CN105646720A - 一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠 - Google Patents

一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠，涉及到一种具有优良的纺织印染性能的羧甲基纤维素纳，这些性能包括得色和手感等，在同等取代度甚至稍低一些的取代度比较高DS的CMC具有更好的糊料的印染性能。采用的方法是选用含戊糖结构单元超过8%的多糖类来进行纤维素的羧甲基化反应。所述的戊糖结构单元的羧甲基化物为阿拉伯多糖羧甲基化物或木聚糖羧甲基化物的羧甲基纤维素纳，用作活性染料的印花糊料时得色量高，织物手感柔软。

Description

一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠
技术领域
本发明涉及一种羧甲基纤维素钠（以下简称CMC），其水溶液的性能，由于触变性小，结构特殊，适用于纺织印染技术领域，特别是一种活性印花糊料。
背景技术
作为人造棉、棉的印染糊用的CMC，具有高的得色率和脱糊优良，这些都是必要的性能。但一般普通CMC上的脱水葡萄残基上第六位碳上结合的羟基，因为这种羟基和棉花上的羟基一样，能与活性染料起反应的。会使糊料从布料上去除困难，手感发硬，为此，常把CMC的取代度（DS）提高到1.3以上，更好是做到1.40，最好是做到DS≥1.8或DS＞2.0。
现在，棉用印染糊剂，一般用海藻酸钠，它的环上无伯羟基，染料的使用率良好。但当用CMC代替海藻酸钠时，则CMC的DS必须在2.0-2.4。如此超高DS的CMC，不论何种生产工艺，由于醚化剂氯乙酸的利用率低并且生产周期长，有生产成本高的问题。
见《纤维素醚工业》2000.（3）.68-76
取代度1.0-1.1，其氯乙酸利用率在70%左右。
取代度1.2-1.4，其氯乙酸利用率在60%左右。
取代度1.8-2.0，其氯乙酸利用率在50%左右。
取代度2.2-2.4，其氯乙酸利用率在40%左右。
本发明是鉴于上述情况，采用含8%以上戊糖结构单元的CMC即使DS低些，其得色率、脱糊性等印染糊料必备的性能都得到了改善，提供了这种性价比高的糊料。
发明内容
根据目前CMC作为活性印染糊料存在的问题，本发明提供了一种性价比较高，制备工艺相对简单的适于活性印染糊料的CMC。其要点是选用含戊糖结构单元超过8%的多糖类来进行纤维素的羧甲基化。由于一般制备CMC所用的原料是棉和木浆粕，它们主要组成是葡聚糖，即六碳糖。而作为戊糖则指的是阿拉伯糖和木糖。
以前作为CMC原料是棉绒，棉浆粕、溶解浆粕、造纸级用的浆粕等，由于α纤维素高，制得的CMC透明度高，溶液质量好，但也往往糊料的弹性较高，这对印染是不利的。本发明着眼戊糖结构单元来改滤浆粕，得到含戊糖不同含量的纤维素，得到不同印染性能的CMC糊料。
至于CMC的制备方法可用异丙醇淤浆法工艺，也可以用乙醇捏合机工艺，只要按普通的规范来做，都是可以的，本发明选用较经济的乙醇法捏合机工艺。
本发明提供了一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠，戊糖结构单元的比例占整个多糖类的8%重量以上，羧甲基纤维素纳整体取代度大于1.0，最好大于1.25，所述的戊糖结构单元的羧甲基化物为阿拉伯多糖羧甲基化物或木聚糖羧甲基化物的羧甲基纤维素纳。
一种制备权利要求1所述戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠的工艺，
包括以下步骤：
（a）预先把浓度为49%的氢氧化钠溶液和重量浓度91%的乙醇溶液混合并冷却到20℃以下，加入到捏合机中，然后投入CAR1B00浆粕，其五碳多糖占9.2%，六碳多糖占90.8%；
（b）投完料后，密封捏合机投料口，充入氮气，碱化30-80分钟，碱化控制在15-25℃；
（c）碱化结束后，加入50-80%重量浓度的氯乙酸溶液，醚化30-60分钟，醚化温度控制在小于50℃，加完氯乙酸后，升温至75-80℃，继续醚化50-80分钟；
（d）醚化结束后，放料并中和至PH值7-8，再经过乙醇洗涤精制，耙式回收乙醇，干燥、粉碎，过筛后得到戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠。
一种比较例制备要求1所述戊糖结构单元的羧甲基纤维素的工艺，
