新材料:分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 陽(yáng)離子改性劑的研究
近日相關(guān)紡織科技工作室,經(jīng)過(guò)十多年研究陽(yáng)離子改性在紡織業(yè)的應(yīng)用,至今一直未停止,同時(shí)并公開(kāi)給業(yè)界分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),希望大家在環(huán)保紡織事業(yè)上更進(jìn)一步,為行業(yè)出一分力。

陽(yáng)離子改性劑的原理:
在于通過(guò)引入能夠帶正電荷的基團(tuán),提高化合物在特定介質(zhì)中的吸附能力和附著力。這種改性劑通常指的是特殊陽(yáng)離子聚合物,它們?cè)谂c纖維素纖維反應(yīng)后,能使纖維變成陽(yáng)荷性,從而顯著
提高活性、直接染料在纖維上的上染率。
陽(yáng)離子改性劑的主要應(yīng)用包括棉織物處理,通過(guò)改變纖維的表面電荷性質(zhì),改善染料在纖維上的吸附和擴(kuò)散性,進(jìn)而提高染色效果和染色牢度。
陽(yáng)離子改性劑的作用機(jī)制涉及纖維在染液中帶
電的情況。
在中性或堿性條件下,纖維表面一般帶負(fù)電荷,這是由于纖維中的羧基、磺酸基等或纖維氧化生成的羧基發(fā)生電離,以及纖維在染液中吸附帶負(fù)電的粒子如OH-所致。
由于大多數(shù)用于染纖維素纖維的染料(如活性染料、直接染料、還原染料隱色體等)在染浴中也帶負(fù)電荷,因此在染色時(shí)存在靜電斥力,導(dǎo)致染料的上染受到阻礙,上染率降低。陽(yáng)離子改性
劑通過(guò)改變纖維表面的電荷性質(zhì),減少染料與纖維之間的靜電斥力,從而提高染料的上染率和染色質(zhì)量。
陽(yáng)離子改性劑的應(yīng)用:
由于織物常帶負(fù)電,它對(duì)于帶負(fù)電荷的乳膠粒有排斥作用,因此使用陽(yáng)離子乳化劑可以克服這一障礙,提高浸漬效果。陽(yáng)離子改性劑的使用不僅限于紡織工業(yè),還廣泛應(yīng)用于印染、造紙、涂
料、油墨、化妝品、日用品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,憑借其良好的分散、穩(wěn)定、殺菌、柔軟等特性,在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。
此外,陽(yáng)離子改性劑的應(yīng)用還包括通過(guò)制取帶正電荷的聚合物乳液,這種乳液可用于浸漬織物。
陽(yáng)離子改性劑的應(yīng)用廣泛,?例如在紡織行業(yè)中,?它可以改善涂料染色織物的手感,?減少或不需要使用黏合劑,?同時(shí)保持較好的固色牢度。?此外,?陽(yáng)離子改性劑還在活性染料無(wú)鹽染色方法中發(fā)
揮關(guān)鍵作用,?通過(guò)引入負(fù)電荷到棉織物上,?提高陽(yáng)離子劑在棉纖維上的吸附量和擴(kuò)散性,?從而大幅降低化學(xué)用品的消耗和染色成本。?
陽(yáng)離子改性劑的成分:
陽(yáng)離子改性劑的成分,主要包括陽(yáng)離子季胺鹽聚合物、?醇類、?脂肪族化合物、?芳香族化合物、?含氮化合物和含磷化合物等。?這些成分通過(guò)特定的反應(yīng)、?處理、?提取過(guò)程,?形成了陽(yáng)離子改性劑,?
其離子性為陽(yáng)離子,?且可在水中溶解。
?陽(yáng)離子改性劑的原料來(lái)源
,主要原料來(lái)源于石化工業(yè)和化學(xué)品生產(chǎn)工業(yè)。主要包括以下幾類:
1.醇類:如甲醇、乙醇、丙醇等。
2.脂肪族化合物:如硬脂酸、脂肪醇等。
3.芳香族化合物:如苯乙烯、苯丙烯等。
4.含氮化合物:如乙烯-丙烯-胺、乙烯-吡咯烷等。
5.含磷化合物:如磷酸二丁酯、磷酸甲酯等。
這些原料在加入不同反應(yīng)劑和催化劑,經(jīng)過(guò)多次反應(yīng)、處理、提純等過(guò)程后制得陽(yáng)離子改性劑,其性質(zhì)因原料的不同而異。
陽(yáng)離子改性劑的使用方法:
陽(yáng)離子改性劑的使用方法,主要包括以下幾個(gè)步驟:
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改性前處理工藝:
?
