專利名稱：提高麻染色性能的1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體改性方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)離子液體對麻類纖維或者織物進行改性以提高其染色性能的方法，屬于紡織行業(yè)染整加工的應用技術領域。采用本發(fā)明可以在提高麻染色性能的同時，降低對環(huán)境的污染，有助于印染行業(yè)的清潔化生產。
背景技術：
由于麻纖維具有強度大、傳熱快、透氣好、防蛀和耐磨等性能，所以采用麻制成的紡織品一直備受消費者青睞。但是麻的結晶度和取向指數(shù)都很高，這造成麻纖維粗硬，染料分子以及其他化學試劑難以在纖維內部擴散，給其染色和整理加工都帶來了很多困難，對此麻的改性已經成為國內外研究的熱點。 可用于麻改性的化學試劑有堿、液氨、銅銨溶液、高錳酸鉀、陽離子試劑等，但是目前麻的改性仍然是以堿法改性為主。但是堿法改性過程燒堿用量過大，這使得處理后的廢水PH值很高，對環(huán)境有嚴重污染。隨著“綠色紡織”概念在人們心中的深入，為了最大限度地節(jié)省能耗，減少污染，降低工業(yè)對人體的傷害，研究新型、環(huán)保的麻改性方法迫在眉睫。作為一種新型的綠色溶劑，離子液體在常溫下具有低揮發(fā)、不易燃、溶解能力強、低毒以及易回收等特點，這使其在最近十幾年里得到了廣泛應用，但是將離子液體用于纖維改性方面的研究報道還很少。在國內，胡仁志等利用咪唑-氟硼酸類離子液體的水溶液對苧麻進行處理，處理后苧麻染色性能提升[1];陳普[2]等用I-丁基-3-甲基咪唑溴鹽([Bmim]Br)離子液體和I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Bmim]BF4)離子液體對芒麻進行預處理，也取得了一定的染色提升效果。但是二者所用的離子液體均不是對纖維素具有較好溶解能力的離子液體，其中胡仁志所用的是離子液體的水溶液，這與純正的離子液體有本質區(qū)別，根據一些前期研究結果，在此情況下，離子液體水溶液類似于一種表面活性劑，這與純離子液體對苧麻的改性機理完全不一樣。陳普采用的[Bmim]BF4則已經被證明對主要化學成份為纖維素的苧麻是沒有溶解作用的，而離子液體在常溫下是一種固體，溶解所需溫度較高，因此在麻類改性方面，離子液體的作用還未真正得到重視。與[BminjBFdP [Bmim]Br離子液體相比，I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)離子液體對纖維素具有更強的溶解和溶脹能力，而且[Bmim]Cl離子液體是絕大多數(shù)離子液體生產的中間體，其生產成本更低，是目前已經得到工業(yè)化生產的離子液體。因此，若將該離子液體引入到麻的改性加工過程中，利用其對纖維素的強溶解能力對麻進行改性處理，從而降低去除麻表面的雜質，進而部分降低麻的結晶區(qū)含量，則有助于提高麻的染色性能。參考文獻[I]胡仁志，張波蘭，張永金，等.離子液體改性苧麻纖維性質研究[J].武漢科技學院學報，2004，17 (5) :25-28.[2]陳普.咪唑類離子液體的制備及在苧麻織物染色中的應用[D][碩士學位論文].河南中原工學院.
[3] Swatloski R P, Spear S K, Holbrey J D, Rogers RD. Dissolution ofcellulose with ionic liquids,Journal of the American Chemical Society,2002,124 4974-4975.

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在采用一種新型的高效綠色溶劑-1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]
Cl)離子液體對麻進行改性，從而提高麻的染色效果。使用本發(fā)明可以提高直接染料和活性染料對麻的上染率，降低染色過程中鹽的用量。
本發(fā)明的主要解決方案I.麻的預處理將預先脫去果膠后的麻洗凈并烘干，烘干后控制樣品回潮率在5%以內。2.離子液體處理將洗凈烘干處理后的麻纖維或者織物投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為70°C _130°C (80°C _100°C之間最好)，處理時間為lmin_60min (2min-20min間最好),處理過程中勻速攪拌，以保證處理效果均勻。3.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將纖維或者織物上附著的離子液體軋去,之后水洗并烘干。4.染色方法采用常規(guī)的直接染料和活性染料浸染工藝，但鹽用量為常規(guī)染色工藝中用量的0-50%。
具體實施例方式本發(fā)明用以下實施例說明，但本發(fā)明并不限于下述實施例，在不脫離前后所述宗旨的范圍內，變化實施都包含在本發(fā)明的技術范圍內。實施例一樣品苧麻纖維a.預處理將脫膠后的苧麻纖維洗凈并烘干，烘干后樣品回潮率5%。b.離子液體處理將洗凈烘干處理后的苧麻纖維投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為80°C，處理時間為lOmin，處理過程中勻速攪拌，保證處理效果均勻。c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將纖維上附著的離子液體軋去，之后水洗并烘干。d.染色方法采用常規(guī)的活性染料浸染工藝，鹽用量為常規(guī)染色工藝中用量的50%。經過上述工藝處理后，經過I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)離子液體改性后的纖維上染率為75%，比未處理苧麻纖維上染率提高14%。實施例二 樣品苧麻織物a.預處理將脫膠后的苧麻織物洗凈并烘干，烘干后樣品回潮率5%。b.離子液體處理將洗凈烘干處理后的苧麻織物投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為80°C，處理時間為lOmin，處理過程中勻速攪拌，保證處理效果均勻。c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將織物上附著的離子液體軋去，之后水洗并烘干。d.染色方法采用常規(guī)的直接染料浸染工藝，鹽用量為常規(guī)染色工藝中用量的50%。經過上述工藝處理后，經過I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體改性后的織物上染率為83%，比未處理織物上染率提高8%。