التطبيقات الرئيسية لألياف السليلوز

خلفية ونظرة عامة

ألياف السليلوز هي الألياف التي يتم الحصول عليها عن طريق معالجة جذع وبعض النباتات. تستخدم الأشجار الصنوبرية عادة والأشجار ذات أوراق عريضة كمواد خام. قطر الألياف هو 20-120μm ، الطول 20-120-5 ، قوة الشد 300-800MPa ، والمعامل المرن 10-30GPa. لديها مقاومة قلوية معينة وامتصاص جيد لجزيئات الأسمنت ، ولكن التورم أكثر جنسية. يمكن استخدامه بدلاً من الأسبستوس لصنع ألواح الأسمنت المقوى بالألياف المناسبة للبناء الداخلي. إذا تم خلطها مع مواد الكلسية (الجير ، الأسمنت ، إلخ) ، المواد السيليكية (رمال الكوارتز ، الأرض الدياتومي ، إلخ) ومعالجتها بالبخار ، يمكن صنعه في لوح سيليكات الكالسيوم الخالي من الأسبستوس ، والذي يتميز بمقاومة جيدة للحريق وثبات الأبعاد. يمكن استخدامه كألواح جدارية داخلية وخارجية للمباني وألواح جدارية لتقسيم السفن ، إلخ.

تكميل

كمادة بوليمر طبيعية متجددة ، يتميز السليلوز بمزايا التحلل البيولوجي والسعر المنخفض ، ولديه عدد كبير من مجموعات الهيدروكسيل في السلسلة الجزيئية ، التي يمكن أن تتفاعل مع العديد من المركبات الجزيئية الصغيرة وتعديلها لتوليد مختلف منتجات السليلوز المضادة للبكتيريا. يمكن استخدام اللب الزغب ليس فقط كمادة وظيفية قائمة على ألياف السليلوز ، ولكن أيضًا كمادة ماصة للماء ، ويستخدم حاليًا على نطاق واسع في إنتاج المناديل الصحية والحفاضات الورقية. إذا تم تعديل لب الزغب مضاد للجراثيم لصنع منتج مضاد للبكتيريا ، فإنه يمكن أن يقلل بشكل فعال من تلف البكتيريا لجسم الإنسان ، والتي لا يمكن فقط تحسين جودة المنتج ، توسيع وظيفتها ، ولكن أيضا زيادة القيمة المضافة لللب زغب.

معدّل

في السنوات الأخيرة ، قام نظراء محليون بالكثير من الأعمال البحثية لتحسين معدل استخدام الأصباغ التفاعلية. تظهر النتائج أنه من الصعب تحقيق معدل استخدام مرتفع ببساطة عن طريق تعديل التركيب الجزيئي للصبغة نفسها ، لأنه لا يمكن التغلب على التحلل المائي للمجموعة النشطة. ومع ذلك ، يمكن تحسين مشكلة صباغة الأصباغ التفاعلية وألياف السليلوز عن طريق تعديل ألياف السليلوز وتحسين تفاعل الأصباغ والألياف. تستعرض هذه المقالة وتناقش التعديل الكيميائي والصباغة المترابطة لألياف السليلوز من منظور الصباغة التفاعلية.

1. تعديل تسميد ألياف السليلوز

يوجد مركز الألياف القطنية المصبوغ بالأصباغ التفاعلية على الصبغة ، وأنيون الأكسجين في المركز النووي على الألياف. صبغ تعديل الألياف الذي ظهر حديثًا يمنح المركز الكهربي على ألياف القطن المعدلة ، في حين أن مركز النيوكليوفيلي على جزيء الصبغة ؛ تم تعزيز امتزاز الأصباغ الأنيونية إلى ألياف السليلوز بعد تعديل التسوية إلى حد كبير ، ويمكن أن يكون معدل صباغتها على ألياف السليلوز قريبًا من بحيث يمكن للأصباغ التفاعلية أيضا صبغ الأقمشة تحت ظروف محايدة أو خالية من الملح.

1) تعديل أميني أو ألكيل من ألياف السليلوز

بعد توصيل ألياف السليلوز بمجموعات الأمينوألكيل ، لا يتم تعزيز التفاعل مع الأصباغ التفاعلية بشكل كبير فحسب ، ولكن أيضًا بعد البروتون في الوسط الحمضي ، يمكن تشكيل كاتيونات الأمونيوم الرباعية ، الذي يمكن وضع وامتصاص الأصباغ الأنيونات. ومن الأمثلة النموذجية على هذا النوع من التفاعل علاج إثير السليلوز 2-أمينو إيثيل مع 2-أمينو إيثيل سلفات عند بزمن تفاعل 15 دقيقة. معظم الأمينات يتم من خلال تفاعل هالوالكيلامين والسليلوز. على سبيل المثال ، يمكن إنتاج ثنائي إيثيل أمينو إيثيل السليلوز عن طريق تفاعل كلوروإيثيل ثنائي إيثيل أمين هيدروكلوريد مع ألياف السليلوز: خلية-o -CH2CH2N(C2H5)2. هذه الألياف المعدلة شديدة التفاعل مع الأصباغ التفاعلية.

