殼聚糖直接季銨鹽染整低鹽助劑制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紡織助劑及其制備方法，具體地說是一種用于活性染料棉織物低 鹽染色殼聚糖直接季銨鹽及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 活性染料不僅色譜齊全、色澤鮮艷、應用工藝較簡單，而且可以和許多纖維形成共 價鍵結合，受到了廣泛關注。但活性染料最突出的問題是固色率低，為了提高它的上染率， 在棉纖維傳統(tǒng)的染色工藝中，加入大量的無機鹽，根據(jù)染料結構、顏色不同，用鹽量一般為 3(T100 g/l。大量無機鹽的加入造成嚴重的環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。因此，開發(fā)活性染料 低鹽染色助劑成為印染行業(yè)的研究熱點。
[0003] 棉織物的陽離子改性是比較直接有效實現(xiàn)低鹽染色途徑，陽離子處理后的棉織物 表面富含正電荷，即使在低鹽或者無鹽條件下，陰離子活性染料也會通過靜電吸引快速上 染到織物表面。現(xiàn)有的陽離子改性劑包括環(huán)氧類含氮化合物、氮雜環(huán)丁烷氯化物、氯三嗪型 季銨化合物等。但存在對棉織物本身的親水性能有較大影響，活性染料上染率提高幅度有 限，存在一定的毒副作用，不容易生物降解等缺陷。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種用于活性染料低鹽染色的殼聚糖直接 季銨鹽，該殼聚糖衍生物可溶于水，對棉織物親水性能影響小，在不影響染料上染率的前提 下，可有效降低活性染料棉織物染色鹽用量，且具有生物可降解特性。
[0005] 所述的用于活性染料棉織物低鹽染色的殼聚糖直接季銨鹽，具體合成反應的化學 方程式如下：
所述的用于活性染料棉織物低鹽染色殼聚糖直接季銨鹽，以殼聚糖、碘甲烷為原料，碘 化鉀為催化劑，在堿性溶液中發(fā)生付-克反應，其殼聚糖、碘甲烷原料質量比為1 :1~1〇〇。
[0006] 所述的殼聚糖原料分子量為5~20萬。
[0007] 所述的付-克反應溫度為4(T80°C。
[0008] 所述的付-克反應時間為0. 5~4小時。
[0009] 所述的季銨鹽含量為l(T50wt%。
[0010] 所述的殼聚糖直接季銨鹽為淡黃色固體。
【具體實施方式】 toon] 下面結合實例對本發(fā)明作進一步說明，但是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實 例表示的范圍。
[0012] -種用于活性染料棉織物低鹽染色的殼聚糖直接季銨鹽及其制備方法，具體實施 方式如下： 實施例1 將1.0 g殼聚糖（分子量5萬）置于三口燒瓶中，向燒瓶中依次加入N-甲基吡咯烷酮 40mL、碘化鉀2. 65g、15%氫氧化鈉溶液5. 5mL、碘甲烷5. 75mL。將燒瓶置于攪拌器中快速攪 拌，混合物呈淺黃色。在60°C水浴中攪拌回流75min，反應完畢，得到金黃色溶液。將所得 溶液倒入5%氯化鈉溶液40mL中交換碘離子，攪拌120min。然后將其傾入到大量無水乙醇 中并攪拌。混合物放入4°C冰箱中沉淀過夜，倒掉上清液，得到淺黃色沉淀。沉淀物用大量 無水乙醇和石油醚各洗3次，離心過濾，離心時間為lOmin，速度為3000轉/min。產物置于 真空干燥箱真空干燥，除去大部分乙醇，得到淺黃色固體沉淀，標記為Al組殼聚糖季銨鹽。
[0013] 實施例2 第一步合成：稱取1.0 g殼聚糖（分子量5萬）置于三口燒瓶中，向燒瓶中依次加入 N-甲基吡咯烷酮40mL、碘化鉀2. 65g、15%氫氧化鈉溶液5. 5mL、碘甲烷5. 75mL。將燒瓶置 于攪拌器中快速攪拌，混合物呈淺黃色。在60°C水浴中攪拌回流75min，反應完畢，得到金 黃色溶液。將所得溶液傾入大量無水乙醇中攪拌，放入4°C冰箱中沉淀過夜，倒掉上清液， 得到淺黃色沉淀，沉淀物用大量無水乙醇洗3次，離心過濾，離心時間為lOmin，速度為3000 轉/min，產物置于真空干燥箱干燥，得到淺黃色固體沉淀。第二步合成：將第一步合成得到 的產物溶于40mL N-甲基吡咯烷酮中，加熱到60°C。加入碘化鉀2. 65g、碘甲烷3. 5mL、15% 氫氧化鈉溶液5. 5mL，快速攪拌，于60°C水浴中加熱攪拌回流120min，反應結束后得到反應 產物，將產物倒入5%氯化鈉溶液40mL中交換碘離子，將所得溶液逐滴加入大量無水乙醇中 攪拌，沉淀過夜，倒掉上清液，分別用大量無水乙醇和石油醚各洗滌沉淀3次，并離心過濾， 離心時間為lOmin，離心速度為3000轉/min。將所得沉淀置于真空干燥箱干燥，得到殼聚 糖季銨鹽A2組。
