Principali applicazioni di fiber di cellulosa

Sfondo e panoramica

La fibra di cellulosa è la fibra prodotta mediante la lavorazione dello stelo e del fuso di alcuni impianti. Di solito le palme di pino e gli alberi a foglia larga vengono utilizzati come materie prime. Il diametro della fibra è di 20-120 micron, la lunghezza è di 0.5-5mm, la resistenza alla trazione è di 300-800mpa e il modulo elastico è di 10-30gpa. Ha una buona resistenza agli alcali e un buon assorbimento delle particelle di cemento, ma il gonfiore più sessuale. Può essere utilizzato al posto dell'amianto per realizzare pannelli in cemento rinforzato con fiber adatti per la costruzione di interni. Se è miscelato con materiali calcarei (calce, cemento, ecc.), materiali silicei (sabbia di quarzo, terra di diatomee, ecc.) e polimerizzato a vapore, può essere trasformato in un pannello di silicato di calcio privo di amianto, che ha una buona resistenza al fuoco e stabilità dimensionale. Può essere utilizzato come pannelli per pareti interne ed esterne di edifici e pannelli per pareti divisorie per navi, ecc.

Applicazione

Come materiale polimerico naturale rinnovabile, la cellulosa ha i vantaggi della biodegradabilità e del prezzo basso e ha un gran numero di gruppi idrossilici nella catena molecolare, che può rispondere con molti piccoli composti molecolari e modificarlo per generare diversi prodotti antibatterici in cellulosa. La polpa di lanugine può essere utilizzata non solo come materiale funzionale a base di fibra di cellulosa, ma anche come materiale assorbente dall'acqua, ed è attualmente ampiamente utilizzato nella produzione di assorbenti igienici e pannolini di carta. Se la polpa di lanugine viene modificata in modo antibatterico per realizzare un prodotto antibatterico, può ridurre efficacemente il danno dei batteri al corpo umano, che non può solo migliorare la qualità del prodotto, espandi la sua funzione, ma aumenta anche il valore aggiunto della polpa di lanugine.

Modificato

Negli ultimi anni, le controcoppie domestiche hanno fatto molte ricerche per migliorare il tasso di utilizzo dei coloranti reattivi. I risultati mostrano che è difficile ottenere un alto tasso di utilizzo semplicemente modificando la struttura molecolare del colorante stesso, perché l'idrolisi del gruppo attivo non può essere superato. Il problema della tintura di coloranti reattivi e fiber di cellulosa può essere migliorato modificando le fiber di cellulosa e migliorare la reattività di coloranti e fiber. Questo articolo rivede e tratta la modifica chimica e la tintura incrociata delle fiber di cellulosa dalla prospettiva della tintura reattiva.

1. Modifica aminazione delle fiber di cellulosa

Il centro elettrofilico della fibra di cotone tinto con coloranti reattivi è sulla tintura e l'anione dell'ossigeno del centro nucleofilo è sulla fibra. La tintura per la modifica della fibra appena nata finisce il centro elettrofilico sulla fibra di cotone modificata, mentre il centro nucleophilico è sulla molecola di tintura; l'assorbimento dei coloranti anionici alle fiber di cellulosa dopo la modifica della quaternizzazione è fortemente migliorato, il suo tasso di tintura sulle fiber di cellulosa può anche essere vicino al 85% al 98%, I coloranti reattivi possono anche tingere i tessuti in condizioni neutre o prive di sale.

1) Amino o aminoalchil modifica delle fiber di cellulosa

Dopo che le fiber di cellulosa sono collegate a gruppi aminoalchilici, non solo la reattività con i coloranti reattivi è molto migliorata, ma anche dopo la protonizzazione in terreno acido, possono essere formati cationi di ammonio quaternario, che può posizionare e assorbire gli anioni coloranti. Un tipico esempio di questo tipo di reazione è il trattamento dell'etere di 2-aminoetil cellulosa cell-o-CH2CH2NH2 con 2-aminoetilsolfato A 130 ° c per un tempo di reazione di 15 minuti. La maggior parte dell'aminazione è attraverso la reazione di alalalchilamina e cellulosa. Ad esempio, la dietilamminoetilcellulosa può essere prodotta facendo reazione al cloroetil dietilamina cloridrato con fiber di cellulosa: cell-o -CH2CH2N(C2H5)2. Questa fibra modificata è altamente reattiva ai coloranti reattivi.

