CN104140473B - 壳聚糖均三嗪磺酸盐衍生物、及其硅杂化溶液的制备方法以及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壳聚糖均三嗪磺酸盐衍生物、及其硅杂化溶液的制备方法以及应用该硅杂化溶液处理蚕丝织物的方法。具体方案为采用壳聚糖与氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物反应生成壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2氨基乙磺酸钠盐，在硅偶联剂作用下，制得壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液，并应用该溶液对蚕丝织物进行处理。经处理后蚕丝织物可进行较低温度无盐染色，弱酸性染料上染率最高可达到97%以上，染得的蚕丝织物色牢度高。

Description

壳聚糖均三嗪磺酸盐衍生物、及其硅杂化溶液的制备方法以及应用

技术领域

本发明涉及印染助剂技术领域，具体说是一种壳聚糖均三嗪磺酸盐衍生物、及其硅杂化溶液的制备方法以及应用该硅杂化溶液处理蚕丝织物的方法。

背景技术

自古以来，丝绸就享有“纤维皇后”的美称，其质地轻柔飘逸，细嫩滑糯，具有含蓄的珠宝般光泽，冰凉舒适的触觉感受和华贵典雅的视觉效果。蚕丝纤维保温性能和吸湿性能较好，其孔隙率和含潮率分别为70％和11％，是名副其实的天然保健纤维。蚕丝纤维具有其它天然纤维所没有的优良性能，因此受到人们的喜爱，占据着广阔的纺织材料市场。传统真丝绸的染色温度一般控制在90～95℃左右,较高的染色温度有利于纤维充分膨化,并使吸附在纤维表面的染料分子进一步向纤维内部扩散,获得较高的上染率,但在较高的温度下染色,容易产生真丝绸的“灰伤”问题,此外,初染温度过高,还会出现染色不匀现象。另外，利用弱酸性染料对蚕丝纤维染色，染色时需使用大量的无机盐促染，而染色废液中的无机盐不能通过简单的物理化学及生化方法加以处理，高含盐量染色废液的排放将改变江湖的水质，破坏水的生态环境，导致江湖周边土质盐渍化。近年来，在蚕丝织物活性染料低盐、无盐染色方面，研究工作大都集中在对蚕丝纤维给予阳离子改性后进行染色。纤维经阳离子改性后匀染性变差，且由于增加了加工环节，使实际生产应用的可行性降低。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种能够解决上述技术问题的壳聚糖均三嗪磺酸盐衍生物、及其硅杂化溶液的制备方法以及应用该硅杂化溶液处理蚕丝织物的方法。

一种壳聚糖含均三嗪磺酸盐衍生物的制备方法，包括以下步骤：

(1)取0.001-0.01mol的壳聚糖分散于100mL的乙醇溶液中，向溶液中逐步滴加还有0.001-0.01mol氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物的乙醇与水的混合溶液5-20ml，制得反应液；

(2)向反应液中加入5-10％的NaOH溶液8mL混合搅拌,维持反应液的pH值8-9，50-100℃反应4–10h制得初产物；

(3)将初产物进行浓缩，冷冻，沉淀，过滤，丙酮洗，烘干制得终产物

(4)对上述终产物在65℃真空烘干12小时，即得壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2氨基乙磺酸钠盐。

一种壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)取1g/L-10g/L上述方法制得壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2氨基乙磺酸钠盐溶于2％(m/V)醋酸溶液中；

(2)磁力搅拌下滴加1～5mL硅偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，滴加1-2ml浓HCl，50℃磁力搅拌，反应2h，至透明溶液，即制得得壳聚糖均三嗪磺酸盐硅杂化溶液。

一种应用上述方法制得壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液处理蚕丝织物的方法,是在温度为30℃-60℃的条件下，将织物用壳聚糖均三嗪磺酸盐硅杂化溶液浸渍处理30-120min，水洗，自然晾干。

所述壳聚糖均三嗪磺酸盐硅杂化溶液的浓度为1.0-3g/L。

本发明采用壳聚糖为原料，通过氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物与壳聚糖反应生成壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2氨基乙磺酸钠盐，进而在硅偶联剂作用下，制备壳聚糖均三嗪磺酸盐硅杂化溶液，并应用其对蚕丝织物进行处理。处理后的蚕丝织物不需要加盐，在低温条件下(30-60℃)即可进行染色且弱酸性染料上染率最高可达到97％以上，染得的蚕丝织物色牢度高,达到4级以上，大幅度降低了染色废水的色度。

