星型多活性基阳离子交联剂对纤维素纤维的改性及其染色性能研究

一
ＣＨ３
氯 均 三 嗪 型季 铵盐 化合 物 是 一类 反应 活性
／ ０ 、
ＯＨ
—
Ｃ３ Ｈ
ＣＨ ３
Ｈ０
０ Ｈ
２
Ｃｅｌ ＯＨ ＋Ｈ２ － ＣＨ — ＣＨｚ Ｎ ＣＨ３ ＿ ｌ－ Ｃ－ － 一 Ｃｌ
Ｃ１（ ）Ｎ＋ 一ＣＨ３３ ＣＨ
Ｃｌ
Ｎ ＣＨ３３ｌ （ ）Ｃ
Ｃ Ｈ３
一
Ｃｅｌ ０一 ｃＨ 广 Ｈ — ｃＨ厂 ＋ ｌ一 Ｉ
ＣＨ３ 一 Ｃ１
阳离 子 改 性 剂按 其 与纤 维 的结 合 方 式 分 为反
应 型 和吸 附型 。 反应 型 阳离 子改性 剂分 子结构 中既 包 含 可与纤 维 反应 的活 性基 团 ． 又含有 可 以促染 的 阳离 子基 团或 氨基 ． 根据 反应 性基 团的不 同可分 为 环氧 类化 合物 、 三 嗪基化 合物 、 杂环化 合物 、 均 氮 生 物 阳离子化合 物 等 。 阳离子 改性剂 的 主要类 型和相 关 化合 物见 表 １
＼ ／
名 称及 其化学 结 构如下 ：
单 活性单 季 铵盐 ：
Ｈ Ｈ
－
（Ｈ） Ｃ ２￣
－
Ｏ
＋ －
ＣＨ３ｌ ｃ
聚环氧化 合物 （Ｅ Ｈ— ｍ ｎ ） Ｐ Ｃ ａ ｉｅ ：
（ Ｈ一ｃ 一０ － Ｈ Ｃ
ｌ
Ｎ． ￣ｊＮ ＇ －
单 活性双 季铵 盐 ：
．
乙Ｈ ３
Ｃ ｃ Ｈ一 Ｈ一 ０
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１ ０
染
整
技
术
Ｖ １ ０ Ｎｏ６ ｏ． ． ３
Ｊ ｎ２ ０ ｕ ．０ ８
阳 离 子 改 牲 及 其 对 织 物 应 用 性 能 的 影 响

关键词 ： Ｂ ｏ ｌ ａ 型 阳离 子 表 面 活 性 剂 ； Ｃ Ｄ Ｐ； 染色 ； 影 响
阳离 子染 料 可染 改性 聚酯 （ Ｃ Ｄ Ｐ ） 纤 维 由对 苯二
甲酸 、 乙二 醇 和第 三单 体 改性 剂缩 聚制 成 ， 第三 单 体 含有 阴离 子基 团 ， 它 能与 阳离 子染 料 以离 子键 结合 ， 使其 达到 阳离 子 可 染 性 。 由于 阳 离 子染 料 色谱 广 、
２ ０ １ ３年 （ 第 ２ ８卷 ） 第 ５期
现代 丝 绸 科 学 与技 术
１ ６ １
Ｂ ｏ ｌ ａ型 阳 离 子 表 面 活 性 剂 对 ＣＤＰ 纤 维 染 色 性 能 的 影 响
张军军 ， 王 祥 荣
（ 苏 州 大 学 纺 织 与 服 装 工程 学 院 ， 江 苏 苏州 ２ １ ５ ０ ２ １ ）
摘 要 ： 研 究了 Ｂ ｏ ｌ ａ 型表面活性剂 对阳离子染料在 Ｃ Ｄ Ｐ纤 维 上 吸 附 性 能 和 上 染 速 率 的 影 响 ， 试验结 果表 明， 阳离
子Ｂ ｏ ｌ ａ型 表 面 活 性 剂 的加 入 降 低 了 阳离 子 染 料 在 Ｃ Ｄ Ｐ纤 维 上 的分 配 系 数 和饱 和 吸 附值 ， 减 缓 了染 料 的上 染 速 率 ， 这 种 影 响 随 着 表 面 活性 剂 烷 基 链 长 的增 加 和 表 面 活 性 剂 用 量 的增 大 而 增 大 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实 验 材 料