首先,?在染色機(jī)內(nèi)加入冷水,?然后加入滲透劑,?將成衣投入機(jī)內(nèi)潤(rùn)濕處理5分鐘。
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接著,?加入陽(yáng)離子改性劑,?處理10分鐘。?
加入純堿,?處理10分鐘,?以調(diào)節(jié)染浴pH值至10-11。?
逐步升溫至65-80℃,?處理30分鐘。?
最后,?放水,?用冷水清洗兩次。?
染色工藝處方:?
在染色機(jī)內(nèi)加入冷水,?然后加入勻染劑O,?處理10分鐘。
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加入涂料色漿,?處理10分鐘。?
逐步升溫至75-80℃,?處理30分鐘。?
放水,?用冷水清洗兩次。?
如果牢度要求高,?涂料染色后可再加入粘合劑進(jìn)行固色處理,?粘合劑用量一般為6-8%(o.w.f),?在70
℃處理10分鐘,?然后水洗。
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注意事項(xiàng):
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改性劑對(duì)纖維素纖維有較好的親合力,?為了使織物改性均勻,?改性劑要慢慢加入。?
純堿使改性劑與纖維發(fā)生化學(xué)鍵合,?要使反應(yīng)充分,?應(yīng)控制好反應(yīng)溫度與時(shí)間。
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在涂料染色時(shí),?中淺色可以不加粘合劑,?不經(jīng)酵素洗,?單用溫度不高的皂洗也可獲得一定的洗舊和磨白效果。
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貯存:?密封貯存,?常溫下貯存期為12個(gè)月12。?
陽(yáng)離子改性劑的品種:
陽(yáng)離子改性劑的品種;主要包括季銨鹽類、脂肪胺類、脲類和縮醛類。
具體如下:
1
.季銨鹽類:這是應(yīng)用最廣泛的一類陽(yáng)離子改性劑,由一條長(zhǎng)鏈碳基和三個(gè)或四個(gè)季銨鹽基團(tuán)組成,具有良好的分散、穩(wěn)定、殺菌、柔軟等特性,廣泛應(yīng)用于紡織、印染、紙張、涂料、油墨
等多個(gè)領(lǐng)域。
2.脂肪胺類:由一長(zhǎng)鏈碳基與如NH2、NH(CH2)nNH2等官能團(tuán)結(jié)合而成,具有一定的親水性和促進(jìn)著色劑分散的性能,主要應(yīng)用于印染、紡織、造紙和皮革等領(lǐng)域。
3.
脲類:可視為季銨鹽類和脂肪胺類的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,具有低泡型、中等凝膠的陽(yáng)離子表面活性劑特性,有著很好的離子締合能力,常見(jiàn)于紡織、印染、造紙、柔順劑等領(lǐng)域。
4.縮醛類:通過(guò)縮醛反應(yīng)合成而得,通常具有很好的再分散性、抗附著性和柔軟性,適用于紡織印染、制革、柔順劑等領(lǐng)域。
這些陽(yáng)離子改性劑因其各自的特性和應(yīng)用領(lǐng)域而異,被廣泛用于提升產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。
陽(yáng)離子改性劑配方:
陽(yáng)離子改性劑配方:
陽(yáng)離子改性劑的配方可以通過(guò)不同的方法制備,具體介紹如下:
1.
