本發(fā)明涉及功能性纖維制備領(lǐng)域，具體涉及一種二次醚化生產(chǎn)陽(yáng)離子纖維素纖維的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在提高纖維染色時(shí)的上染率方面進(jìn)行了大量研究工作，要提高上染率，可以從染料和纖維材料本身兩個(gè)方面來(lái)著手，目前，關(guān)于染料的研究已日趨成熟，如采用高直接性和高上染率的多活性基染料、在低堿性或中性條件下染色、采用小浴比和冷軋堆等新工藝、加入中性電解質(zhì)促染、用交聯(lián)劑對(duì)織物進(jìn)行染色前預(yù)處理、采用陽(yáng)離子或反應(yīng)性固色劑固色等。高直接性和高上染率的染料水解后不易被洗除，會(huì)影響染色牢度和染色均勻性；低堿或中性條件下染色需開(kāi)發(fā)新的染料或者改變?nèi)旧に?，如升高溫度和增加電解質(zhì)濃度；冷堆染色技術(shù)可使染料利用率提高10-15％，但對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制要求嚴(yán)格，色光的可控性差，泡花堿殘留易造成織物手感偏硬、撕破強(qiáng)力下降等缺陷；低浴比染色可以減少鹽的用量和提高染料上染率，但對(duì)設(shè)備的要求較高；中性電解質(zhì)的大量使用易造成鹽污染；織物預(yù)處理改性具有較好的濕處理牢度，但色光會(huì)變暗、光牢度下降；采用陽(yáng)離子固色劑可增加織物的染色深度，但會(huì)降低其濕摩擦牢度；反應(yīng)性固色劑則存在釋放甲醛、濕摩擦牢度仍不夠理想、色光變化等問(wèn)題。
對(duì)纖維材料本身關(guān)于染色上染率的研究也在悄然興起，研究表明纖維素纖維陽(yáng)離子化有利于后續(xù)染色過(guò)程中提高上染率、提高染料利用率，從而降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也減少有色廢水的排放，有利于環(huán)境保護(hù)，對(duì)棉纖維進(jìn)行陽(yáng)離子改性的研究很多，也有很多專(zhuān)利公開(kāi)，但都是用棉纖維或者粘膠纖維在染缸等容器中，用季銨鹽類(lèi)對(duì)纖維素進(jìn)行改性，使纖維素接上陽(yáng)離子基團(tuán)，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01610596491.X的專(zhuān)利申請(qǐng)中就利用反應(yīng)性β-環(huán)糊精季銨鹽對(duì)棉織物進(jìn)行共價(jià)接枝改性，然后在堿性溶液中進(jìn)行固著，其本質(zhì)就是棉纖維進(jìn)行陽(yáng)離子改性。
然而這些技術(shù)普遍存在以下缺點(diǎn)：
1、用棉纖維或者粘膠纖維在染缸等容器中改性，只能小批量進(jìn)行，不能規(guī)?；a(chǎn)；
2、存在缸差，改性不均勻，后續(xù)染色不均勻等；
3、改性廢水仍然對(duì)環(huán)境造成影響；
4、生產(chǎn)成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是提供一種二次醚化生產(chǎn)陽(yáng)離子纖維素纖維的方法，在紡絲前即進(jìn)行陽(yáng)離子改性操作，兩次進(jìn)行醚化反應(yīng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能規(guī)?；a(chǎn)、改性不均勻、環(huán)境污染重、生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種二次醚化生產(chǎn)陽(yáng)離子纖維素纖維的方法，包括如下步驟：
(1)喂粕：將漿粕喂入生產(chǎn)工序中；
(2)浸漬：加入質(zhì)量濃度為15-20％的氫氧化鈉溶液和醚化劑進(jìn)行浸漬和第一次醚化反應(yīng)，得到第一次醚化后的堿纖維素，其中，醚化劑的加入量為漿粕中纖維重量的5～20％；
(3)壓榨：除去多余堿液，得到塊狀的堿纖維素；
(4)粉碎：將塊狀的堿纖維素破碎成疏松的絮狀體；