阳离 子 染料 可染 涤 纶长 丝 １ ５ ０ ｄ ｔ ｅ ｘ ／ ７ ２ ｆ （ 吴 江 盛
泽新 生化 纤 厂 ） 。
１ ． ２ 化 学 药 品
阳离 子 红 Ｓ Ｄ — Ｇ ＲＬ（ 嘉 兴 市 新 大众 印染 有 限 公 司提 供 ） ， Ｂ ｏ ｌ ａ型 表 面 活 性 剂 （ 实 验 室 自制 ， 结 构 如 下， ｎ一 ８ ，１ ０ ，１ ２ ， 分 别 为 ＤＣ Ｐ Ｓ ２ Ｄ Ｃ Ｐ Ｓ ２ ｕ 】 【 、 ，

关键词： 纤维素 再生纤维素纤维 离子液体 戊二醛 交联 力学性能 中图分类号： TQ341． 9 文献标识码： A 文章编号： 1001-0041 （ 2012 ） 04-0027-03
近年来， 随着煤、 石油等不可再生资源的短 缺， 寻找可再生资源以替代原有资源变得迫在眉 睫， 纤维素的开发与利用日益引起人们的关注。 天然纤维素分子间和分子内存在大量的氢键， 因 此纤维素的加工较为困难 良的溶解能力
Abstract ： Lignocellulose was dissolved using 1-butyl3methylimidazolium chloride ionic liquid as the solvent and spun into regenerated cellulose fiber， which was subjected to crosslinking modification in presence of glutaraldehyde． The effects of crosslinking modification conditions on the mechanical properties of regenerated cellulose fiber were studied． The results showed that the breaking strength of regenerated cellulose fiber was greatly improved after crosslinking modified with glutaraldehyde． The breaking strength of regenerated cellulose fiber was 3． 2 cN / dtex when the crosslinking conditions were as followed： glutaraldehyde mass fraction 4% ，reaction temperature 50 ℃ and time 30 min．

双 氧 水 为 ６ ８ ｇＬ、 酸 钠 为 ４ ６ ｇＬ、 比 １１ 、 度 ～ ／ 硅 ～ ／ 浴 ：０ 温
料 ．用二 乙烯 三 胺 为 桥 基 合 成 的具 有 ６ 活性 基 的 新 个 结 构 交联 剂 ， 对 纤 维 和 染 料 均 有 较 大 的亲 和 力 。 中 其 文
７ ０℃ 、 间 ４ ｉ。对 比传 统 前 处 理 工 艺 ， 仅 能 够 达 时 Ｏｍｎ 不 到前 处 理 效 果 ， 而且 节 省 助 剂 用 量 ， 约 水 、 、 。 节 电 汽