包括以下步骤：
（e）预先把浓度为49%的氢氧化钠溶液和重量浓度91%的乙醇溶液混合并冷却到20℃以下，加入到捏合机中，然后投入200＃精制棉纤维素，六碳多糖含量占98.5%，而五碳多糖类为1.5%；
（f）投完料后，密封捏合机投料口，充入氮气，碱化30-80分钟，碱化控制在15-25℃；
（g）碱化结束后，加入50-80%重量浓度的氯乙酸溶液，醚化30-60分钟，醚化温度控制在小于50℃，加完氯乙酸后，升温至75-80℃，继续醚化50-80分钟，冷却到30℃以下。
（h）加入固体NaOH，再碱化30分钟，接着用50%-80%重量浓度的氯乙酸溶液在小于50℃温度滴下，升温至75-80℃，继续在此温度上反应50-80分钟，降温、洗涤、回收溶液、干燥、粉碎。
本发明的有益效果是
1.因为木浆价格便宜，而且成品CMC取代度低，所以性价比高是十分明显的。
2.因为取代度低，生产周期短，制造方法也简单。
3.低取代CMC，易降解，环保成本也低，是绿色环保产品。
具体实施方式
为进一步说明本发明的技术要点，下面结合实际例子对本发明做进一步说明。
实施例1-3
一步法反应，予先把浓度为48-49%的氢氧化钠溶液，折成固体烧碱116份，和重量浓度91%的乙醇溶液300份，混合并冷却20℃以下，加入到捏合机中，然后投入一种特定的浆粕纤维素162份，其含五碳多糖占9.2%，六碳多糖占90.8%，投完料后，密封捏合机投料口，充入氮气，碱化30-80分钟，碱化控制在15-25℃，碱化结束后，加入50-80%重量浓度的氯乙酸溶液（折合氯乙酸133份），醚化30-60分钟，醚化温度控制在小于50℃，加完氯乙酸后，升温至75-80℃，继续醚化50-80分钟，醚化结束后，放料并中和至7-8，再经过乙醇洗涤精制，耙式回收乙醇，干燥、粉碎，过筛后得到目的的羧甲基纤维素钠盐。
二步法反应。是上述一步反应，在75-80℃反应50-80分钟后，冷却到30℃以下，加入固体NaOH，再碱化30分钟，接着用50%-80%重量浓度的氯乙酸溶液在小于50℃温度滴下，升温至75-80℃，继续在此温度上反应50-80分钟，降温、洗涤、回收溶液、干燥、粉碎。
所得各CMC产品的理化性能，均按GB-1904-2005中华人民共和国国标测定。（其中有DS、B型2%粘度、1%透明度，各原材料中多糖类的组成比例，也列在表1中。
比较例1-3
一步法反应和二步法反应，其工艺和实施例完全相同，只是加入的不是CAR1B00浆粕，而是200＃精制棉纤维素。它的六碳多糖含量占98.5%，而五碳多糖类仅为1.5%。所得CMC的理化性能，也与实施例同样的方法来检测，一并列入表1中。
表1实施例和比较例的理化性能
印花试验
先把实施例和比较例中的CMC的白浆粘度都调整到8000-10000mpa′s的水溶液，供给印花试验。
印染糊配方
CMCX%
六偏磷酸钠0.4%
碳酸氢钠2.5%
尿素10%
防染盐1%
水Y%
总100%
染料
3%BodactiveTurquiseBlueBNC
3%BodactiveBlueBNCP3R
5%BodactiveBlackBNC
在人造棉上进行试验。评价其发色性，手感、清晰度（匀染性）。表示在表2。
作为空白试验，用杭州弘博新材料有限公司生产的IM14（DS1.40，B型2%粘度3000mpa′s）型号的印染级CMC.
印染工艺
印染---90℃烘干2分钟---蒸汽102℃8分钟---皂洗100℃10分钟---漂洗---烘干。
评价
（1）得色量
由5个人目测。观察其色值。
色值比空白浅的，表示×，色值与空白同等的表示△，色值比空白高的表示为○。
（2）脱糊性（手感）
手感试验比空白软的表示为○，和空白等同的表示为△，比空白硬的表示为×。
（3）清晰度
由5人目测，观察其清晰度。比空白更好地表示为○，与空白等同的表示为△，比空白差者为×。
表2实施例和比较例的染色结果
根据表2结果。染色试验的综合评价，实施例产品的优于比较例产品的。实施例产品作为印染糊剂是有用的。DS近乎相等的实施例1和比较例1，实施例2和比较例2，实施例3和比较例3各对相比较，很明显，实施例1、2、3的染色结果是优良的。虽然DS较低但印染性能优良。
本发明效果。根据试验结果，本发明的CMC，由于含五碳糖类的CMC在8%以上，比用常规CMC（如比较例中的CMC）作印染糊料时，其脱糊性能要优秀，得色要高。而比超高取代度CMC（DS2.0-2.4）和海藻酸钠，价格要低得多。