[0014] 實施例3 重復A2組實驗第一步合成。第二步合成：加入N-甲基吡咯烷酮40mL，加熱到60°C，再 加入碘化鉀2. 65g、碘甲烷3. 5mL、15%氫氧化鈉溶液5. 5mL，快速攪拌，于60°C水浴中加熱攪 拌回流240min，反應結束后，將產物倒入5%氯化鈉溶液40mLl中交換碘離子，將所得溶液逐 滴加入大量丙酮中，快速攪拌，沉淀過夜，倒掉上清液。分別用大量無水乙醇和石油醚各洗 滌沉淀3次，并離心過濾，離心時間為lOmin，離心速度為3000轉/min。將所得沉淀置于真 空干燥箱真空干燥，得到殼聚糖季銨鹽A3組。
[0015] 上述樣品采用下述方法測試其用于活性染料棉織物低鹽染色效果： 1)用殼聚糖直接季銨鹽對棉織物進行改性處理 將所制備的殼聚糖直接季銨鹽（A1、A2、A3)分別根據(jù)下述工藝處理棉織物： 殼聚糖直接季銨鹽用量 2 g/L 溫度 60 °C 時間 60 min 浴比 20:1 2)改性棉織物低鹽染色實驗 將改性后的棉織物根據(jù)下述工藝進行染色實驗： 染料濃度 I %owf· 食鹽 l〇g/L 純堿 20 g/L 溫度 60 °C 時間 60 min 浴比 30:1 實驗中所用染料為Huntsman公司生產的Novacron Black W-NN染料。
[0016] 3)上染率的測定 根據(jù)Novacron Black W-NN染料的標準曲線，計算出染色前后染料的濃度，通過下式計 算染料的上染率孤：
式中：G為染色前染料濃度，G為染色后殘液的濃度。
[0017] 4)傳統(tǒng)活性染料棉織物染色實驗 為了對比考察棉織物經殼聚糖直接季銨鹽改性后的棉織物低鹽染色上染率效果，將棉 織物根據(jù)下述傳統(tǒng)染色工藝進行染色實驗： 染料濃度 I %owf· 食鹽 30 g/L 純堿 20 g/L 溫度 60 °C 時間 60 min 浴比 30:1 本發(fā)明實施中各樣品上染率測試結果如表1。
[0018] 表1實施中各樣品上染率表
由表中可以看出，所合成的殼聚糖直接季銨鹽均能在顯著降低無機鹽用量的同時，有 效提高活性染料棉織物上染率。
【主權項】
1. 一種用于活性染料低鹽染色的殼聚糖直接季銨鹽，其特征在于以殼聚糖、碘甲烷為 原料，碘化鉀為催化劑，在堿性溶液中發(fā)生付-克反應生成殼聚糖直接季銨鹽，所述的殼聚 糖、碘甲烷的質量比為1 :1~1〇〇。2. 根據(jù)權利要求1所述的殼聚糖原料分子量為5~20萬。3. 根據(jù)權利要求1所述的付-克反應溫度為4(T80°C。4. 根據(jù)權利要求1所述的付-克反應時間為0. 5~4小時。5. 根據(jù)權利要求1所述的季銨鹽含量為KT50wt%。6. 權利要求1的殼聚糖直接季銨鹽在活性染料棉織物低鹽染色工藝的用途。7. 按權利要求6的用途，其中所述的活性染料棉織物低鹽染色工藝是將殼聚糖直接季 銨鹽通過浸軋工藝對棉織物進行改性處理，處理后棉織物表面富含陽離子殼聚糖衍生物。8. 按權利要求6的用途，其中所述的活性染料棉織物低鹽染色工藝是經殼聚糖直接季 銨鹽改性后棉織物表面帶正電荷，與陰離子活性染料通過靜電庫侖力結合，不影響活性染 料上染率的同時，降低活性染料棉織物染色鹽用量。9. 按權利要求6的用途，其中所述的活性染料棉織物低鹽染色工藝可降低活性染料棉 織物染色鹽用量1〇~80%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于活性染料低鹽染色的殼聚糖直接季銨鹽及其制備方法。該殼聚糖衍生物以殼聚糖、碘甲烷為原料，碘化鉀為催化劑，在堿性溶液中發(fā)生付-克反應生成殼聚糖直接季銨鹽。本發(fā)明得到的殼聚糖直接季銨鹽可生物降解，應用于活性染料棉織物低鹽染色助劑，在不影響活性染料染色上染率的前提下，有效降低活性染料棉織物染色時鹽用量。
【IPC分類】D06P1/38, D06P3/66, D06P1/48, C08B37/08
【公開號】CN105019267
【申請?zhí)枴緾N201410155895
【發(fā)明人】賈永堂, 董鳳春, 于暉
【申請人】五邑大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月18日