實施例三樣品亞麻纖維 a.預處理將脫膠后的亞麻纖維洗凈并烘干，烘干后樣品回潮率4%。b.離子液體處理將洗凈烘干處理后的亞麻纖維投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為120°C，處理時間為2min，處理過程中勻速攪拌，保證處理效果均勻。c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將纖維上附著的離子液體軋去，之后水洗并烘干。d.染色方法采用常規(guī)的直接染料浸染工藝，鹽用量為常規(guī)染色工藝中鹽用量的30%。經過上述工藝處理后，經過I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體改性后的纖維上染率為78%，比未處理纖維上染率提高15%。實施例四樣品亞麻織物a.預處理將脫膠后的亞麻織物洗凈并烘干，烘干后樣品回潮率4%。b.離子液體處理將洗凈烘干處理后的亞麻織物投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim]Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為100°C，處理時間為15min，處理過程中勻速攪拌，保證處理效果均勻。c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將織物上附著的離子液體軋去，之后水洗并烘干。d.染色方法采用常規(guī)的直接染料浸染工藝，鹽用量為常規(guī)染色工藝中用量的10%。經過上述工藝處理后，經過I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體改性后的織物上染率為80%，比未處理織物上染率提高9%。實施例五樣品漢麻纖維a.預處理將脫膠后的漢麻纖維洗凈并烘干，烘干后樣品回潮率5%。b.離子液體處理將洗凈烘干處理后的漢麻纖維投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為80°C，處理時間為lOmin，處理過程中勻速攪拌，保證處理效果均勻。c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將纖維上附著的離子液體軋去，之后水洗并烘干。
d.染色方法采用常規(guī)的活性染料浸染工藝，鹽用量為常規(guī)染色工藝中用量的10%。經過上述工藝處理后，經過I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體改性后的纖維上染率為78%，比未處理漢麻纖維上染率提高16%。實施例六樣品漢麻織物a.預處理將脫膠后的漢麻織物洗凈并烘干，烘干后樣品回潮率5%。b.離子液體處理將洗凈烘干處理后的漢麻織物投入I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為80°C，處理時間為lOmin，處理過程中勻速攪拌，保證處理效果均勻。 c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將織物上附著的離子液體軋去，之后水洗并烘干。d.染色方法采用常規(guī)的直接染料浸染工藝，鹽用量為常規(guī)染色工藝中用量的10%。經過上述工藝處理后，經過I- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽([Bmim] Cl)離子液體改性后的織物上染率為81%，比未處理織物上染率提高14%。
權利要求
1.本發(fā)明“提高麻染色性能的I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體改性方法”，其特征在于采用了新型的纖維素高效環(huán)保溶劑一I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體對麻進行改性，提高直接染料和活性染料對麻的上染率并降低鹽的用量。其改性方法包括以下步驟 a.預處理方法將預先脫去果膠后的麻洗凈并烘干，烘干后控制樣品回潮率在5%以內。
b.處理方法將洗凈烘干處理后的麻纖維或者織物投入離子液體中進行恒溫處理，處理溫度為70°C -130°C (80°C _100°C之間最好)，處理時間為lmin_60min (2min_20min間最好)，處理過程中勻速攪拌，以保證處理效果均勻。
c.處理后樣品洗滌方法處理完畢后，首先將纖維或者織物上附著的離子液體軋去， 之后采用乙醇對樣品洗滌，最后水洗并烘干。
2.根據權利要求I所述的提高麻染色性能的I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體改性方法，其特征在于采用I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體作為改性劑。
3.根據權利要求I所述的提高麻染色性能的I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體改性方法，其特征在于適于處理的麻為脫膠后的纖維或者織物，麻的種類主要為苧麻、亞麻以及漢麻，也可以是黃麻、劍麻、羅布麻等。
4.根據權利要求I所述的提高麻染色性能的I-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體改性方法，其特征在于處理后織物染色適用的染料為直接染料和活性染料。
全文摘要
本發(fā)明以麻纖維或者織物為原料，經過1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體([Bmim]Cl)改性處理后，可以顯著提高直接染料或者活性染料對麻的染色性能。本發(fā)明優(yōu)點在于1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體([Bmim]Cl)是一種高效的纖維素溶脹劑，其加工過程簡單；另外，離子液體處理時安全無毒，處理后可回收利用，減少了傳統(tǒng)處理后大量高濃度堿廢液的排放。而且經過改性處理后的麻類纖維或織物，如苧麻、亞麻以及漢麻，其染色性能都得到提高，即使在不加鹽的情況下也可達到較高的上染率，這有助于減少染色過程中鹽的用量，降低染色成本。
文檔編號D06M101/06GK102733189SQ20121022558
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者王平, 王強, 范雪榮, 袁久剛, 陳少瑜 申請人:江南大學