本发明所使用的壳聚糖原料价格低廉易得，合成工艺成熟，而且对蚕丝织物处理后进行无盐低温染色既生态环保又节约能源。

附图说明

图1为不同元明粉用量对应的上染率的示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步说明本发明

实施例1

按以下步骤制备壳聚糖含均三嗪磺酸盐衍生物：

(1)取0.001mol-0.01mol壳聚糖分散于100mL的乙醇溶液中，向溶液中逐步滴加0.001mol-0.01mol氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物的乙醇与水的混合溶液(5ml～20ml)，制得反应液；

(2)向反应液中加入5％的NaOH溶液8mL混合搅拌,维持反应液的pH值8-9，80℃反应6小时，运用V(丙酮):V(甲苯):V(水)＝6:1:0.5的混合体系作为展开剂,用TLC监测反应至终点，制得初产物；

(3)将初产物进行浓缩，冷冻，沉淀，过滤，丙酮洗，烘干制得终产物

(4)对上述终产物在65℃真空烘干12小时，即得壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2氨基乙磺酸钠盐。

其中步骤(1)中氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物通过下述方法合成：

先用NaOH和氨基乙磺酸钠固体配制一定量的氨基乙磺酸钠溶液待用。在装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入0.1-0.3mol三聚氰氯并加入一定量的丙酮使之全部溶解，反应液呈无色透明状。将上述配制好的氨基乙磺酸钠水溶液用恒压滴液漏斗缓慢加入。反应过程中使用冰浴，使反应温度一直维持在0～5℃，且反应过程中不断用Na2CO3水溶液调pH，维持7-8。用TLC(V丙酮：V甲苯：V水＝6：1：0.5)监测反应至终点，抽滤，丙酮洗，得到白色粉末状产物，为氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物。

实施例2：

按以下步骤制备壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液：

(1)取1.5％壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2氨基乙磺酸钠盐溶于2％(m/V)醋酸溶液中；

(2)磁力搅拌下滴加2mL硅偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，滴加1-2ml浓HCl，50℃磁力搅拌，反应2h至透明溶液，制得得壳聚糖均三嗪磺酸盐硅杂化溶液。

实施例3

应用壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液处理蚕丝织物，溶液的浓度为3g/L，温度为40℃，浸渍处理30min，水洗，自然晾干。

蚕丝织物经上述预处理后，对织物分别用弱酸性红B，弱酸性蓝RAWL进行染色，染色时分别加入元明粉0g/L、10g/L、20g/L、30g/L，评估盐对预处理蚕丝织物的染色性能影响，由图1可见在不用盐染色的预处理蚕丝织物比不同盐用量的情况下的上染率高,最高可以达到97％以上。

图1：不同元明粉用量对应的上染率

此外，分别用弱酸性红B，弱酸性蓝RAWL，对处理及未处理蚕丝织物进行染色，对蚕丝预处理前后的机械性能及染色后牢度进行检测比较如下表：

由上表可见，预处理处理后蚕丝织物的白度、经向断强及牢度均明显提高。

可以理解的，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。因此，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种壳聚糖含均三嗪磺酸盐衍生物的制备方法，包括以下步骤：

（1）取0.001-0.01mol壳聚糖分散于100mL的乙醇溶液中，向溶液中逐步滴加含有0.001-0.01mol氨基乙磺酸取代的三聚氰氯衍生物的乙醇与水的混合溶液5-20ml，制得反应液；

（2）向反应液中加入5-10%的NaOH溶液8mL混合搅拌,维持反应液的pH值8-9，50-100℃反应4-10h制得初产物；

（3）将初产物进行浓缩，冷冻，沉淀，过滤，丙酮洗，烘干制得终产物；

（4）对上述终产物在65℃真空烘干12小时，即得壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2-氨基乙磺酸钠盐。

2.如权利要求1所述壳聚糖含均三嗪磺酸盐衍生物的制备方法，其特征在于：步骤（2）中运用V(丙酮):V(甲苯):V(水)=6:1:0.5的混合体系作为展开剂,用TLC监测反应至终点。

3.一种壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取1~10g/L壳聚糖-1,3,5,均三嗪-2-氨基乙磺酸钠盐溶于2%（m/V）醋酸溶液中；

(2)磁力搅拌下滴加1~5mL硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550），滴加1-2ml浓HCl，50℃磁力搅拌，反应2h，至透明溶液，即制得壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液。

4.一种应用权利要求3所述制备方法制得的壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液处理蚕丝织物的方法,其特征在于:在温度为30℃~60℃的条件下，将蚕丝织物用壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液浸渍处理30~120min，水洗，自然晾干。

5.如权利要求4所述壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液处理蚕丝织物的方法，其特征在于：所述壳聚糖含均三嗪磺酸盐硅杂化溶液的浓度为1.0～3g/L。