饰品之家讯：聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是由N－乙烯基吡咯烷酮聚合而成的线性水溶性聚合物，能与染料发生缔合作用，从而提高染料的溶解、分散能力和匀染性，因此，在染色和印花的匀染剂、洗涤剂方面已有相关的研究报道〔1~4〕。本文通过测定聚乙烯吡咯烷酮对不同类型染料的紫外可见吸收光谱的影响，分析比较染料结构和染液pH等对聚乙烯吡咯烷酮与染料相互作用的影响，对聚乙烯吡咯烷酮在染整助剂中的进一步开发应用具有一定的借鉴意义。
实验材料与方法实验材料直接耐晒蓝B2RL（C.I.直接蓝71，相对分子质量1029.8）；活性蓝B－2GLN（C.I.活性蓝194，相对分子质量1205.3）；活性艳蓝X－BR（C.I.活性蓝4，相对分子质量704.3）；弱酸性桃红B（C.I.酸性红138，相对分子质量677.7）；酸性媒介棕RH（C.I.媒介棕33，相对分子质量375.3）；分散蓝2BLN（C.I.分散蓝56，相对分子质量365.2）；阳离子艳红5GN（C.I.碱性红14，相对分子质量441.4）（均为商品染料）。
（K-30，进口分装）；平平加O，乳化剂OP-10（市售）；Na2CO3，NaHCO3，NaAc，HAc（分析纯）。
紫外可见吸收光谱的测定配制含0、2g/L、8g/LPVP的染料溶液，染料质量浓度为0.08g/L，静置4h，在723PC分光光度计（上海欣茂仪器公司）上以1nm的波长间隔扫描测定紫外可见吸收光谱，波长范围为350～700nm。
结果与讨论染料结构类型对PVP缔合作用的影响分子较大的阴离子染料图1（a）是直接耐晒蓝B2RL的吸收光谱曲线，随着PVP质量浓度的增加，吸收峰向长波方向移动，并且在638nm处出现新的吸收峰。图1（b）是活性蓝B-2GLN的吸收光谱曲线，随着PVP质量浓度的增加，在620nm处也出现新的吸收峰。这两个染料由于相对分子质量大（1000～1200左右），染料分子间存在较大的作用力，在染液中大量以二聚体形式存在，加入PVP后，由于染料分子与PVP间形成较强的分子间力和氢键作用，使染料聚集体逐渐解聚，并以单分子形态与PVP形成缔合物，从而在长波方向产生明显的染料单分子与PVP缔合的吸收峰〔5〕。说明相对分子质量大的染料与PVP的缔合作用强。图1（c）是活性蓝X－BR的吸收光谱曲线，随着PVP质量浓度的增加，由于PVP与染料的缔合作用，在640nm处单分子吸收峰的吸收强度明显增强。图1（d）是弱酸性桃红B的吸收光谱曲线，随着PVP质量浓度的增加，在554nm处单分子吸收峰的吸收强度也明显增高。这两个染料的相对分子质量在700左右，不含PVP的染液中由于单分子和二聚体的平衡，存在两个吸收峰，加入PVP后使二聚体减少，染料以单分子形态与PVP形成缔合物，使单分子吸收峰明显增强。说明分子量较大的染料也与PVP存在较强缔合作用。
分子较小的染料图1（e）、图1（f）、图1（g）分别为酸性媒介棕RH、分散蓝2BLN、阳离子艳红5GN的吸收光谱曲线。随着PVP质量浓度的增大，吸收强度略有增加，但最大吸收波长没有改变，说明这三个染料（相对分子质量在400左右）与PVP的缔合作用不明显。
染料与PVP缔合作用原理分析由于PVP分子结构中的聚乙烯主链上紧密排列着吡咯烷酮环，聚合物分子表面基本由主链和吡咯烷酮环上的亚甲基所覆盖，所以，相对分子质量较大的染料分子，因与PVP分子链间形成较大的范德华力和疏水作用，导致两者缔合作用较强。同时，由于吡咯烷酮环上的大量羰基连续排列在PVP分子链一侧，可与染料分子中的羟基、氨基等基团形成氢键作用，加强了两者的缔合作用。另外，吡咯环上含有叔胺氮原子，能吸附少量氢离子而使PVP带弱正电荷，对阴离子染料的缔合作用更明显。
染液pH值对PVP缔合作用的影响图2（a）是不同PVP质量浓度下直接耐晒蓝B2RL在pH4.7（HAc/NaAc缓冲液）时的吸收光谱，与中性条件的吸收光谱（图1（a））基本一致。图2（b）是不同PVP质量浓度下直接耐晒蓝B2RL在pH9.7（Na2CO3/NaHCO3缓冲液）时的吸收光谱，此时PVP对吸收光谱的影响明显减小，随着PVP质量浓度增大，最大吸收波长发生红移，但没有出现明显的新吸收峰。说明碱性条件下，PVP与染料的缔合作用明显减弱。其原因可能是PVP分子链的吡咯环上的叔胺氮原子，在碱性条件下吸附氢离子减少而减弱了缔合作用。但是由于PVP分子中的氮原子处于聚乙烯链和吡咯烷酮环之间，并不裸露在大分子链表面，其静电吸附作用不是主要的，对分子量较小的染料影响不明显，如活性蓝X－BR（见图3）。
结论（1）聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与各类染料间的缔合作用存在着明显差异。相对分子质量较大、分子尺寸较大的阴离子染料与PVP的缔合作用较强，如直接染料、活性染料、弱酸性染料等。而分散染料、酸性媒介染料、阳离子染料等分子较小的染料与PVP之间在实验条件下未发现明显的缔合作用。
（2）染液pH值对PVP与阴离子染料之间的缔合作用有一定影响，一般在中性和弱酸性条件下缔合作用较强，碱性条件会减弱两者的缔合作用。
（3）PVP与染料间的缔合作用主要来自分子间力和氢键缔合以及疏水结合作用，在中性和弱酸性条件，由于吡咯环上氮原子吸附氢离子而带弱正电荷，可增强对阴离子染料的缔合作用。
饰品之家专注于各种家居的饰品，家纺，小饰品，装饰品，礼品，春节礼品，精美礼品的新闻资讯和导购服务，敬请登陆饰品之家：http://jiafang.jc68.com/
