CN107815853A - 一种纤维阳离子改性方法 - Google Patents

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粟斯伟
林丽娜
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Abstract

本发明公开了一种纤维阳离子改性方法，将阳离子改性剂加入到液氨中；缓慢加入NaOH水溶液到液氨，搅拌均匀，生成液氨‑水共混溶液；加入苎麻散纤维，浸泡一定时间后，取出烘干，水洗，再烘干，完成苎麻散纤维的阳离子改性。本发明的有益效果是提高阳离子的改性效果，处理时间短。

Description

一种纤维阳离子改性方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及一种纤维阳离子改性方法。
背景技术
在含有羟基的纤维，如纤维素纤维，聚乳酸纤维等的染色过程中，由于采用的染料，如活性染料，直接染料等为阴离子染料，在水介质纤维素中的羟基(-OH)转为氧负基(-O-)，因此染料与纤维素存在排斥力，这也是在染色过程中需要加入电解质，如NaCl对染料进行促染。尽管如此，染色后存在染色残液中的染料也较多，一般为30％-40％。同时，加入电解质的用量(一般为40g/L)也较多，存在染色废水中，加重环境污染。
对纤维进行阳离子改性的方法主要是采用浸染，处理时间较长。并且为了减轻印染废水的环境污染，许多研究者进行大量的研究，主要是提高染料的上染率及减少染色过程中电解质的用量，其中最主要的方法是对纤维进行阳离子改性，使得纤维中含有大量的阳离子基，从而明显地提高了染料的上染率，并且减少或不需使用电解质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤维阳离子改性方法，解决了目前对纤维进行阳离子改性的方法主要是采用浸染，处理时间较长，效果差的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：将阳离子改性剂加入到液氨中；
步骤2：缓慢加入NaOH水溶液到液氨，搅拌均匀，生成液氨-水共混溶液；
步骤3：加入苎麻散纤维，浸泡一定时间后，取出烘干，水洗，再烘干，完成苎麻散纤维的阳离子改性。
进一步，阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
进一步，阳离子改性剂加入量为100％o.m.f。
进一步，NaOH水溶液比例为200g/L。
进一步，NaOH水溶液与液氨比例为5ml：100ml；所述含有羟基的纤维浸泡时间为5分钟，浸泡温度为-34℃；浸泡后烘干温度为100℃。
本发明的有益效果是提高阳离子的改性效果，处理时间短。
附图说明
图1是活性红195对苎麻散纤维的染色工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明所用阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。将阳离子改性剂加入到液氨中，随后滴加入NaOH水溶液搅拌均匀后，加入苎麻散纤维，浸泡一定时间后，取出烘干，皂洗，再烘干，完成苎麻散纤维的阳离子改性。采用活性红195活性染料进行染色，通过检测染色前面的染液吸光度，计算其染料吸尽率，表征阳离子改性效果。
实施例1：将2g的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的阳离子改性剂(对纤维重，即o.m.f,100％)加入到100ml的液氨中，随后滴加入0，1，3，5和10ml的200g/L的NaOH水溶液，搅拌均匀后，完成含有阳离子改性剂和NaOH的液氨-水共混溶液的配制。将2g的苎麻散纤维浸入到上述所配制的液氨-水共混溶液中，在温度为-34℃下浸泡5分钟，取出后在100℃烘干，完成阳离子改性剂在纤维上的反应固着及除去残留的液氨，再皂洗除去化学试剂后，烘干，完成苎麻纤维的阳离子改性。
将烘干的阳离子苎麻散纤维，按照表1中的染色配方和图1中的染色工艺进行染色。检测染色前后染液的吸光度，计算其染色吸尽率，表征阳离子改性效果，其结果列于表2中。经阳离子改性后的苎麻纤维的染料吸尽率，与未改性相比，都明显提高。同时，随着NaOH水溶液用量的增加，其吸尽率逐渐提高，并在5ml时达到最大值，随后下降。因此，5ml的200g/L的NaOH水溶液为最佳的苎麻散纤维的阳离子改性用量。
表1.染色配方
表2.NaOH水溶液用量对染料吸尽率的影响
NaOH水溶液用量(ml) 未改性 0 1 3 5 10
吸尽率(％) 31.41 82.66 88.94 94.58 97.47 90.23
实施例2：将0.5g(25％o.m.f)，1.0g(50％o.m.f)，1.5g(75％o.m.f)，2.0g(100％o.m.f)和3.0g(150％o.m.f)的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的阳离子改性剂加入到100ml的液氨中，随后滴加入5ml的200g/L的NaOH水溶液，搅拌均匀后，完成含有阳离子改性剂和NaOH的液氨-水共混溶液的配制。将2g的苎麻散纤维浸入到上述所配制的液氨-水共混溶液中，在温度为-34℃下浸泡5分钟，取出后在100℃烘干，完成阳离子改性剂在纤维上的反应固着及除去残留的液氨，再皂洗除去化学试剂后，烘干，完成苎麻纤维的阳离子改性。
将烘干的阳离子苎麻散纤维，按照表1中的染色配方和图1中的染色工艺进行染色。检测染色前后染液的吸光度，计算其染色吸尽率，表征阳离子改性效果，其结果列于表3中。经阳离子改性后的苎麻纤维的染料吸尽率，与未改性相比，都明显提高。同时，随着阳离子改性剂用量的增加，其吸尽率逐渐提高，并在2g时达到最大值，随后稍微下降。因此，2g阳离子改性剂为苎麻散纤维的阳离子改性的最佳用量。