2) modifica del gruppo di ammonio quaternario della fibra di cellulosa

Il composto di ammonio quaternario reattivo viene utilizzato per attivare e modificare la cellulosa e il gruppo di ammonio quaternario può essere collegato alla fibra, che può cambiare notevolmente le prestazioni di tintura della fibra. Un tipico esempio è il trattamento delle fiber di cotone con composti di ammonio quaternario di trimetilammina epossidica (il nome del commercio estero è glicaca), che può aumentare notevolmente la velocità di reazione delle fiber e dei coloranti reattivi, E può essere utilizzato anche per la tintura neutra e senza sale.

Le fiber di cotone modificate con esso hanno un'elevata rettività per coloranti acidi, diretti e reattivi. La tintura con coloranti reattivi può essere fissata in condizioni neutre senza sale (100 °C). Quando la quantità di modificatore è abbastanza alta, la fibra modificata può assorbire completamente il colorante nella soluzione colorante e la velocità di assorbimento del colorante può raggiungere quasi il 100%.

3) modifica del gruppo eterociclico di azoto delle fiber di cellulosa

Un tipico esempio di questa modifica è l'acido nicotinico sostituibile sul collegamento molecolare di cellulosa.

Durante la reazione, il valore del pH è 8, cotto a 200 °C e il gruppo di acido nicotinico è collegato attraverso il gruppo estere. Durante la reazione, si verifica anche l'idrolisi e la niacin viene rilasciata. La presenza di acido nicotinico può accelerare la reazione di fissaggio del colore di coloranti reattivi e fiber, perché può essere utilizzata come catalizzatore per le reazioni nucleopiche. Nel processo di tintura, questa fibra modificata, come la fibra modificata di aminoacidi terziario di cui sopra, può giocare un ruolo autocatalitico nel processo di tintura e accelerare la velocità di fissaggio del colore. Il colore può essere fissato sotto condizioni senza sale e neutre. In effetti, anche in un'acidità debole (pH = 3), ha un'elevata solidità del colore a 80 °C e anche la solidità del lavaggio è buona.

4) modifica del poliuretano e dell'aminazione delle fiber di cellulosa

Dopo il trattamento della cellulosa con il composto muslimate (NMA) contenente gruppi di muslimatiche, è possibile preparare fiber attive: cell-o-CH2NHCOCH = CH2. Il cotone attivo NMA può resistere con coloranti contenenti acido alchilaminosolfonico per formare bond chimici. I coloranti acidi solfamici Alkane possono essere preparati dai coloranti di tipo Procion H.

5) modifica della fibra di cellulosa con agente reticolato contenente azoto

La maggior parte degli agenti o resine a reticolazione per i tessuti in fibra di cellulosa contiene atomee di azoto o gruppi di ammina. La loro presenza migliora anche le proprietà di tintura come illustrato sopra per l'aminazione delle fiber di cellulosa. I tessuti di cotone trattati con trimetilolmelamina hanno alti tassi di assorbimento della tintura per coloranti diretti anche nei bagni acidi. Questo è tutto legato ai gruppi aminoalchilici nelle loro molecole. Se viene aggiunta una quantità di composti di ammina quando la resina viene cotta, il tessuto finito sarà tinto con coloranti anionici e la velocità di fissaggio o la velocità di assorbimento del colorante sarà molto alta. Ad esempio, dopo che il tessuto di cotone viene trattato con resina DMDHEU comune e idrossietilamina e cotto a 150 ° c per 3 minuti in presenza di un catalizzatore, la sua tingiabilità sarà notevolmente migliorata. Anche in un bagno acido (pH = 3.0 ~ 3.5), i coloranti anionici hanno un alto tasso di assorbimento della tintura.