2) تعديل مجموعة الأمونيوم الرباعية من ألياف السليلوز

يستخدم مركب الأمونيوم الرباعي التفاعلي لتنشيط وتعديل السليلوز ، ويمكن توصيل مجموعة الأمونيوم الرباعية بالألياف ، والتي يمكن أن تغير بشكل كبير أداء صباغة الألياف. مثال نموذجي هو معالجة ألياف القطن بمركبات الأمونيوم الرباعية من تريميثيل أمين الإيبوكسي (الاسم التجاري الخارجي هو جليتاكا) ، والتي يمكن أن تزيد بشكل كبير من سرعة تفاعل الألياف والأصباغ التفاعلية ، ويمكن أيضًا استخدامها للصباغة المحايدة وخالية من الملح.

ألياف القطن المعدلة معها لها درجة عالية من المباشرة إلى الأصباغ الحمضية والمباشرة والتفاعلية. يمكن تثبيت الصباغة بأصباغ تفاعلية تحت ظروف محايدة خالية من الملح (، ، درجة مئوية). عندما تكون كمية المعدل عالية بما فيه الكفاية ، يمكن للألياف المعدلة أن تمتص الصبغة بالكامل في محلول الصبغة ، ويمكن أن يصل معدل امتصاص الصبغة إلى ما يقرب من.

3) تعديل مجموعة النيتروجين الحلقية غير المتجانسة من ألياف السليلوز

مثال نموذجي لهذا التعديل هو استبدال حمض النيكوتينيك على الارتباط الجزيئي السليلوز.

أثناء التفاعل ، تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 8 ، يتم طهيها عند أولاً درجة مئوية ، ويتم توصيل مجموعة حمض النيكوتينيك من خلال مجموعة الإستر. أثناء التفاعل ، يحدث التحلل المائي أيضًا ، ويتم إطلاق النياسين. ومع ذلك ، فإن وجود حمض النيكوتينيك يمكن أن يسرع تفاعل تثبيت الألوان للأصباغ والألياف التفاعلية ، لأنه يمكن استخدامه كمحفز للتفاعلات النوية. في عملية الصباغة ، يمكن لهذه الألياف المعدلة ، مثل الألياف المعدلة الأمينية الثلاثية المذكورة أعلاه ، أن تلعب دورا في عملية الصباغة وتسريع سرعة تثبيت اللون. لذلك ، يمكن تثبيت اللون تحت ظروف محايدة وخالية من الملح. في الواقع ، حتى في الحموضة الضعيفة (pH = 3) ، لديها ثبات ألوان عالي عند 80 درجة مئوية ، وثبات الغسيل جيد أيضًا.

4) تعديل ميثيلولاكريلاميد وتصفيحات ألياف السليلوز

بعد معالجة السليلوز بمركب ميثيلولاكريلاميد (NMA) المحتوي على مجموعات ميثيلولاكريلاميد ، يمكن تحضير الألياف النشطة: = ch2 القطن النشط NMA يمكن أن يتفاعل مع الأصباغ التي تحتوي على حمض الألكيلامينوسلفونيك لتشكيل روابط كيميائية. يمكن تحضير أصباغ حمض السلفاميك الألكان من الأصباغ من النوع Procion H.

5) تعديل ألياف السليلوز مع عامل تشابك يحتوي على النيتروجين

معظم العوامل أو الراتنجات المتشابكة لأقمشة ألياف السليلوز تحتوي على ذرات نيتروجين أو مجموعات أمين. كما يحسن وجودها خصائص الصباغة كما هو موضح أعلاه من أجل أمينات ألياف السليلوز. الأقمشة القطنية المعالجة بـ trimethylolmelamine لها معدلات امتصاص صبغ عالية للأصباغ المباشرة حتى في الحمامات الحمضية. كل هذا مرتبط بمجموعات الأمينوالكيل في جزيئاتها. إذا تمت إضافة كمية معينة من مركبات الأمين عند خبز الراتنج ، فسيتم صبغ النسيج النهائي بأصباغ أنيونية ، وسيكون معدل التثبيت أو معدل امتصاص الصبغة مرتفعًا جدًا. على سبيل المثال ، بعد معالجة النسيج القطني براتنج DMDHEU المشترك وهيدروكسي إيثيلامين ، وخبزه لمدة 3 دقائق في وجود محفز ، ستتحسن إمكانية صبغته إلى حد كبير. حتى في الصبغة الحمضية (pH = = = = حوض الاستحمام) ، تتمتع الأصباغ الأيونية بمعدل امتصاص مرتفع.

