Selüloz liflerinin ana uygulamaları

Arka plan ve genel bakış

Selüloz lifi, belirli bitkilerin sapını ve bastını işleyerek elde edilen elyaftır. Genellikle yabani ağaçlar ve geniş yapraklı ağaçlar hammadde olarak kullanılır. Fiber çapı 20-120μm, uzunluk 0.5-5mm, çekme mukavemeti 300-800MPa ve elastik modül 10-30GPa 'dır. Bazı alkali direnci ve çimento parçacıklarına iyi bir adsorpsiyona sahiptir, ancak şişlik daha fazla cinsel. İç mekanlar için uygun fiber takviyeli çimento levhaları yapmak için asbest yerine kullanılabilir. Kireçli malzemeler (kireç, çimento vb.), silisli malzemeler (kuvars kumu, diatomaceous toprak vb.) ile karıştırılmışsa ve buharla tedavi edilirse, iyi yangın direnci ve boyutsal stabiliteye sahip asbestsiz kalsiyum silicate levhaya dönüştürülebilir. Binaların iç ve dış duvar panelleri ve gemi bölme duvar panelleri, vb olarak kullanılabilir.

Uygulama

Yenilenebilir bir doğal polimer malzeme olarak, selüloz biyobozunabilirlik ve düşük fiyat avantajlarına sahiptir ve moleküler zincirde çok sayıda hidroksil grubuna sahiptir. Birçok küçük moleküler bileşikle reaksiyona girebilir ve farklı antibakteriyel selüloz ürünleri üretmek için değiştirebilir. Kabartmak hamuru sadece bir selüloz elyaf bazlı fonksiyonel malzeme olarak değil, aynı zamanda bir su emici malzeme olarak da kullanılabilir ve şu anda sıhhi peçete ve kağıt çocuk bezi üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Eğer kabartmak hamuru antibakteriyal olarak antibakteriyel bir ürün yapmak için değiştirilirse, sadece ürünün kalitesini artıramayan insan vücuduna ait bakterilerin hasarını etkili bir şekilde azaltabilir, işlevini genişletin, aynı zamanda kabartmak hamurunun katma değerini artırın.

Değiştirilmiş

Son yıllarda, yerli meslektaşları reaktif boyaların kullanım oranını iyileştirmek için çok fazla araştırma yaptı. Sonuçlar, aktif grubun hidrolizi aşılamayacağı için, boyanın moleküler yapısını değiştirerek yüksek bir kullanım oranı elde etmenin zor olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, reaktif boyalar ve selüloz liflerinin boyanması sorunu, selüloz liflerini değiştirerek ve boyaların ve liflerin reaktivitesini iyileştirerek geliştirilebilir. Bu makale, selüloz liflerinin kimyasal modifikasyonunu ve çapraz bağlama boyamasını reaktif boyama açısından inceler ve tartışır.

1. Selüloz liflerinin aminasyon modifikasyonu

Reaktif boyalar ile boyanmış pamuk elyafının elektrofilik merkezi boya üzerindedir ve çekirdek merkezinin oksijen anyonu lifin üzerindedir. Yeni ortaya çıkan fiber modifikasyon boyama, değiştirilmiş pamuk lifi üzerindeki elektrofilik merkezi sağlarken, çekirdek merkezi boya molekülünde; kuaternizasyon modifikasyonundan sonra anyonik boyaların selüloz liflerine adsorpsiyonu büyük ölçüde arttırılır, selüloz lifleri üzerindeki boyama oranı bile % 85% ila % 98% arasında olabilir. Böylece reaktif boyalar nötr veya tuzsuz koşullar altında kumaşları da boyayabilir.

1) selüloz liflerinin Amino veya aminoalkil modifikasyonu

Selüloz lifleri aminoalkil gruplarla bağlandıktan sonra, sadece reaktif boyalarla reaktivite büyük ölçüde artmaz, aynı zamanda asidik ortamda protokonttan sonra, kuaterner amonyum katyonları oluşturulabilir, boya anyonlarını konumlandırabilir ve adsorbe edebilir. Bu tür reaksiyonun tipik bir örneği, 15 dakikalık bir reaksiyon süresi için 2-aminoetil selüloz eteri cell-o-CH2CH2NH2 ile 2-aminoetilsülfatın 130 ° c'de tedavisidir. Aminasyonun çoğu haloalkilamin ve selülozun reaksiyonundan geçer. Örneğin, dietilaminoetil selüloz, selüloz lifleri ile kloroetil dietilamin hidroklorürün reaksiyona girmesiyle üretilebilir: hücre-o-ch2ch2n (C2H5)2. Bu modifiye fiber, reaktif boyalara karşı oldukça reaktiftir.