(5)老成：通入氧氣，使堿纖維素在氧的作用下發(fā)生氧化裂解從而降低聚合度；
(6)冷卻：淬滅反應(yīng)，溫度降至室溫；
(7)黃化：加入二硫化碳，使堿纖維素與二硫化碳反應(yīng)生成纖維素磺酸酯；
(8)研磨：得到細(xì)碎的纖維素磺酸酯；
(9)后溶解：加入稀氫氧化鈉溶液，溶解纖維素磺酸酯得到纖維素磺酸酯堿液，即粘膠；
(10)混合：用注射系統(tǒng)加入醚化劑，將醚化劑與粘膠充分混合，使得其中的纖維素磺酸酯進(jìn)行第二次醚化，其中，醚化劑的加入量為粘膠體積的0.5～10％；
(11)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(12)熟成：在熟成中間罐或熟成中間桶中進(jìn)行；
(13)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(14)脫泡：除去產(chǎn)生的氣泡；
(15)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(16)紡絲、洗滌、烘干即得到二次醚化陽(yáng)離子改性纖維素纖維。
更進(jìn)一步地，步驟(2)和步驟(3)依次完成后，再依次重復(fù)一次，第一次浸漬僅加入濃度為18％左右的氫氧化鈉溶液，第二次浸漬時(shí)加入質(zhì)量濃度為15-20％的氫氧化鈉溶液和醚化劑。
更進(jìn)一步地，所述醚化劑為2,3—環(huán)氧丙基三甲基氯化銨或者3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明將纖維素的醚化反應(yīng)與粘膠纖維生產(chǎn)的制膠工藝相結(jié)合，僅在浸漬過(guò)程中以及熟成前兩次加入醚化劑，每一步驟的操作時(shí)間與操作溫度均與粘膠纖維生產(chǎn)的制膠工藝相同，對(duì)于粘膠纖維生產(chǎn)的制膠工藝雖然改動(dòng)不大，但卻得到了陽(yáng)離子改性后纖維素纖維，省略了后期專(zhuān)門(mén)的改性操作，對(duì)于原有的粘膠纖維生產(chǎn)加改性工藝而言，本發(fā)明大大縮短了工藝流程，方法簡(jiǎn)便、易于規(guī)?；a(chǎn)；
(2)在紡絲前進(jìn)行醚化陽(yáng)離子改性，具體為將醚化劑在浸漬時(shí)加入以及混合時(shí)加入粘膠中，兩次加入纖維素均處于溶解狀態(tài)，可使醚化劑與纖維素充分接觸，使得反應(yīng)均勻，從而達(dá)到改性均勻的目的；
(3)在原有的纖維生產(chǎn)工藝中添加醚化劑，不額外產(chǎn)生廢水，對(duì)環(huán)境負(fù)擔(dān)??；
(4)整合纖維生產(chǎn)工藝與陽(yáng)離子改性工藝，節(jié)約了大量的生產(chǎn)工序，改性成本低，只有現(xiàn)有改性成本的40～50％。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
進(jìn)行如下步驟的操作：
(1)喂粕：將漿粕喂入生產(chǎn)工序中；
(2)浸漬：加入濃度為18％的氫氧化鈉溶液和2,3—環(huán)氧丙基三甲基氯化銨進(jìn)行浸漬和第一次醚化反應(yīng)，得到第一次醚化后的堿纖維素，其中，醚化劑的加入量為漿粕中纖維重量的5～20％；
(3)壓榨：在壓榨裝置中進(jìn)行，除去多余堿液，得到塊狀的堿纖維素；
(4)粉碎：在粉碎機(jī)中進(jìn)行，將塊狀的堿纖維素破碎成疏松的絮狀體；
(5)老成：通入氧氣，使堿纖維素在氧的作用下發(fā)生氧化裂解從而降低聚合度；
(6)冷卻：淬滅反應(yīng)，溫度降至室溫；
(7)黃化：加入二硫化碳，使堿纖維素與二硫化碳反應(yīng)生成纖維素磺酸酯；
(8)研磨：研磨裝置中進(jìn)行，得到細(xì)碎的纖維素磺酸酯；
(9)后溶解：加入稀氫氧化鈉溶液，溶解纖維素磺酸酯得到纖維素磺酸酯堿液，即粘膠；
(10)混合：在靜態(tài)混合器進(jìn)行，用注射系統(tǒng)加入醚化劑，將醚化劑與粘膠充分混合，使得其中的纖維素磺酸酯進(jìn)行第二次醚化，其中，醚化劑的加入量為粘膠體積的0.5～10％；
(11)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(12)熟成：在熟成中間罐或熟成中間桶中進(jìn)行；