2. Amminopolimero modifica delle fiber di cellulosa

La struttura chimica della chitina dopo la deacilazione parziale è poli (N-acetil-D-glucosamina). Dopo che il cotone viene trattato con il chitosano, la proprietà nascosta della tintura diretta può essere migliorata e l'assorbimento della tintura e la profondità del colore possono essere aumentate. In ogni caso, dopo il trattamento con esso, la solidità al bagnato e allo sfregamento sono ridotte. Il motivo è che quando il chitosano viene lavorato, può essere attaccato solo alla superficie della fibra. Dopo che il gruppo di aminoacidi è protonato in un catione in un mezzo acido, anche se può assorbire una grande quantità di coloranti anionici attraverso l'attrazione di Coulomb, migliorare le prestazioni di copertura e aumentare il tasso di assorbimento del colorante, ma previene la diffusione del colorante nella fibra, quindi la solidità è molto scarsa. Soprattutto quando il valore del pH aumenta, il gruppo amminico perde il suo proton più chiaramente. Sandene8425 è un polimero cationico. Dopo aver trattato le fiber di cellulosa con esso (in condizioni alcaline), la direzione dei coloranti anionici può essere migliorata. È facile da applicare, ma deve essere trattato prima della colorazione. Il suo vantaggio è anche che riduce la solidità della luce di alcuni coloranti azo e rende il colore opaco. Dopo che la fibra di cellulosa viene trattata con composto epossidico poliammidico reattivo (Hercosett125), il tasso di tintura e il tasso di fissaggio del colore dei coloranti reattivi possono essere migliorati, E il colore può essere fissato in condizioni neutre e senza sale. È preparato mediante condensazione di acido adipico e dietilenetriamina seguito da una reticolazione parziale con muslim. Le fiber di cotone possono essere lavorate mediante laminazione-essiccazione-cottura (3min, processo 100 °C. La composizione principale è 3-idrossiazetidina cloruro (Herosett125 contiene principalmente gruppi reattivi sostitutivi all'alcool, epossipropil e cloro), il rapporto è di circa 3:1:1)

3. Modifica attivazione delle fiber di cellulosa

La modifica della fibra di cellulosa sopra elencata sta per migliorare la sua reattività nucleopica ai coloranti reattivi, o per migliorare la capacità di adsorbimento dei coloranti anionici dopo aver formato gruppi di ammonio quaternario. La modifica della fibra di cellulosa può anche inserire gruppi reattivi attivi, in modo che può rispondere con alcuni coloranti nucleofili (coloranti non reattivi) per formare bond covalenti. I coloranti nucleofili possono essere selezionati da alcuni coloranti contenenti forti gruppi nucleofili, o possono essere preparati mediante il collegamento di coloranti reattivi con alcuni forti gruppi nucleofili. I gruppi di ammoniaca o ammina sono i più radenti di forti gruppi nucleofili. Uno dei più grandi svantaggi della tintura con coloranti reattivi è che l'idrolisi si verifica mentre il colore è fisso. Soprattutto in condizioni alcaline, il colore è fisso e la velocità di idrolisi è molto veloce. Per questo motivo, alcune persone riflettono i coloranti reattivi con composti di poliammina per produrre coloranti amminici o amminici (non reaColoranti ctive) con forti nuclei. La fibra di cellulosa viene modificata per favorire gruppi attivi, che possono rispondere con coloranti contenenti gruppi di aminoacidi o gruppi nucleofili per formare bond covalenti. Le fiber cellulosiche sono state modificate con il composto 2,4-dicloro-6-2(2-pyridylethylamine)-s-triazina (DCPEAT). Uno degli atomee di cloro di dicloro-s-triazina viene sostituito dal gruppo idrossilico di cellulosa e l'altro atomee di cloro viene sostituito dal gruppo di aminoacidi del colorante, E il colorante e la fibra sono legati da un legame covalente. Dal momento che la carica positiva del catione di piridinio può connettersi con la carica negativa del gruppo di acidi solfonici coloranti, il tasso di assorbimento del colorante e il tasso di fissaggio del colore sono entrambi alti.