摘 自《 染 助 剂） ０ ０年 ４期 印 ） １ ２
一
甜 菜碱 在 活性 染料对 棉 织物低 盐 染色
中 的 应 用
活性 染 料 低 盐 或 无 盐 染 色 是 近 年 研 究 的 热 点 ． 甜 菜 碱 是 一 种 无 毒 易 分 解 的两 性 化合 物 ．其 分 子 中带 有
个 正 电荷 和一 个 负 电荷 ．其 正 电荷 与染 料 阴 离 子 结
摘 自《 纺 科 技） ０ ０年 ４期 毛 ） １ ２

学键合 ． 提高 了整理效果 的持久性
摘 自《 华 大 学 学 报 ： 东 自然 版） ０ ９年 ３期 ） ０ ２
棉 织物 等 离子体 预处 理后 的前处 理工
研
常压 空气 等 离 子 体 技 术 是 干式 加 工 的 一 项 清 洁 生 产 技术 ．将 常 压 空 气 等 离 子 体 预处 理 的 织 物 进 行 碱 氧
针 工 ０年 ５ 丛 ２０ 第 期 １
二 方连 续 图案 在 毛 衫设 计 中 的应 用
在毛衫 图案设计 中．二方连续是较 为常见 的一 种
图 案 ．它 可 以通 过 不 同 的 图案 造 型 和 色 彩 问 的搭 配 组 合 ． 成多种 风格效果 ． 有很强 的灵活性 和适应性 ， 形 具 能 够 被不 同层 次 的 消费 者 接 受 在 整 件 毛衫 上 使 用 二

林联君等［19］以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、 氯乙酸和小麦秸秆纤维素为原材料，采用微波辐射 法合成了一种两性离子型纤维素絮凝剂,絮凝性能 试验表明，两性离子型纤维素絮凝剂在pH值为8, 温度为30 益下，絮凝剂投加量为3.5 g/L时，对污 水的透光率可达到70%以上。吴婧国以十六烷基三 甲基漠化铵为醚化剂、聚丙烯酰胺为助凝剂合成改 性稻壳类絮凝剂用于污水处理，对COD的去除率 达到70%,改性稻壳类絮凝剂通过电中和作用与 吸附架桥作用使原水中的胶体和悬浮物颗粒聚集， 形成絮体沉淀下来，从而起到去除污染物的作用。
岳弈君［7］以N-乙烯基甲酰胺、丙烯腈和羧甲 基纤维素为原料合成了羧甲基纤维素接枝聚脒，此 目标高分子聚合物拥有五元环状骨架，可用来作为 新型絮凝剂替代现有的聚丙烯酰胺；羧甲基纤维素
基金项目：甘肃省科技厅2017年创新基地和人才计划(第二至第六批)项目(17CX2JA016)；甘肃省科技厅2018年甘肃省科技计划(技术创 新引导计划第六批)项目(18CX6JA024)
•7-
INDUSTRIAL WATER & WASTEWATER
工业用水与废水
Vol.52 No. 3 Jun., 2021
度去除率为 85.0%。 1.4改性稻壳、秸秆纤维素絮凝剂
目前，稻壳、秸秆一般被用作造纸、燃料、活 性炭、饲料、建筑的原料，利用率非常低。淀粉、 壳聚糖等在天然高分子絮凝剂领域研究的较多，而 稻壳、秸秆类絮凝产品较少。
稻壳、秸秆是农作物废弃物，以农作物废弃物 为原料合成絮凝剂，将其变废为宝，以废治废，是 未来可持续发展的需要。 1.5改性树材纤维素絮凝剂
树材纤维素是自然界最丰富的纤维素材料资源 之一。树材纤维素本身含有负电基团，含有大量的 邻苯二酚基和自由酚羟基，与重金属离子容易发生 螯合作用，在污水处理过程中可有效处理重金属离 子。改性树材纤维素絮凝剂的制备一般采用纤维板 材和树皮作为反应原料。