表3.阳离子改性剂用量对染料吸尽率的影响
阳离子改性剂用量(g) 未改性 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0
吸尽率(％) 31.41 57.43 67.54 78.26 97.47 96.38
实施例3：将2g(100％o.m.f)的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的阳离子改性剂加入到100ml的液氨中，随后滴加入5ml的200g/L的NaOH水溶液，搅拌均匀后，完成含有阳离子改性剂和NaOH的液氨-水共混溶液的配制。将2g的苎麻散纤维浸入到上述所配制的液氨-水共混溶液中，在温度为-34℃下浸泡1，3，5和10分钟，取出后在100℃烘干，完成阳离子改性剂在纤维上的反应固着及除去残留的液氨，再皂洗除去化学试剂后，烘干，完成苎麻纤维的阳离子改性。
将烘干的阳离子苎麻散纤维，按照表1中的染色配方和图1中的染色工艺进行染色。检测染色前后染液的吸光度，计算其染色吸尽率，表征阳离子改性效果，其结果列于表4中。经阳离子改性后的苎麻纤维的染料吸尽率，与未改性相比，都明显提高。同时，随着浸泡时间的延长，其吸尽率逐渐提高，并在5分钟时达到最大值，随后将浸泡时间延长到10分钟，其吸尽率并无明显变化。因此，5分钟的浸泡为最佳的苎麻散纤维的阳离子改性时间。
表4.纤维浸泡时间对染料吸尽率的影响
浸泡时间(分钟) 未改性 1 3 5 10
吸尽率(％) 31.41 85.49 92.06 97.47 97.23
实施例4：将2g(100％o.m.f)的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的阳离子改性剂加入到100ml的液氨中，随后滴加入5ml的200g/L的NaOH水溶液，搅拌均匀后，完成含有阳离子改性剂和NaOH的液氨-水共混溶液的配制。将2g的苎麻散纤维浸入到上述所配制的液氨-水共混溶液中，在温度为-34℃，-40℃，-50℃和-60℃下浸泡5分钟后，取出后在100℃烘干，完成阳离子改性剂在纤维上的反应固着及除去残留的液氨，再皂洗除去化学试剂后，烘干，完成苎麻纤维的阳离子改性。
将烘干的阳离子苎麻散纤维，按照表1中的染色配方和图1中的染色工艺进行染色。检测染色前后染液的吸光度，计算其染色吸尽率，表征阳离子改性效果，其结果列于表5中。经阳离子改性后的苎麻纤维的染料吸尽率，与未改性相比，都明显提高。随着浸泡温度的下降，其吸尽率保持不变。因液氨本身在大气压下的温度为-34℃,在其本身的温度下进行改性，无需外部能量；再降低温度至-40℃，-50℃，-60℃，则需要外部能量。因此，-34℃的浸泡温度为最佳的苎麻散纤维的阳离子改性温度。
表5.纤维浸泡温度对染料吸尽率的影响
浸泡温度(℃) 未改性 -34 -40 -50 -60
吸尽率(％) 31.41 97.47 97.16 97.32 97.29
实施例5：将2g(100％o.m.f)的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的阳离子改性剂加入到100ml的液氨中，随后滴加入5ml的200g/L的NaOH水溶液，搅拌均匀后，完成含有阳离子改性剂和NaOH的液氨-水共混溶液的配制。将2g的苎麻散纤维浸入到上述所配制的液氨-水共混溶液中，在温度为-34℃下浸泡5分钟后，然后取出后在80℃，90℃,100℃和120℃烘干，完成阳离子改性剂在纤维上的反应固着及除去残留的液氨，再皂洗除去化学试剂后，烘干，完成苎麻纤维的阳离子改性。
将烘干的阳离子苎麻散纤维，按照表1中的染色配方和图1中的染色工艺进行染色。检测染色前后染液的吸光度，计算其染色吸尽率，表征阳离子改性效果，其结果列于表6中。经阳离子改性后的苎麻纤维的染料吸尽率，与未改性相比，都明显提高。同时，随着烘干固着温度的提高，其吸尽率逐渐提高，并在100℃下达到最大值，随后将烘干固着温度提高到120℃，其吸尽率略有下降。因此，100℃的烘干固着温度为最佳的苎麻散纤维的阳离子改性的烘干固着温度。
表6.烘干固色温度对染料吸尽率的影响
烘干温度(℃) 未改性 80 90 100 120
吸尽率(％) 31.41 60.73 88.38 97.47 94.03
本发明与水介质中阳离子改性方法相比，具有处理时间短，化学试剂用量少，液氨可回收利用，阳离子改性效率高等优点，可以缩短阳离子改性的处理时间，提高阳离子的改性效果，减少改性剂的用量等，是一种绿色、清洁高效的阳离子改性方法。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种纤维阳离子改性方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：将阳离子改性剂加入到液氨中；
步骤2：缓慢加入NaOH水溶液到液氨，搅拌均匀，生成液氨-水共混溶液；
步骤3：加入苎麻散纤维，浸泡一定时间后，取出烘干，水洗，再烘干，完成苎麻散纤维的阳离子改性。
2.按照权利要求1所述一种纤维阳离子改性方法，其特征在于：所述阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。
3.按照权利要求2所述一种纤维阳离子改性方法，其特征在于：所述阳离子改性剂加入量为100％o.m.f。
4.按照权利要求1所述一种纤维阳离子改性方法，其特征在于：所述NaOH水溶液比例为200g/L。
5.按照权利要求3所述一种纤维阳离子改性方法，其特征在于：所述NaOH水溶液与液氨比例为5ml：100ml；所述含有羟基的纤维浸泡时间为5分钟，浸泡温度为-34℃；浸泡后烘干温度为100℃。
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