Claims (3)

1.一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠，其特征在于，戊糖结构单元的比例占整个多糖类的8%重量以上，羧甲基纤维素纳整体取代度大于1.0，更好是1.25，所述的戊糖结构单元的羧甲基化物为阿拉伯多糖羧甲基化物或木聚糖羧甲基化物的羧甲基纤维素纳。
2.一种制备权利要求1所述含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠的工艺，其特征在于，
包括以下步骤：
(a)预先把浓度为49%的氢氧化钠溶液和浓度91%的乙醇溶液混合并冷却到20℃以下，加入到捏合机中，然后投入CAR1B00浆粕，其五碳多糖占9.2%，六碳多糖占90.8%；
(b)投完料后，密封捏合机投料口，充入氮气，碱化30-80分钟，碱化控制在15-25℃；
(c)碱化结束后，加入50-80%重量浓度的氯乙酸溶液，醚化30-60分钟，醚化温度控制在小于50℃，加完氯乙酸后，升温至75-80℃，继续醚化50-80分钟；
(d)醚化结束后，放料并中和至PH值7-8，再经过乙醇洗涤精制，耙式回收乙醇，干燥、粉碎，过筛后得到戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠。
3.一种制备权利要求1所述含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠的工艺，其特征在于，
包括以下步骤：
(e)预先把浓度为49%的氢氧化钠溶液和重量浓度91%的乙醇溶液混合并冷却到20℃以下，加入到捏合机中，然后投入200＃精制棉纤维素，六碳多糖含量占98.5%，而五碳多糖类为1.5%；
(f)投完料后，密封捏合机投料口，充入氮气，碱化30-80分钟，碱化控制在15-25℃；
(g)碱化结束后，加入50-80%重量浓度的氯乙酸溶液，醚化30-60分钟，醚化温度控制在小于50℃，加完氯乙酸后，升温至75-80℃，继续醚化50-80分钟，冷却到30℃以下；
(h)加入固体NaOH，再碱化30分钟，接着用50%-80%重量浓度的氯乙酸溶液在小于50℃温度滴下，升温至75-80℃，继续在此温度上反应50-80分钟，降温、洗涤、回收溶液、干燥、粉碎。
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