Principales aplicaciones de las fibras de celulosa

Antecedentes Y DESCRIPCIÓN GENERAL

La Fibra de celulosa es la fibra obtenida procesando el tallo y La estopa de ciertas plantas. Por lo general, los árboles de coníferas y los árboles de hoja ancha se utilizan como materia prima. El diámetro de la fibra es de 20-120μm, la longitud es de 0,5-5mm, la resistencia a la tracción es de 300-800MPa y el módulo elástico es de 10-30GPa. Tiene cierta resistencia a los álcalis y buena adsorción a las partículas de cemento, pero la hinchazón es más sexual. Se puede utilizar en lugar de asbesto para hacer tablas de cemento reforzado con fibra adecuadas para interiores de construcción. Si se mezcla con materiales calcáreos (Cal, cemento, etc.), materiales silíceos (arena de cuarzo, tierra de diatomeas, etc.) y se cura al vapor, se puede convertir en tablero de silicato de calcio libre de amianto, que tiene buena resistencia al fuego y estabilidad dimensional. Se puede utilizar como paneles de pared interiores y exteriores de edificios y paneles de pared de partición de barcos, etc.

Aplicación

Como material de polímero natural renovable, la celulosa tiene las ventajas de biodegradabilidad y bajo precio, y tiene un gran número de grupos hidroxilo en la cadena molecular, que puede reaccionar con muchos compuestos moleculares pequeños y modificarlo para generar diferentes productos de celulosa antibacteriana. La Pulpa de pelusa se puede usar no solo como un material funcional a base de fibra de celulosa, sino también como un material absorbente de agua, y actualmente se usa ampliamente en la producción de toallas sanitarias y pañales de papel. Si la pulpa de la pelusa se modifica antibacterialmente para hacer un producto antibacteriano, puede reducir efectivamente el daño de las bacterias al cuerpo humano, lo que no solo puede mejorar la calidad del producto, ampliar su función, pero también aumentar el valor añadido de la pulpa de pelusa.

Modificado

En los últimos años, las contrapartes nacionales han realizado muchos trabajos de investigación para mejorar la tasa de utilización de los tintes reactivos. Los resultados muestran que es difícil lograr una alta tasa de utilización simplemente modificando la estructura molecular del propio tinte, porque la hidrólisis del grupo activo no se puede superar. Sin embargo, el problema del teñido de colorantes reactivos y fibras de celulosa se puede mejorar modificando las fibras de celulosa y mejorando la reactividad de los colorantes y fibras. Este artículo revisa y analiza la modificación química y el teñido reticulado de las fibras de celulosa desde la perspectiva del teñido reactivo.

1. Modificación de la terminación de fibras de celulosa

El Centro electrófilo de la fibra de algodón teñido con tintes reactivos está en el tinte, y el anión de oxígeno del Centro nucleofílico está en la fibra. El teñido de modificación de fibras recién surgido dota el Centro electrófilo en la fibra de algodón modificada, mientras que el Centro nucleofílico está en la molécula de tinte; la adsorción de los tintes aniónicos a las fibras de celulosa después de la modificación de la cuaternización se mejora en gran medida, su tasa de teñido en las fibras de celulosa puede incluso estar cerca de 85% a 98%, Para que los tintes reactivos también puedan teñir telas en condiciones neutras o libres de sal.

1) Modificación de aminoácidos o aminoalquilo de fibras de celulosa

Después de que las fibras de celulosa se conecten con grupos aminoalquilo, no solo la reactividad con colorantes reactivos se mejora en gran medida, sino que también después de la protonación en medio ácido, se pueden formar cationes de amonio cuaternario, que puede posicionar y adsorber aniones de tinte. Un ejemplo típico de este tipo de reacción es el tratamiento del éter de 2-aminoetil celulosa cell-o-CH2CH2NH2 con 2-aminoetilsulfato a 130 °C durante un tiempo de reacción de 15 minutos. La mayor parte de la aminación es a través de la reacción de haloalquilamina y celulosa. Por ejemplo, la dietilaminoetil celulosa se puede producir haciendo reaccionar clorhidrato de cloroetil dietilamina con fibras de celulosa: cell-o-CH2CH2N (C2H5)2. Esta fibra modificada es altamente reactiva a los tintes reactivos.

