Principais Aplicações de Fibras de Celulose

Plano de fundo e visão geral

A fibra de celulose é a fibra obtida pelo processamento do caule e do bast de certas plantas. Normalmente, árvores coníferas e árvores de folhas largas são usadas como matérias-primas. O diâmetro da fibra é 20-120μm, o comprimento é 0,5-5mm, a resistência à tração é 300-800MPa e o módulo elástico é 10-30GPa. Tem certa resistência alcalina e boa adsorção às partículas de cimento, mas o inchaço mais sexual. Pode ser usado em vez de amianto para fazer placas de cimento reforçado com fibra adequadas para interiores de edifícios. Se for misturado com materiais calcários (cal, cimento, etc.), materiais siliciosos (areia de quartzo, terra diatomácea, etc.) e curado por vaporização, pode ser feito em placa de silicato de cálcio sem amianto, que tem boa resistência ao fogo e estabilidade dimensional. Pode ser usado como painéis de parede interior e exterior de edifícios e painéis de parede divisória do navio, etc.

Aplicação

Como um material de polímero natural renovável, a celulose tem as vantagens da biodegradabilidade e baixo preço, e tem um grande número de grupos hidroxila na cadeia molecular, que pode reagir com muitos pequenos compostos moleculares e modificá-lo para gerar diferentes produtos de celulose antibacteriana. A polpa fluff pode ser usada não apenas como um material funcional à base de fibra de celulose, mas também como um material absorvente de água, e atualmente é amplamente utilizada na produção de absorventes higiênicos e fraldas de papel. Se a polpa do fluff é antibacterialmente modificada para fazer um produto antibacteriano, pode efetivamente reduzir o dano das bactérias ao corpo humano, o que não só pode melhorar a qualidade do produto, expandir sua função, mas também aumentar o valor agregado da polpa fluff.

Modificado

Nos últimos anos, as contrapartes domésticas fizeram muitos trabalhos de pesquisa para melhorar a taxa de utilização de corantes reativos. Os resultados mostram que é difícil alcançar uma alta taxa de utilização simplesmente modificando a estrutura molecular do próprio corante, porque a hidrólise do grupo ativo não pode ser superada. No entanto, o problema do tingimento de corantes reativos e fibras de celulose pode ser melhorado modificando as fibras de celulose e melhorando a reatividade de corantes e fibras. Este artigo analisa e discute a modificação química e o tingimento de reticulação das fibras de celulose da perspectiva do tingimento reativo.

1. Modificação de Aminação de Fibras de Celulose

O centro eletrofílico da fibra de algodão tingida com corantes reativos está no corante, e o ânion de oxigênio do centro nucleofílico está na fibra. O tingimento de modificação de fibra recém-emergido dota o centro eletrofílico na fibra de algodão modificada, enquanto o centro nucleofílico está na molécula de corante; a adsorção de corantes aniônicos às fibras de celulose após a modificação da quaternização é bastante aprimorada, sua taxa de tingimento nas fibras de celulose pode até ser próxima de 85% a 98%, De modo que os corantes reativos também possam tingir os tecidos sob condições neutras ou sem sal.

1) Modificação de aminoácidos ou aminoalquilo de fibras de celulose

Depois que as fibras de celulose são conectadas com grupos aminoalquil, não apenas a reatividade com corantes reativos é muito aumentada, mas também após a protonação em meio ácido, cátions de amônio quaternário podem ser formados, que pode posicionar e adsorver ânions corante. Um exemplo típico deste tipo de reação é o tratamento de éter de 2-aminoetil celulose cell-o-CH2CH2NH2 com 2-aminoetilsulfato a 130 °C durante um tempo de reação de 15 minutos. A maior parte da aminação é através da reação de haloalquilamina e celulose. Por exemplo, a dietilaminoetil celulose pode ser produzida pela reação do cloridrato de cloroetil dietilamina com fibras de celulose: célula-o -CH2CH2N(C2H5)2. Esta fibra modificada é altamente reativa aos corantes reativos.

2) Modificação do grupo de amônio quaternário da fibra de celulose

O composto de amônio quaternário reativo é usado para ativar e modificar a celulose, e o grupo de amônio quaternário pode ser conectado à fibra, o que pode alterar muito o desempenho de tingimento da fibra. Um exemplo típico é o tratamento de fibras de algodão com compostos de amônio quaternário de epóxi trimetilamina (o nome de comércio exterior é GlytacA), que pode aumentar muito a velocidade de reação de fibras e corantes reativos, e também pode ser usado para tingimento neutro e sem sal.

As fibras de algodão modificadas com ele têm alta franqueza em relação aos corantes ácidos, diretos e reativos. O tingimento com corantes reativos pode ser fixado em condições neutras sem sal (100 ° C). Quando a quantidade de modificador é alta o suficiente, a fibra modificada pode absorver completamente o corante na solução de corante, e a taxa de absorção de corante pode chegar a quase 100%.

3) modificação do grupo heterocíclico de nitrogênio de fibras de celulose

Um exemplo típico desta modificação é o substituinte de ácido nicotínico na ligação molecular de celulose.

Durante a reação, o valor de pH é 8, cozido a 200 ° C, e o grupo ácido nicotínico é conectado através do grupo éster. Durante a reação, a hidrólise também ocorre e a niacina é liberada. No entanto, a presença de ácido nicotínico pode acelerar a reação de fixação de cor de corantes e fibras reativas, porque pode ser usado como um catalisador para reações nucleofílicas. No processo de tingimento, essa fibra modificada, como a mencionada fibra modificada com amino terciário, pode desempenhar um papel autocatalítico no processo de tingimento e acelerar a velocidade de fixação da cor. Portanto, a cor pode ser fixada sob condições livres de sal e neutras. Na verdade, mesmo em acidez fraca (pH = 3), tem alta solidez da cor a 80 ° C, e a solidez da lavagem também é boa.

