗11缸，取得非常理想的效果。皂洗工藝如下：

活性染色后→邊進水邊排水3 min→排腳水→進清水→皂洗(乙二胺二鄰苯基乙酸鈉，1g/L,90℃，10～15 min)→剪樣→水洗→出缸→烘干→測試。

該公司一直使用馬來酸-丙烯酸共聚物作為皂洗劑，換用實驗室自制的乙二胺二鄰苯基乙酸鈉，連續生產7天，共11缸，經該廠質檢部門測試，所有指標均完全合格。同時，在價格方面，折算成50%含量計算，與馬丙共聚物相比，乙二胺二鄰苯基乙酸鈉價格便宜近2元/kg，在印染加工企業面臨各種生產成本不斷上升的壓力下，乙二胺二鄰苯基乙酸鈉作為皂洗劑更有優勢。

3 結論

實驗室合成的乙二胺二鄰苯基乙酸鈉在分子式結構上與國外廠家生產的產品完全一致。將自制的乙二胺二鄰苯基乙酸鈉應用于活性染料的皂洗工藝，皂洗牢度和防沾色效果接近于目前常用的馬丙共聚物，并在價格上顯示出巨大優勢。

[1] 馬克·歐文斯.乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的制造、性能和分析[M].北京: 輕工業出版社，2009 .

[2] Guth C. Process for washing off prints or dyes on cellulosic textile materials.US， 5490866[P].1996—02—13

[3] Honser N E, Leuck J F, Balehin T J. Stain blocking agent US，5820638[P].1998—10—13.

[4] 徐慧蘭. 常用元素分析方法在表面活性劑成分剖析中的應用手冊[M].北京:化學工業出版社,1999.

[5] 小谷卓.活性染料的短時間清洗[EB/OL]. http://www.kotani-chemical.co.jp/cn/01_seiren0301spring.html.

[6] K李偉忠等.乙二胺二鄰苯基乙酸鈉在氧漂穩定劑中的應用研究[C].第二屆中華紙業漿紙技術論壇,論文合集 ，2010.

[7] (意)Ken Shabul著，徐元巨等譯.印染助劑新品種的開發現狀[M].北京: 紡織工業出版社,2008.

[8] 陳穎譯.活性染料的水解及洗除[J].印染，2006，32(5):50—51.

[9] Abel H. Detergent composition for washing off dyeing stained with fibre—reactive dyes. US， 4545919[P].1985—10—8.

SynthesisofEDDHA-NaandApplicationinReactiveDyesSoapingProgress

YuXingkai1，WeiJiegang2，ZuoJianmin3

(1.Donghua University,Shanghai 201620,China;2.Shanghai Xihe Fine Chemicals Co.,Ltd.,Shanghai 201508,China;3.Youngor Sunrise Textile Dyeing & Finishing Co.,Ltd.,Ningbo 315000,China)

The synthesis method of Ethy Diaminedhephen Acetic-Na (EDDHA)was introduced.The molecular structures of EDDHA-Na was identified with the methed of analysis on mass spectrometry(MS).At last, the application in reactive dyes soaping process was discussed. The result shows that the properies of EDDHA-Na made in laboratoring is similar to imported products，such as fastness property and anti-staining effect.

Ethy Diaminedhephen Acetic-Na；soaping agent；stain-resisting；reactive dyes；hydrolytic dyes

TS193.7+1

A

1009-3028(2012)03-0028-04

2012-04-11

于興凱(1984—)，男，浙江湖州人，博士研究生。