[發明專利]纖維素纖維的改性工藝

在審

• 申請號: 201410689002.6
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104452356A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉維錦;廖周榮;段太剛;賈衛平;何大雄;湯偉;張海;劉志軍;鄭雪梅;蘇曉櫻
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;四川省宜賓惠美線業有限責任公司
• 主分類號: D06P1/66
• 分類號: D06P1/66;D06P1/52;D06P3/60;D06P5/22
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 何濤

技術領域

本發明涉及纖維素纖維的處理工藝，更具體地說，本發明涉及纖維素纖維的改性工藝，屬于紡織染色技術領域。

背景技術

傳統纖維素纖維染色工藝上染率一般在40-70%左右，上染率低，浮色多，在染色過程中為了克服電荷障礙，必須在染液中加入大量的無機鹽，以提高上染率；為達到固色目的，纖維素上的羥基需在強堿性條件下離子化，所以染色后期，染液中必須加入大量的純堿。對無機鹽和堿的處理一直是困擾行業的難題，大量既無法回收又難以降解的無機鹽排入江河湖泊，嚴重污染水質，由于鹽具有很高的滲透性能，使周圍土質鹽堿化，成為環境保護中十分棘手的難題；此外，傳統鹽、強堿染液中染料利用率很低，而且強堿下固色過程發生水解等，造成染料的大量浪費，許多深色織物無法達到要求。因此，排放的染色液中殘留了大量的染料、鹽類、堿，處理難度大、成本高，是困擾印染行業的難題，也是制約印染行業發展的瓶頸。

為了解決上述問題，目前采用的方法主要有兩種：

一、開發直接性高、對鹽依賴性低的新型染料。如日本住友公司推出的Sumifux?Supra?低鹽染料，染色時無機鹽用量為傳統的1/3-1/2；赫斯特公司生產的Remazol?EF?低鹽活性染料，染色時無機鹽的使用量為傳統方法的1/3；科萊恩公司Drimarene?HF?染料和原汽巴公司推出的Cibacron?LS?染料，用鹽量是傳統工藝的1/4-1/2；我國上海染料八廠也推出了EF?低鹽染色系列染料。低鹽染料通常減少了磺酸基，通過增加活性基團數來提高固色速度和固色率，染料直接性強。但是現有的新型染料并不成功，這類染料活性和直接性太強，難以控制染色速度，造成勻染性差；染料耗量大，因而造成成本增加和污水處理負荷大；染色纖維和織物的耐光色牢度差；色譜不全、染料價格高；僅僅是減少了無機鹽的用量而未能取消無機鹽的使用，沒有從根本上實現無鹽染色；而且部分低鹽染料的中間體對設備腐蝕性大，本身并不符合環保要求。這些弊端阻礙了低鹽染料的推廣應用。

二、對纖維進行陽離子改性處理?；舅悸范际峭ㄟ^向纖維引入陽離子基團，消除纖維與染料之間的電荷阻礙。

采用陽離子改性的方法，是實現低鹽或無鹽染色的新思路及發展趨勢之一。采用的改性劑有如下幾類：

1、一氯均三嗪季銨鹽化合物。此類改性劑中的一氯均三嗪活性基易與纖維素纖維上的羥基發生反應，使纖維陽離子化。具有代表性的是M.?N.?MICHEAL?等用一氯均三嗪雙季胺改性劑在以2-氯-2-二甲氨基乙基鹽酸鹽作為催化劑的情況下對棉纖維進行陽離子改性。之后在用活性染料對改性后的棉纖維進行染色時，加入醋酸鋅做固色劑，可以提高活性染料的固色率。再如中國專利CN101747285A，該專利公開了一種多活性基陽離子接枝劑的制備方法，該接枝劑為一種一氯均三嗪氯化銨衍生物，用于織物接枝改性，以提高染色效果。

2、陽離子淀粉。陽離子淀粉是重要的商業淀粉，比較廣泛地用作造紙、紡織添加劑、油田鉆井、污水處理或化妝品行業。用陽離子淀粉作為棉纖維的陽離子改性劑，織物經改性后染色深度、耐光色牢度及折皺回角都有提高。做得較為系統的是M.Zhang等，主要做法是，將水解淀粉和2-羥丙基三甲基氯化銨在堿性條件下進行醚化反應，制得陽離子淀粉，再用壓烘工藝將陽離子淀粉處理到棉纖維上。改性后的棉纖維在無鹽且純堿用量為10g/l?的條件下進行染色，上染率和固色率都高于傳統染色物。

3、殼聚糖及其衍生物。殼聚糖是一種由甲殼質脫乙?；玫降亩嗵穷惛叻肿樱讱べ|主要來源于蝦、蟹殼，因此殼聚糖的來源豐富。殼聚糖與纖維素分子間的主要區別在于纖維素C-2?處的羥基被氨基取代。在酸性染浴中，殼聚糖的氨基可以質子化，帶正電，從而可以起到促染的作用。國內外學術界對此做的研究較多。處理過程比較繁瑣，通常將纖維預先進行氧化后再用殼聚糖改性，如Yupaporn?Kitkulnumchai等先用KIO4?將棉纖維進行氧化，再用殼聚糖和硼酸化鈉進行還原胺化。改性后的棉纖維用活性染料進行染色時，在染料的用量及鹽的用量都減半的情況下，固色率與傳統染色的固色率接近。殼聚糖只能溶解在酸性溶液中，這對纖維素類織物強度以及后續染色織物的色光有較大破壞，在殼聚糖改性前對織物進行的氧化，同樣存在破壞強度和控制困難的問題。