［21 ］
。其中以表面吸附， 液氨改性应用最
刚开始对天然纤维素的物理改性是微粉化和薄 膜化， 后来为了应用于吸附材料， 球化改性及各种球 化改性的方法也慢慢被提出。郝红英等 利用植物 的秸秆，通过高压蒸汽闪爆技术、 稀碱蒸煮等方法制 出有一定 α 纤维素含量的秸秆基纤维素， 对产物进 2+ 行碱化、 醚化和胺基亲核取代， 得到了可以吸附 Cu 和 Cd 等重金属离子的乙二胺螯合植物秸秆纤维 素， 通过研究得出， 可以用蒸汽闪爆来钝化天然植物 秸秆纤维素。Lidija 等 在纤维表面通过吸附 CMC 来引进羧基， 从而制备出了一种新的吸附材料， 试验 结果表明， 相对分子质量高的 CMC 首先被吸附， 并 ， 50% 且棉纤维总电荷量会大幅度地提高 可以提高 左右， 从而使产品的吸附性能大大提高 。 液氨整理后纤维的天然转曲基本消除， 截面变 圆， 内腔变小， 表面平滑且光泽感强， 结晶结构略疏 散。液氨加工 克 服 了 其 他 抗 皱 整 理 加 工 的 诸 多 缺 点， 使纤维的性能得到全面提升， 并具有明显的“形 ， 状记忆性” 是多年来纤维改性的一大突破 。Dor［18 ］ nyi 等 研究表明黄麻纤维经过液氨处理以后结晶 度有所下降。纤维素的晶型由纤维素 Ⅰ 转变为纤维 素Ⅲ。通过液氨处理黄麻纤维的表观结构有了很大 的改善， 纤维表面光滑圆润、 粗细均匀， 并且改善了 提高了织物表面平整度等。 纱线粗细的均匀性，
［11 ］ ［9 ］
首先， 在天然纤维素原料中， 表面经常被半纤维 素和木质素包裹着。 因此必须要先使纤维素能够纯 净地提取出来， 把这三种组分分离开来 。 其次， 虽 然在天然纤维素的分子链 上 存 在 着 大 量 的 活 性 羟 在一定条件下可以发生氧化、 酯化、 醚化、 接枝共 基， 聚等反应， 但是由于自身的羟基之间会形成大量的 且具有较为复杂的结晶性原纤结构， 其中结晶 氢键， 区封闭了大部分的活性羟基， 也就导致了纤维素改 性反应中呈现不均一性， 产物性能的不确定性。 为 一般在改性反应前进行各 了避免这种情况的发生， 种预处理， 可以降低纤维素的聚合度、 结晶度， 让纤 从而提高纤维素的反应 维素的 可 及 度 有 所 增 加， 。 活性 1． 1 物理方法 现在试验中常见的物理预处理方法主要包括闪 爆处理、 干法、 机械粉碎、 超声波及微波处理、 蒸汽爆 炸、 氨爆炸、 溶剂交换等。 物理预处理的主要目的是 让纤维素外观结构形态变化， 例如聚集纤维的解体、 膨胀等。就目前而言， 较新且用得较多的物理方法 ［4 ］ 有闪爆处理、 超声波处理等。 张袁松等 采用闪爆碱煮联合对天然竹纤维进行脱胶处理， 在闪爆压力 NaOH 质量浓度为 保压时间为 15 min， 为 0． 8 MPa， 4 g / L， 碱煮 90 min 的条件下， 得到纤维素的占有率为 77． 16% ， 其中纤维中的半纤维素含量和木质素含量 分别下降了 41． 61% 和 31． 94% ， 而纤维素的含量却 ［5 ］ 从 40． 51% 提高到 63． 59% 。殷祥刚等 对大麻纤维 进行闪爆处理， 得出闪爆处理后的麻纤维不仅其密 其中的纤维素含量从 度和 聚 合 度 会 有 所 下 降， 52. 94% 增加 到 84． 37% 。 闪 爆 处 理 具 有 处 理 时 间 短、 无毒、 无污染、 能耗低、 效率高等优点， 受到了纺 织、 轻工、 化工等行业的关注。 唐爱民等

