[发明专利]阳离子接枝改性无盐染色再生纤维素纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及在纺丝液中添加物质的方法所制成的改性再生纤维素纤维及其制备方法

背景技术

我国纺织行业年废水排放量居各行业第六位，印染行业又是纺织行业中的废水排放大户，每年大约有4亿吨的废水排放，政府每年需花费大量资金进行污水处理。推动节能减排政策是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。

目前纤维素纤维染色都是在水溶液中进行的，使用的染料主要为阴离子型活性染料，染色时是离子化的。纤维素纤维纺织品染色时，活性染料与棉纤维通过共价键结合，从根本上解决了染色纤维湿处理牢度差的问题。但是活性染料在染色过程中需要加入大量的无机盐(30-100g/L)，通过盐效应促使在水溶液中显负电性的活性染料克服电荷阻碍吸附到同样显负电性的纤维素纤维表面。无机盐的加入造成大量含盐废水的排放，这不仅是一种资源浪费，而且造成严重的环境污染。随着人们环保意识的不断增强，以及相关法律法规的日益完善，活性染料染色盐污染问题亟待解决。消除活性染料染色中的盐污染问题，主要从增加活性染料与棉纤维亲和力着手。

染料对纤维的上染可分几个阶段，其中一个阶段是染料分子或离子从本体溶液靠近纤维表面，只有靠近纤维表面的距离小到染料分子或离子与纤维间作用力足够大后才能迅速吸附上纤维。由于纤维表面通常带负电荷，染料多半为阴离子型，它们之间产生斥力，所以电荷效应会阻止染料上染，使上染百分率降低，污水排放量大；另外，这也使染色时需要升高温度，温度高染料扩散速度快，克服电荷斥力的能力强，因此会使染色能耗增大。另一方面纤维与染料离子的这种斥力，还会降低染料与纤维的结合牢度，水洗、摩擦(特别是湿摩擦)牢度下降，也会增加污水排放。

为了克服电荷斥力，染色时通常采取以下几条途径来提高效率：(1)合成新染料或修饰改性老染料，使染料带有多个活性基，提高它们对纤维的直接性和结合牢度；(2)染色时选用合适的电解质和助剂，产生所谓电解质效应来加速染料上染和固着，并严格控制染色过程；(3)对纤维织物表面改性，特别是对纤维进行所谓阳离子改性，使纤维吸附或固着阳离子化合物，纤维的电荷性由负电荷性转变成正电荷性。这样在染色时，染料靠近纤维受到的是吸引力，大大加速上染，在纤维上还通过阴离子与阳离子间的电荷吸引力，增加染料对纤维的结合牢度，后者还起固色剂的作用。这3条途径都可通过电荷效应来达到节能减排的目的。

然而上述方法存在的主要问题有：(1)采用含有多活性基活性染料，虽然有可能实现低盐染色，但此类染料因具有很高的活性，容易造成染色不匀，且会增加染料的用量，成本加大。(2)采用合适电解质或助剂对纤维或面料进行改性处理，但不能与染色同浴或同时进行，需要在染色前预处理，这样不仅增长了加工工序，更大的困难在于难控制产品的颜色深度和均匀性；(3)许多助剂改性后会改变染料的色光，使颜色萎暗，并使耐日晒和耐汗光牢度下降，一些深色品种的湿摩擦牢度也不高；(4)改性助剂因其分子量太大而不能进入纤维内部，从而使匀染性和透染性变差；分子量小即使能进入纤维内部，但因其对纤维的直接性比较低，改性处理时用量较多，所用催化剂的碱性较强或者处理的温度较高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种阳离子接枝改性无盐染色再生纤维素纤维的制备方法，避免了因采用多活性基染料所造成的染料浪费和染色不匀等弊端以及采用预处理方式而导致增加工艺流程的问题。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：一种阳离子接枝改性无盐染色再生纤维素纤维的制备方法，以纤维素浆粕为主原料，并依次经过浸渍、压榨、粉碎、老成、黄化、溶解、过滤、脱泡、纺丝、后处理和烘干程序，在溶解工序或纺丝工序，添加纤维素阳离子改性剂，该纤维素阳离子改性剂为胺化试剂、季铵化试剂、氮杂环丁烷阳离子化合物、改性天然阳离子试剂中的一种或多种的混合物。

作为优选，所述纤维素阳离子改性剂占纤维素浆粕中甲种纤维素的重量百分比为0.1～12％。

所述胺化试剂或季铵化试剂的分子结构通式如下：

式中，X为一氯均三嗪基、二氯均三嗪基或环氧基，n＝0,1,2…；A为烷基或芳香基；R为-H、-CH₃、-C₂H₅，m＝1,2,3…。

作为优选，所述胺化试剂为聚环氧丙烷胺化合物，该聚环氧丙烷胺化合物由环氧氯丙烷与二乙烯三胺基双氰胺缩合而成。

作为优选，所述季铵化试剂为多环氧基阳离子改性剂。

作为优选，所述改性天然阳离子试剂为壳聚糖及其衍生物。