[發(fā)明專利]一種纖維素纖維的陽離子化改性工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410689149.5
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104358163A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 廖周榮;段太剛;賈衛(wèi)平;何大雄;湯偉;黃金洪;張海;劉志軍;張喬
• 申請（專利權）人: 四川省宜賓惠美線業(yè)有限責任公司;宜賓絲麗雅集團有限公司
• 主分類號: D06P1/66
• 分類號: D06P1/66;D06P1/607;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(fā)明涉及一種纖維素纖維的處理工藝，更具體地說，本發(fā)明涉及一種纖維素纖維的陽離子化改性工藝，屬于紡織染色技術領域。

背景技術

傳統(tǒng)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(yè)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(huán)境保護中十分棘手的難題；此外，傳統(tǒng)鹽、強堿染液中染料利用率很低，而且強堿下固色過程發(fā)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(yè)的難題，也是制約印染行業(yè)發(fā)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(fā)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(tǒng)的1/3-1/2；赫斯特公司生產(chǎn)的Remazol?EF?低鹽活性染料，染色時無機鹽的使用量為傳統(tǒng)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(tǒng)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(shù)來提高固色速度和固色率，染料直接性強。但是現(xiàn)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(xiàn)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(huán)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。基本思路都是通過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(xiàn)低鹽或無鹽染色的新思路及發(fā)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(fā)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(yè)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(yè)。用陽離子淀粉作為棉纖維的陽離子改性劑，織物經(jīng)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(tǒng)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(tǒng)染色物。

3、殼聚糖及其衍生物。殼聚糖是一種由甲殼質脫乙酰化而得到的多糖類高分子，而甲殼質主要來源于蝦、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(qū)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(nèi)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(tǒng)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(xù)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。