2. تعديل أمينوبوليمر ألياف السليلوز

التركيب الكيميائي للكيتين بعد deacylation الجزئي هو بولي (N-acetyl-D-glucosamine). بعد معالجة القطن بالكيتوزان ، يمكن تحسين خاصية إخفاء الصباغة المباشرة ، ويمكن زيادة امتصاص الصبغة وعمق الألوان. ومع ذلك ، بعد العلاج بها ، يتم تقليل ثبات الرطب وثبات فرك. السبب هو أنه عند معالجة الشيتوزان ، لا يمكن ربطه إلا بسطح الألياف. بعد أن يتم بروتون المجموعة الأمينية إلى كاتيون في وسط حمضي ، على الرغم من أنها يمكن أن تمتص كمية كبيرة من الأصباغ الأيونية من خلال جذب الكولوم ، وتحسين أداء التغطية وزيادة معدل امتصاص الصبغة ، لكنه يمنع الصبغة من الانتشار في الألياف ، وبالتالي فإن الثبات رديء للغاية. خاصة عندما تزداد قيمة الرقم الهيدروجيني ، فإن المجموعة الأمينية تفقد البروتون بشكل أكثر وضوحًا. Sandene8425 هو بوليمر كاتيوني. بعد معالجة ألياف السليلوز معها (في ظل الظروف القلوية) ، يمكن تحسين الصبغات الأنيونية المباشرة. من السهل تطبيقها ، ولكن يجب معالجتها قبل التلوين. عيبه هو أيضا أنه سوف يقلل من ثبات الضوء لبعض الأصباغ الآزو وجعل اللون مملة. بعد معالجة ألياف السليلوز بمركب إيبوكسي بولي أميد تفاعلي (Hercosett125) ، يمكن تحسين معدل الصباغة ومعدل تثبيت الألوان للأصباغ التفاعلية ، ويمكن تثبيت اللون في ظل ظروف محايدة وخالية من الملح. يتم تحضيره عن طريق تكثيف حمض الأديبيك و diethylenetriamine يليه الربط الجزئي مع epichlorohydrin. يمكن معالجة ألياف القطن عن طريق الخَبز بالتجفيف الدلفّ (3 دقائق ، عملية من من نوع C. التركيبة الرئيسية هي كلوريد 3 هيدروكسي أزيتيدين (يحتوي Herosett125 بشكل رئيسي على 3 هيدروكسي أزيدينيل ، إيبوكسي بروبيل والكلور) مجموعات تفاعلية مستبدلة بالكحول ، النسبة حوالي

3. تعديل تنشيط ألياف السليلوز

تعديل ألياف السليلوز المذكورة أعلاه هو تحسين تفاعلها النوويلي للأصباغ التفاعلية ، أو لتعزيز قدرة امتزاز الأصباغ الأنيونية بعد تشكيل مجموعات الأمونيوم الرباعية. تعديل ألياف السليلوز يمكن أيضا إدخال مجموعات تفاعلية نشطة ، بحيث يمكن أن تتفاعل مع بعض الأصباغ النيوكليوفيلي (الأصباغ غير التفاعلية) لتشكيل روابط تساهمية. يمكن اختيار الأصباغ النيوكليوفيلية من بعض الأصباغ التي تحتوي على مجموعات قوية من النيوكليوفيليك ، أو يمكن إعدادها عن طريق ربط الأصباغ التفاعلية مع بعض مجموعات النيوكليوفيليك القوية. مجموعات الأمونيا أو الأمين هي الأكثر تمثيلاً لمجموعات النيوكليوفيليك القوية. واحدة من أكبر عيوب الصباغة مع الأصباغ التفاعلية هي أن التحلل المائي يحدث أثناء تثبيت اللون. خاصة في ظل الظروف القلوية ، يتم تثبيت اللون ، وسرعة التحلل المائي سريعة جدًا. لهذا السبب ، يتفاعل بعض الأشخاص مع الأصباغ التفاعلية مع مركبات البوليامين لصنع الأصباغ الأمينية أو الأمينية (غير مباشرة)الأصباغ ctive) مع نوى قوية. من ناحية أخرى ، يتم تعديل ألياف السليلوز لإدخال مجموعات نشطة ، والتي يمكن أن تتفاعل مع الأصباغ التي تحتوي على مجموعات أمينية أو مجموعات نوى من المجموعات الأمينية لتشكيل روابط تساهمية. تم تعديل ألياف السليلوزية باستخدام مركب 2 ، 4-ثنائي كلورو-6-2(2-بيريديليثيلامين)-s-triazine (DCPEAT). يتم استبدال واحدة من ذرات الكلور من dichloro-s-triazine بمجموعة الهيدروكسيل من السليلوز ، ويتم استبدال ذرة الكلور الأخرى بمجموعة الأمينية للصبغة ، ويتم ربط الصبغة والألياف بواسطة رابطة تساهمية. بما أن الشحنة الموجبة للكاتيونات البيريدينيوم يمكن أن تتفاعل مع الشحنة السالبة لمجموعة حمض السلفونيك ، فإن معدل امتصاص الصبغة ومعدل تثبيت الألوان مرتفعان.