纯 ）；Ｎ ；活 性橙
Ｘ Ｇ （ ｅ ｃ ｉ ｅ Ｏ ａ ｇ １ — Ｎ Ｒ ａ ｔｖ ｒ ｎ ｅ ）
皂 煮 ：配制 和染液 体积相近 的皂煮液 （ 皂粉２ ／ ｇ
Ｌ ，无水碳酸 钠２ ／ ）放入恒 温水浴 锅 ，将恒温 水浴 ｇＬ 锅 升温 至８ ℃，将 布样 从染 色残 液 中取 出投 入各 皂 ０
２ ２ １改 性 工 艺 ， ．．
（）摩擦牢度仪测染后布样 的干湿 摩擦 牢度 ３
３最佳染色 工艺的验证
３ １吸尽法 ．
（ ）吸 尽 法 １
将织物放入含有 改性剂和氢氧化 钠的改性液 中， 浴 比ｌ ２ 在一定温度和 时间下浸渍，取 出，流水冲洗 ：０ ５ ｍｎ ￣６ ｉ ，酸洗 ，再经水洗至 中性 ， 自然晾干 。 （ ）浸轧焙烘法 ２ ．
结合 ，形成 阳离 子化 纤维素 。改性后 的棉 纤维 上 已 引入带 正 电荷 的 阳离子 ，使 纤维表 面 的Ｚ ｔ 电位 降 ｅｏ 低 ，纤 维 与染料斥 力变 小 ， 由于阳 离子化 纤维 素表
目前 纤维 素纤 维染 色方 面最 重要 、最 有潜 力 的
染料仍 是 活性 染料 “ 。活性 染料 染色 鲜艳 和耐 湿处
ｌ ８
染
整
技
术
Ｖ０３ ｏ１ １ ３Ｎ ． ＿ ０
０ｃ． ｔ ２０１ １
棉 纤 维 阳 离 子 化 改 性 工 艺 研 究
李保梅 赵雅琴 （ 河北科技大学 河北 石家庄 ００１） ５０８
摘要 ：用环氧 季铵 盐对棉 织物进行 阳 离子改性 ，探 讨吸尽 法 ，浸轧 焙烘法和 室温冷轧堆 法三种 改性 工 艺 的最佳 工艺条件 ，并 比较 了改性棉 染 色性 能与常规 染 色性能。 实验表明 ，改性后 的棉 纤维进行 无盐染 色，染 色 陛能优 于常规 染 色的性 能，达到 了无盐染 色的 目的。改性工艺 中，冷 轧堆法优 于吸 尽法 ，浸轧焙烘法。

纶的染色。但羊毛纤维 由于其结构 的特殊性 ， 在
酸性或中性溶液中呈正电性 ， 因此不能用 阳离子 染料染色。若将羊 毛进行变性 ， 使其纤维 带有 阴
织物放在剥除液（ ％Ｏ １ 、 ％尿索和４ ％磷 １ Ｐ一 ０５ ０ ９
酸缓 冲液） 中浸泡 ３ ｉ， ０ｒｎ 以除去未与纤维形成 ａ
解度按文献 ［ ］ ３ 的方法测试。
溶液中， 制成钠盐。将对氨基苯磺酸钠溶液分两 批加入到放在三颈瓶 中的三聚氯氰糊内， 充分搅
拌， 温度控制在 ８ Ｏ℃， 一ｌ 并用 １％的碳酸钠溶 ０
＋
收稿 日期 ： ０ ０ ２ ２ ６— ３— ０ ０
作者简介 ： 袁淑军（９４一 ， ， １６ ）男 江苏盐城市人 ， 博士 。 ， 教授 主要研究方向为纺织品用染整助剂 。
洗牢度。在 Ｃｌ — ｙ １ 测配色仪上测定评级。 ｏ ｒ ｅ ３０ ｏ ｅ ０
Ｏ ｂ
纤维 电子强力仪测定断裂强度 和断裂伸长率 ， 计 算其平均值。
１５ 染色性能测试 ．