2) selüloz elyafın kuaterner amonyum grubu modifikasyonu

Reaktif kuaterner amonyum bileşiği, selülozu aktive etmek ve değiştirmek için kullanılır ve kuaterner amonyum grubu, lifin boyama performansını büyük ölçüde değiştirebilen fibere bağlanabilir. Tipik bir örnek, liflerin ve reaktif boyaların reaksiyon hızını büyük ölçüde artırabilen epoksi trimetilamin (dış ticaret adı glitazadır) kuaterner amonyum bileşikleri ile pamuk liflerinin tedavisidir. Ve nötr ve tuzsuz boyama için de kullanılabilir.

Bununla değiştirilmiş pamuk lifleri, asit, doğrudan ve reaktif boyalara karşı yüksek doğruluğa sahiptir. Reaktif boyalar ile boyama nötr tuzsuz koşullar (100 ° c) altında sabitlenebilir. Modifiye edici miktarı yeterince yüksek olduğunda, modifiye edilmiş lif boya solüsyonundaki boyayı tamamen emebilir ve boya alım oranı neredeyse % 100% 'e ulaşabilir.

3) selüloz liflerinin azot heterossiklik grup modifikasyonu

Bu modifikasyonun tipik bir örneği, selüloz moleküler bağlantısında nikotinik asit ikamesidir.

Reaksiyon sırasında, pH değeri 8, 200 ° c'de pişirilir ve nikotinik asit grubu ester grubu ile bağlanır. Reaksiyon sırasında hidroliz de oluşur ve niasin serbest bırakılır. Bununla birlikte, nikotinik asit varlığı, reaktif boyaların ve liflerin renk sabitleme reaksiyonunu hızlandırabilir, çünkü çekirdek reaksiyonları için bir katalizör olarak kullanılabilir. Boyama işleminde, yukarıda belirtilen tersiyer amino modifiye fiber gibi bu modifiye lif, boyama işleminde otokatalitik bir rol oynayabilir ve renk sabitleme hızını hızlandırabilir. Bu nedenle, renk tuzsuz ve nötr koşullar altında sabitlenebilir. Aslında, zayıf asitlikte bile (pH = 3), 80 ° c'de yüksek renk haslığı vardır ve yıkama haslığı da iyidir.

4) selüloz liflerinin metilolakrilamid ve aminasyon modifikasyonu

Metillolakrilamid grupları içeren bileşik metilolakrilamid (NMA) ile selülozu tedavi ettikten sonra aktif lifler hazırlanabilir: cell-o-CH2NHCOCH = CH2. NMA aktif pamuk kimyasal bağlar oluşturmak için alkilaminosülfonik asit içeren boyalar ile reaksiyona girebilir. Alkane sülfamik asit boyaları Procion H tipi boyalardan hazırlanabilir.

5) azot içeren çapraz bağlama maddesi ile selüloz elyafın değiştirilmesi

Selüloz elyaf kumaşlar için çoğu çapraz bağlama maddesi veya reçinesi azot atomları veya amin grupları içerir. Onların varlığı, selüloz liflerinin aminasyonu için yukarıda açıklandığı gibi boyama özelliklerini de geliştirir. Trimetilmelamin ile tedavi edilen pamuklu kumaşlar, asidik banyolarda bile doğrudan boyalar için yüksek boya alma oranlarına sahiptir. Bunların hepsi moleküllerindeki aminoalkil gruplarıyla ilgilidir. Reçine pişirildiğinde belirli bir miktarda amin bileşiği eklenirse, bitmiş kumaş anyonik boyalarla boyanacak ve fiksasyon oranı veya boya alım oranı çok yüksek olacaktır. Örneğin, pamuklu kumaş ortak DMDHEU reçinesi ve hidroksietilamin ile tedavi edildikten ve bir katalizörün varlığında 3 dakika 150 ° c'de pişirildikten sonra, boyanabilirliği büyük ölçüde artacaktır. Asidik bir banyoda bile (pH = 3.0 ~ 3.5), anyonik boyalar yüksek boya alma oranına sahiptir.