2) Modificación del grupo de amonio cuaternario de fibra de celulosa

El compuesto de amonio cuaternario reactivo se usa para activar y modificar la celulosa, y el grupo se puede conectar a la fibra de amonio cuaternario, lo que puede cambiar en gran medida el rendimiento de teñido de la fibra. Un ejemplo típico es el tratamiento de fibras de algodón con compuestos de amonio cuaternario de epoxi trimetilamina (el nombre de comercio exterior es GlytacA), que puede aumentar en gran medida la velocidad de reacción de las fibras y los colorantes reactivos, Y también se puede utilizar para el teñido neutro y sin sal.

Las fibras de algodón modificadas con él tienen una alta directitud a los tintes ácidos, directos y reactivos. El teñido con colorantes reactivos se puede fijar en condiciones neutras sin sal (100 ° C). Cuando la cantidad de modificador es lo suficientemente alta, la fibra modificada puede absorber completamente el tinte en la solución de tinte, y la tasa de absorción de tinte puede alcanzar casi 100%.

3) Modificación del grupo heterocíclico de nitrógeno de las fibras de celulosa

Un ejemplo típico de esta modificación es el sustituyente de ácido nicotínico en el enlace molecular de celulosa.

Durante la reacción, el valor de pH es 8, horneado a 200 °C, y el grupo ácido nicotínico está conectado a través del grupo éster. Durante la reacción, también se produce hidrólisis y se libera niacina. Sin embargo, la presencia de ácido nicotínico puede acelerar la reacción de fijación del color de los colorantes y fibras reactivos, porque puede usarse como catalizador para reacciones nucleofílicas. En el proceso de teñido, esta fibra modificada, como la fibra modificada con amino terciario antes mencionada, puede desempeñar un papel autocatalítico en el proceso de teñido y acelerar la velocidad de fijación del color. Por lo tanto, el color se puede fijar en condiciones neutrales y libres de sal. De hecho, incluso en acidez débil (pH = 3), tiene una alta solidez del color a 80 ° C, y la solidez del lavado también es buena.

4) Metilolacrilamida y modificación aminación de fibras de celulosa

Después de tratar la celulosa con el compuesto metilolacrilamida (NMA) que contiene grupos metilolacrilamida, se pueden preparar fibras activas: cell-o-CH2NHCOCH = CH2. El algodón activo de NMA puede reaccionar con colorantes que contienen ácido alquilaminosulfónico para formar enlaces químicos. Los colorantes de Ácido alcano sulfámico se pueden preparar a partir de colorantes de tipo Procion H.

5) Modificación de fibra de celulosa con agente de reticulación que contiene nitrógeno

La mayoría de los agentes de reticulación o resinas para tejidos de fibra de celulosa contienen átomos de nitrógeno o grupos Amina. Su presencia también mejora las propiedades de teñido como se ha descrito anteriormente para la aminación de fibras de celulosa. Las telas de algodón tratadas con trimetilolmelamina tienen altas tasas de absorción de tinte para tintes directos incluso en baños ácidos. Todo esto está relacionado con los grupos aminoalquilo en sus moléculas. Si se agrega una cierta cantidad de compuestos de amina cuando se hornea la resina, el tejido terminado se teñirá con tintes aniónicos, y la tasa de fijación o la tasa de absorción del tinte será muy alta. Por ejemplo, después de que la tela de algodón se trate con resina DMDHEU común e hidroxietilamina, y se hornee a 150 °C durante 3 minutos en presencia de un catalizador, su capacidad de teñido se mejorará enormemente. Incluso en un baño ácido (pH = 3,0 ~ 3,5), los colorantes aniónicos tienen una alta tasa de absorción de tinte.