合成方法一:以環(huán)氧氯丙烷、二甲胺和二乙烯三胺為主要原料,最佳合成工藝為n(環(huán)氧氯丙烷)∶n(二甲胺)∶n(二乙烯三胺)=1.0∶1.0∶0.10。在滴加溫度控制在20~30℃后,緩慢升溫至70
℃并保溫反應(yīng)5小時(shí)。
2.合成方法二:使用聚乙烯基檸檬二酰胺,山梨醇三碳酸氫鈉鹽復(fù)合物與聚乙烯丙烯基羧酸酰胺進(jìn)行交聯(lián),并使用陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)交聯(lián)產(chǎn)物進(jìn)行改性處理。此外,還可以通過(guò)聚鄰苯二甲酸
乙二醇酯與二乙烯三胺的水溶液反應(yīng),得到聚鄰苯二甲酸乙二醇酯(二乙烯三胺酯)鹽,再與聚乙烯醇進(jìn)行反應(yīng),并加入呈陽(yáng)離子性的極性溶劑。
這些方法提供了不同的途徑來(lái)制備陽(yáng)離子改性劑,適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。
陽(yáng)離子改性劑的pH值:
陽(yáng)離子改性劑的pH值.因產(chǎn)品和應(yīng)用而異。?
在一些描述中,?陽(yáng)離子改性劑的pH值被提及為5.0±1.0(?1%水溶液)。
另一項(xiàng)應(yīng)用中,?提到了改性劑在酸性條件下(?pH: 4-5)?和堿性條件(?pH: 9-11)?均可使用。
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還有一項(xiàng)研究討論了陽(yáng)離子改性劑PAE樹(shù)脂的最佳工藝條件,?其中包括改性pH值9~10。
?
另外,?一項(xiàng)關(guān)于涂料染色交聯(lián)劑(?陽(yáng)離子改性劑)?的描述中,?pH值被提及為7-7.5(?1%cq)?。
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這些信息顯示了陽(yáng)離子改性劑的pH值范圍較廣,?具體值取決于產(chǎn)品的特性和應(yīng)用需求。?在實(shí)際應(yīng)用中,?選擇合適的pH值對(duì)于達(dá)到最佳的改性效果至關(guān)重要。
陽(yáng)離子改性劑的制備方法:
陽(yáng)離子改性劑的制備及合成方法,主要包括以下幾種:?
1.棉織物用高效陽(yáng)離子改性劑的制備:?這種方法涉及將尿素、?乙二醛、?甲醛反應(yīng)得到2D樹(shù)脂溶液,?然后向反應(yīng)器滴加二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酸羥酯類化合物的單體混合物和引發(fā)劑水溶
液,?反應(yīng)得到聚合物溶液。
?最后,?將2D樹(shù)脂溶液和聚合物溶液混合,?減壓蒸餾后調(diào)節(jié)pH進(jìn)行醚化反應(yīng),?冷卻至室溫,?得到棉織物用高效陽(yáng)離子改性劑。
?這種方法簡(jiǎn)單,?操作性強(qiáng),?制得的陽(yáng)離子改性劑能提高棉織物染料的吸附性能,?染色效果好,?降低染料液對(duì)水體的污染,?有利于水體的生態(tài)保護(hù)1。
2.?
陽(yáng)離子改性劑的合成:?以環(huán)氧氯丙烷、?二甲胺和二乙烯三胺為主要原料,?通過(guò)控制反應(yīng)物的比例和用量、?反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間,?合成陽(yáng)離子改性劑。?
最佳合成工藝為:?n(環(huán)氧氯丙烷)n(二甲胺)n(二乙烯三胺)=1.01.00.10,?滴加溫度控制在20~30℃,?然后緩慢升溫至70℃保溫反應(yīng)5h。
棉織物經(jīng)陽(yáng)離子改性劑處理后,?在無(wú)鹽的情況下用活性染料染色,?可以達(dá)到常規(guī)染色織物的色深值(K/S值),?同時(shí)還能減少染料及純堿的用量并縮短染色時(shí)間。?
3.雙反應(yīng)活性基雙陽(yáng)離子基陽(yáng)離子改性劑的制備:?這種方法涉及將含有特定化合物的原料進(jìn)行反應(yīng),?制備出具有雙反應(yīng)活性基和雙陽(yáng)離子基的陽(yáng)離子改性劑。?具體制備方法包括特定的化學(xué)反
應(yīng)步驟,?旨在提供一種具有特定性能的陽(yáng)離子改性劑。
?
這些方法各有特點(diǎn),?旨在通過(guò)不同的原料和工藝條件,?制備出適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的陽(yáng)離子改性劑,?以提高棉織物或其他纖維材料的染色性能、?耐用性和環(huán)保性。?

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