4) Metilolacrilamida e modificação de aminação de fibras de celulose

Após tratar celulose com o composto metilolacrilamida (NMA) contendo grupos metilolacrilamida, fibras ativas podem ser preparadas: cell-o-CH2NHCOCH = CH2. O algodão ativo NMA pode reagir com corantes contendo ácido alquilaminossulfônico para formar ligações químicas. Corantes de ácido sulfâmico alcano podem ser preparados a partir de corantes do tipo Procion H.

5) Modificação da fibra de celulose com agente de reticulação contendo nitrogênio

A maioria dos agentes de reticulação ou resinas para tecidos de fibra de celulose contém átomos de nitrogênio ou grupos amina. A sua presença também melhora as propriedades de tingimento como descrito acima para a aminação de fibras de celulose. Os tecidos de algodão tratados com trimetilolmelamina têm altas taxas de absorção de corantes para corantes diretos, mesmo em banhos ácidos. Tudo isso está relacionado aos grupos aminoalquilo em suas moléculas. Se uma certa quantidade de compostos de amina for adicionada quando a resina for cozida, o tecido acabado será tingido com corantes aniônicos, e a taxa de fixação ou taxa de absorção de corante será muito alta. Por exemplo, depois que o tecido de algodão é tratado com resina DMDHEU comum e hidroxietilamina, e cozido a 150 ° C por 3 minutos na presença de um catalisador, sua tingimento será bastante aumentada. Mesmo em um banho ácido (pH = 3,0 ~ 3,5), os corantes aniônicos têm uma alta taxa de absorção de corante.

2. Modificação de Aminopolímero de Fibras de Celulose

A estrutura química da quitina após a desacilação parcial é poli (N-acetil-D-glucosamina). Depois que o algodão é tratado com quitosana, a propriedade oculta do tingimento direto pode ser melhorada, e a absorção do corante e a profundidade da cor podem ser aumentadas. No entanto, após o tratamento com ele, a solidez molhada e a solidez da fricção são reduzidas. A razão é que quando a quitosana é processada, ela só pode ser anexada à superfície da fibra. Depois que o grupo amino é protonado em um cátion em um meio ácido, embora possa absorver uma grande quantidade de corantes aniônicos por meio da atração de Coulomb, melhorar o desempenho da cobertura e aumentar a taxa de absorção de corante, mas impede que o corante se difunda na fibra, então a solidez é muito pobre. Especialmente quando o valor do pH aumenta, o grupo amino perde seu próton mais obviamente. Sandene8425 é um polímero catiônico. Depois de tratar as fibras de celulose com ele (sob condições alcalinas), a franqueza dos corantes aniônicos pode ser aumentada. É fácil de aplicar, mas deve ser tratado antes da coloração. Sua desvantagem também é que reduzirá a resistência à luz de alguns corantes azo e tornará a cor opaca. Depois que a fibra de celulose é tratada com composto epóxi de poliamida reativo (Hercosett125), a taxa de tingimento e a taxa de fixação de cor dos corantes reativos podem ser melhoradas, e a cor pode ser fixada em condições neutras e sem sal. É preparado por condensação de ácido adípico e dietilenotriamina seguida por reticulação parcial com epicloridrina. As fibras de algodão podem ser processadas por laminação-secagem-cozimento (processo de 3min, 100 ° C. A composição principal é o cloreto de 3-hidroxiazetidina (Heroset125 contém principalmente 3-hidroxiazetidinil, epoxipropil e cloro) Grupos reativos substituídos por álcool, a proporção é de cerca de 3:1)

3. Modificação de Ativação de Fibras de Celulose

A modificação da fibra de celulose mencionada acima é melhorar sua reatividade nucleofílica em corantes reativos ou aumentar a capacidade de adsorção de corantes aniônicos após a formação de grupos de amônio quaternário. A modificação da fibra de celulose também pode introduzir grupos reativos ativos, de modo que pode reagir com alguns corantes nucleofílicos (corantes não reativos) para formar ligações covalentes. Corantes nucleofílicos podem ser selecionados de alguns corantes contendo grupos nucleofílicos fortes, ou podem ser preparados conectando corantes reativos com alguns grupos nucleofílicos fortes. Os grupos de amônia ou amina são os mais representativos de grupos nucleofílicos fortes. Uma das maiores desvantagens do tingimento com corantes reativos é que a hidrólise ocorre enquanto a cor é fixa. Especialmente sob condições alcalinas, a cor é fixa e a velocidade de hidrólise é muito rápida. Por esta razão, algumas pessoas reagem corantes reativos com compostos de poliamina para fazer corantes amino ou amina (não-reaCorantes ctive) com núcleos fortes. Por outro lado, a fibra de celulose é modificada para introduzir grupos ativos, que podem reagir com corantes contendo grupos amino ou grupos nucleofílicos de grupos amino para formar ligações covalentes. As fibras celulósicas foram modificadas com o composto 2,4-dicloro-6-2 (2-piridiletilamina)-s-triazina (DCPEAT). Um dos átomos de cloro da dicloro-s-triazina é substituído pelo grupo hidroxila da celulose, e o outro átomo de cloro é substituído pelo grupo amino do corante, e o corante e a fibra são ligados por uma ligação covalente. Uma vez que a carga positiva do cátion piridínio pode interagir com a carga negativa do grupo ácido sulfônico corante, a taxa de absorção do corante e a taxa de fixação da cor são altas.