(13)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(14)脫泡：除去產(chǎn)生的氣泡；
(15)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(16)紡絲、洗滌、烘干即得到二次醚化陽(yáng)離子改性纖維素纖維。
本實(shí)施例制得的二次醚化陽(yáng)離子改性纖維素纖維的纖度為1.33dtex，干斷裂強(qiáng)度為2.47cn/dtex，濕斷裂強(qiáng)度為1.83cn/dtex，陽(yáng)離子率為37.4％，染色時(shí)上染率提高：44.6％。
本實(shí)施例中，步驟(1)-(16)均與粘膠纖維生產(chǎn)工藝一致，且每一步驟的操作時(shí)間與操作溫度均與粘膠纖維生產(chǎn)的制膠工藝相同，不同點(diǎn)在于：在浸漬過(guò)程中以及熟成前兩次加入醚化劑進(jìn)行二次醚化反應(yīng)，對(duì)于粘膠纖維生產(chǎn)的制膠工藝雖然改動(dòng)不大，但卻得到了陽(yáng)離子改性后纖維素纖維，省略了后期專(zhuān)門(mén)的改性操作，對(duì)于原有的粘膠纖維生產(chǎn)加改性工藝而言，本發(fā)明大大縮短了工藝流程，方法簡(jiǎn)便、易于規(guī)?；a(chǎn)。
實(shí)施例2
進(jìn)行如下步驟的操作：
(1)喂粕：將漿粕喂入生產(chǎn)工序中；
(2)一次浸漬：加入濃度為18％的氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸漬；
(3)一次壓榨：在壓榨裝置中進(jìn)行，除去多余堿液，得到塊狀的堿纖維素；
(4)二次浸漬：向步驟(3)得到的塊狀堿纖維素中加入濃度為18％的氫氧化鈉溶液和2,3—環(huán)氧丙基三甲基氯化銨進(jìn)行浸漬和第一次醚化反應(yīng)，得到第一次醚化后的堿纖維素，其中，醚化劑的加入量為漿粕中纖維重量的5～20％；
(5)二次壓榨：在壓榨裝置中進(jìn)行，除去多余堿液，再次得到塊狀的堿纖維素進(jìn)入下一步操作；
(6)粉碎：在粉碎機(jī)中進(jìn)行，將塊狀的堿纖維素破碎成疏松的絮狀體；
(7)老成：通入氧氣，使堿纖維素在氧的作用下發(fā)生氧化裂解從而降低聚合度；
(8)冷卻：淬滅反應(yīng)，溫度降至室溫；
(9)黃化：加入二硫化碳，使堿纖維素與二硫化碳反應(yīng)生成纖維素磺酸酯；
(10)研磨：研磨裝置中進(jìn)行，得到細(xì)碎的纖維素磺酸酯；
(11)后溶解：加入稀氫氧化鈉溶液，溶解纖維素磺酸酯得到纖維素磺酸酯堿液，即粘膠；
(12)混合：在靜態(tài)混合器進(jìn)行，用注射系統(tǒng)加入醚化劑，將醚化劑與粘膠充分混合，使得其中的纖維素磺酸酯進(jìn)行第二次醚化，其中，醚化劑的加入量為粘膠體積的0.5～10％；
(13)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(14)熟成：在熟成中間罐或熟成中間桶中進(jìn)行；
(15)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(16)脫泡：除去產(chǎn)生的氣泡；
(17)過(guò)濾：濾渣為固體雜質(zhì)，濾液進(jìn)入下一步操作；
(18)紡絲、洗滌、烘干即得到二次醚化陽(yáng)離子改性纖維素纖維。
本實(shí)施例制得的二次醚化陽(yáng)離子改性纖維素纖維的纖度為1.67dtex，干斷裂強(qiáng)度為2.54cn/dtex，濕斷裂強(qiáng)度為1.92cn/dtex，陽(yáng)離子率為37.6％，染色時(shí)上染率提高：47.4％。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本申請(qǐng)保護(hù)范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)技術(shù)方案構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。