2. Selüloz liflerinin aminopolimer modifikasyonu

Kısmi deacylation sonra kitin kimyasal yapısı poli (n-asetil-d-glukozamin). Pamuk chitosan ile tedavi edildikten sonra, doğrudan boyamanın gizleme özelliği geliştirilebilir ve boya alımı ve renk derinliği arttırılabilir. Bununla birlikte, tedaviden sonra ıslak haslık ve sürtünme haslığı azalır. Nedeni, chitosan işlendiğinde, sadece fiber yüzeyine eklenebilir. Amino grubu asidik bir ortamda katyon haline getirildikten sonra, Coulomb cazibe yoluyla büyük miktarda anyonik boyaları emebilir, kaplama performansını artırabilir ve boya alım oranını artırabilir, ama boyanın lif içine yayılmasını önler, bu yüzden haslık çok zayıftır. Özellikle pH değeri arttığında, amino grubu protonunu daha açık bir şekilde kaybeder. Sandene8425 katyonik bir polimerdir. Bununla birlikte selüloz liflerini (alkalin koşullar altında) tedavi ettikten sonra, anyonik boyaların doğrudan arttırılabilir. Uygulamak kolaydır, ancak lekelenmeden önce tedavi edilmelidir. Dezavantajı, bazı azo boyalarının ışık haslığını azaltacak ve rengi donuk hale getirecektir. Selüloz lifi reaktif poliamid epoksi bileşiği (Hercosett125) ile tedavi edildikten sonra, reaktif boyaların boyama oranı ve renk sabitleme oranı geliştirilebilir, ve renk nötr ve tuzsuz koşullar altında sabitlenebilir. Adipik asit ve dietilentriamin yoğunlaşması ve ardından epiklorohidrin ile kısmi çapraz bağlanma ile hazırlanır. Pamuk lifleri haddeleme kurutma-pişirme (3 dk, 100 ° c işlem) ile işlenebilir. Ana bileşim 3-hidroksiyazetidin klorürdür (Herosett125 esas olarak 3-hidroksizetidinil, epoksipropil ve klor içerir) alkol ikame reaktif gruplar, oran yaklaşık 3:1:1)

3. Selüloz liflerinin aktivasyon modifikasyonu

Yukarıda belirtilen selüloz elyaf modifikasyonu, reaktif boyalara çekirdek reaktivitesini arttırmak veya kuaterner amonyum gruplarını oluşturduktan sonra anyonik boyaların adsorpsiyon kapasitesini arttırmaktır. Selüloz elyaf modifikasyonu ayrıca aktif reaktif grupları da tanıtabilir, böylece kovalent bağlar oluşturmak için bazı nükleofilik boyalar (reaktif olmayan boyalar) ile reaksiyona girebilir. Nükleofilik boyalar, güçlü çekirdek grupları içeren bazı boyalardan seçilebilir veya bazı güçlü çekirdek gruplarıyla reaktif boyaları bağlayarak hazırlanabilir. Amonyak veya amin grupları güçlü çekirdek gruplarının en temsilcisidir. Reaktif boyalar ile boyamadaki en büyük dezavantajlardan biri, renk sabitlenirken hidrolizin oluşmasıdır. Özellikle alkali koşullar altında, renk sabittir ve hidroliz hızı çok hızlıdır. Bu nedenle, bazı insanlar amino veya amin boyaları yapmak için poliamin bileşikleri ile reaktif boyalar reaksiyona girer (non-reaEtkili boyalar) güçlü çekirdek ile. Öte yandan, selüloz lifi, kovalent bağlar oluşturmak için amino grupları veya çekirdek grupları içeren boyalarla reaksiyona girebilen aktif grupları tanıtmak için değiştirilmiştir. Selülozik lifler 2,4-dichloro-6-2 (2-piridiletilamin)-s-triazin (DCPEAT) bileşiği ile değiştirildi. Dichloro-s-triazin 'in klor atomlarından biri, hidroksil selüloz grubu ile değiştirilir ve diğer klor atomu, boyanın amino grubu tarafından değiştirilir. Ve boya ve lif kovalent bir bağ ile bağlanır. Piridinyum katyonunun pozitif yükü boya sülfonik asit grubunun negatif yükü ile etkileşime girebildiğinden, boya alım oranı ve renk sabitleme oranı hem yüksektir.