固色剂成分鉴定及配方分析

固色剂成分分析需紧密结合其化学机理（如阳离子电荷吸附、交联成膜、封闭水溶性基团等）和应用对象（棉、丝绸、尼龙、涤纶等）。这类助剂结构复杂，通常含阳离子聚合物、反应性树脂、金属盐及功能性添加剂，分析难度较高。

一、固色剂核心成分分类与作用
1. 主固色成分
类型 代表化合物 固色机理 适用纤维
阳离子聚合物型 聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDADMAC）、聚乙烯亚胺（PEI）、聚胺类 电荷中和，降低染料水溶性 棉/粘胶（活性/直接染料）
反应性树脂型 双氰胺树脂（DMDHEU）、三聚氰胺树脂、环氧氯丙烷缩合物 与染料/纤维交联形成网状膜 棉/尼龙（酸性/活性染料）
多胺缩合型 二乙烯三胺环氧氯丙烷树脂、聚酰胺聚胺表氯醇（PPE） 阳离子电荷+交联双重作用 棉/丝绸
金属络合型 铜盐（CuSO₄）、铬盐（K₂Cr₂O₇）（注：铬盐受限） 与染料形成金属络合物提升牢度 羊毛/尼龙（酸性/金属络合染料）
有机硅季铵盐型 十八烷基三甲氧基硅烷季铵盐 疏水成膜+阳离子锚定 涤纶/混纺
2. 功能性助剂
渗透剂，柔软组分，pH调节剂，消泡剂，防腐剂。


二、固色剂成分分析关键技术流程
步骤1：初步鉴别
项目 方法 目的
pH值 pH计（1%水溶液） 酸性条件（pH 3-5）常见于树脂型固色剂
甲醛快速检测 乙酰显色法 筛查甲醛树脂（阳性显黄色）
氯含量 氧弹燃烧-离子色谱法 指示含氯树脂（如环氧氯丙烷类）
灰分测定 高温灼烧（800℃） 判断无机盐含量（金属盐固色剂灰分>10%）
步骤2：主成分分离与结构解析
技术 适用成分 关键诊断指标
FTIR 红外光谱 全成分筛查 - 树脂型：伯胺/仲胺峰（3300 cm⁻¹）、三嗪环（1550, 815 cm⁻¹）
- 有机硅：Si-O-Si（1100 cm⁻¹）、Si-CH₃（1260 cm⁻¹）
- 季铵盐：C-N⁺（1480 cm⁻¹）
NMR 核磁共振 提纯后聚合物 ¹H NMR：
- 环氧氯丙烷树脂（δ 2.5-3.5 ppm 亚甲基峰）
- 硅烷季铵盐（δ 0.7 ppm Si-CH₃, δ 3.3 ppm N⁺-CH₃）
¹³C NMR： 鉴别三聚氰胺树脂（C=N 峰 δ 165 ppm）
LC-MS（液质联用） 小分子树脂单体/添加剂 - 检测双氰胺（m/z 84.04）、甲醛衍生物（如羟甲基脲 m/z 76.03）
- 定量防腐剂（BIT m/z 152.00）
GPC 凝胶色谱 聚合物分子量分布 分析PDADMAC（Mw 10k-100k Da）、有机硅（Mw 3k-20k Da）
XPS 表面分析 固色后纤维表面元素 检测氮元素（胺类）、硅元素（有机硅）、金属离子（Cu/Cr）

三、典型固色剂案例解析
案例：棉用无醛固色剂（阳离子聚合物型）
成分构成：
PDADMAC（主固色, 40-60%） + 聚乙烯亚胺（增效, 10-20%） + 柠檬酸（pH调节, 3-5%） + 氨基硅油（柔软, 5-10%）

分析方案：

FTIR → 确认季铵盐特征峰（1480 cm⁻¹）及羧酸峰（1720 cm⁻¹）；

¹H NMR → 定量PDADMAC中烯丙基结构（δ 5.8-6.2 ppm）；

LC-MS → 筛查残留单体二烯丙基胺（m/z 98.06）。

注： 完整配方解析需结合预处理（透析/溶剂萃取） + 多技术联用。委托分析机构时需明确分析目的（全成分/有害物筛查/失效分析）