（ 上染百 分率 １ ）
２ 结果与讨 论
２ １ 羊 毛 改性剂 合成 及羊 毛改 性原 理 ．
采用残液吸光度法测定羊毛上染百分率 ， Ｊ 即分别取 ５ Ｌ 染色前后染液于 ５ Ｌ容量瓶中， ｍ Ｏｍ 用蒸馏水补充至刻度 ， 用 ７ ２型分光光度计测 再 ２ 量最大吸 收波长处 染色前 后染 液 的吸光度 Ａ ， 。 Ａ， ：上染百分率 Ｅ＝ １ Ａ／ Ｘ ０ ％。 （ ～ ２Ａ ） １０ （ 染色牢度 ２ ）
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第１ ９卷 第 ２期
２０ ０６年 ６月
盐城工学院学报 （ 自然科学版 ） Ｊｕ ａ ｏ ａｃｅｇＩｓｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ） ｏ ｒ ｌ ｆ ｎｈｎ ｔｕｅ ｆ ｃ ｎｌ ｙ Ｎ ｔｒ ｃｅ ｅ ｎ Ｙ ｎｉ Ｔ ｏ ｌ ｎ

２ Ｚ ｅａ ｇ． ｈｊ ｎ ｉ ｉｇＳｌ Ｃ ．Ｌｄ，Ｊ ｘ ｇ ００ ｈｎ ） ｉ ａ ｋ ａｎ １
Ａｂ ｔａ ｔ Ｓ ａ ａ ｉ ｉ ｒ ｓ ｌ ｋｎ ｇ ｎ ｏ ｔ ｉｉｇ ｍ ｕｔ ｅ ｃｉｅ ｇｏ ｐ ｈ ｓ ｂｇ ａ ｆ ｉ ｔ ｅｌｌｓ ｎ ｓｒ ｃ ： ｔ ｒｃ ｔ ｃ ｃｏ ｓｉ ｉｇ ａ ｅ ｔｃ ｎａｎｎ ｌ—ｒａ ｔ ｒｕ ａ ｉ ｆｉ ｔ ｗｉ ｃ ｌ ｏ ｅ ａ ｄ ｏｎ ｎ ｉ ｖ ｎｙ ｈ ｕ ｄ ｅ ｙ ．Ｃｅｌｌｓ ｉｅｒｗ ａ ｏ ｉｅ ｔ ｔ ｒｃ ｔ ｎｃ ｃ ｏ ｓｉｋｎ ｇ ｎ ｏ ｔ ｉｉｇ ｍ ｕｔ—ｒａ ｔ ｅ ｇｏ ｐ ｌ ｏ ｅ ｆ ｓ ｍ ｄｆ ｄ ｗｉ ａ ｓａ ａｉ ｉ ｒｓ ｌ ｉｇ ａ ｅ ｔｃ ｎａｎｎ ｕ ｂ ｉ ｈ ｏ ｎ ｌ ｅ ｃｉ ｒｕ ．Ｔｈ ｉ ｖ ｅ
Ｍ ｏｄｉ ｃ ｔ ｏｎ ａｎｄ ｄｙｅ ｎｇ ｉ ｆ ａｉ ｉ ｐｒ ｏｐｅ ｔ ｅ ｏｆ ｅ ｌ ｏｓ ｆ ｂｅ ｗｉ ｈ ｓ ａ ｃ ｔ ｏｎｉ ｒ ｉｓ ｃ ｌｕｌ ｅ ｉ ｒ ｔ ｔｒ ａｉ ｃ
ｃ ｏ ｓｉ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｍ ｕ ｔ－ ｅ ｃ ｉ ｅ ｇ ｏ ｐ ｒ ｓ ｌｎｋ ｎ ｇ ｎ ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ ｌｉ ｒ ａ ｔｖ ｒ ｕ
纤 维素 纤维 吸湿性 好 ， 着舒适 ， 穿 一直是 人们 的首
选纺 织 材料 ， 在纺 织 工业 中 占有 重 要地 位 ．纤 维 素纤 … 维染 色 常 用 活性 染 料 ． 活性 染 料 染 色鲜 艳 、 湿处 理 耐
出交 联剂来 改 性纤 维或 交 联染 料 ， 而提 高活 性 染料 从 的 固色 率 ， 这 些 交 联 剂 一 般 是小 分 子 化 合 物 ， 括 但 包 环 氧 类含 氮 化合 物 、 氯 均三 嗪 型季 铵 盐化 合 物 、 一 氮 杂 环 丁烷 阳离子 化 合 物 ｆ ， 们对 纤 维 亲 和力 小 ， ］ 它 等 用量多， 果较差． 来， 效 近年 阳离子 化 试 剂 的 合成 与应