2. Modificación de aminoácidos de fibras de celulosa

La estructura química de la quitina después de la desacilación parcial es Poli (N-acetil-D-glucosamina). Después de que el algodón se trata con quitosano, se puede mejorar la propiedad de ocultación del teñido directo, y se puede aumentar la absorción del tinte y la profundidad del color. Sin embargo, después del tratamiento con él, se reducen la solidez en húmedo y la solidez al roce. La razón es que cuando se procesa el quitosano, solo se puede unir a la superficie de la fibra. Después de que el grupo amino se protona en un catión en un medio ácido, aunque puede absorber una gran cantidad de tintes aniónicos a través de la atracción Coulomb, mejorar el rendimiento de la cubierta y aumentar la tasa de absorción del tinte. Pero evita que el tinte se difunda en la fibra, por lo que la solidez es muy pobre. Especialmente cuando el valor de pH aumenta, el grupo amino pierde su protón más obviamente. Sandene8425 es un polímero catiónico. Después de tratar las fibras de celulosa con ella (en condiciones alcalinas), se puede mejorar la franqueza de los colorantes aniónicos. Es fácil de aplicar, pero debe tratarse antes de la tinción. Su desventaja también es que reducirá la solidez a la luz de algunos tintes azoicos y hará que el color sea opaco. Después de que la fibra de celulosa se trata con compuesto epoxi de poliamida reactiva (Hercosett125), se puede mejorar la tasa de teñido y la tasa de fijación del color de los tintes reactivos, Y el color se puede fijar en condiciones neutras y libres de sal. Se prepara mediante condensación de ácido adípico y dietilentriamina seguido de reticulación parcial con epiclorhidrina. Las fibras de algodón se pueden procesar mediante laminado-secado-horneado (3min, proceso a 100 ° C. La Composición principal es Cloruro de 3-hidroxiazetidina (Herosett125 contiene principalmente 3-hidroxiazetidinilo, epoxipropilo y cloro) Grupos reactivos sustituidos con alcohol, la proporción es de aproximadamente 3:1:1)

3. Modificación de activación de fibras de celulosa

La modificación de la fibra de celulosa mencionada anteriormente es para mejorar su reactividad nucleofílica a los colorantes reactivos, o para mejorar la capacidad de adsorción de los colorantes aniónicos después de formar grupos de amonio cuaternario. La modificación de la fibra de celulosa también puede introducir grupos reactivos activos, de modo que puede reaccionar con algunos tintes nucleofílicos (tintes no reactivos) para formar enlaces covalentes. Los colorantes nucleofílicos se pueden seleccionar de algunos colorantes que contienen grupos nucleofílicos fuertes, o se pueden preparar conectando colorantes reactivos con algunos grupos nucleofílicos fuertes. Los grupos amoníaco o amina son los grupos nucleofílicos fuertes más representativos. Una de las mayores desventajas del teñido con tintes reactivos es que la hidrólisis ocurre mientras el color es fijo. Especialmente en condiciones alcalinas, el color es fijo y la velocidad de hidrólisis es muy rápida. Por esta razón, algunas personas reaccionan colorantes reactivos con compuestos de poliamina para hacer colorantes amino o amina (no reaTintes citivos) con núcleos fuertes. Por otro lado, la fibra de celulosa se modifica para introducir grupos activos, que pueden reaccionar con colorantes que contienen grupos amino o grupos nucleofílicos de grupos amino para formar enlaces covalentes. Las fibras celulósicas se modificaron con compuesto de 2,4-dicloro-6-2 (2-piridiletilamina)-s-triazina (DCPEAT). Uno de los átomos de cloro de dicloro-s-triazina se reemplaza por el grupo hidroxilo de la celulosa, y el otro átomo de cloro se reemplaza por el grupo amino del tinte, y el tinte y la fibra están unidos por un enlace covalente. Dado que la carga positiva del catión piridinio puede interactuar con la carga negativa del grupo ácido sulfónico colorante, la tasa de absorción del tinte y la tasa de fijación del color son altas.