CN117802801A - 一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法及应用，通过将氧化壳聚糖端氨基超支化合物低温下溶解在2‑甲基‑1‑(丙基‑3‑磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，然后通过次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物发生酯化、半缩醛反应，制得该织物。本发明方法简单易行，反应速率快，试剂用量少，绿色环保，所制备的改性纤维素织物表面的氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝率高，耐水洗性强，抗菌高效持久，且氧化壳聚糖端氨基超支化合物水溶性高，其分子中大量的氨基、亚氨基在水溶液中易质子化而带有正电荷，能主动结合酸性染料，不使用无机盐和促染剂，上染率及色牢度高，在生态染色领域应用潜力巨大。
Description
技术领域
本发明属于纺织品功能改性及环保染色技术领域，特别是涉及一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法及应用。
背景技术
纤维素纤维是重要的纺织原料，其来源丰富、可再生、生物降解和生物相容性优越，纤维素织物柔软舒适、吸湿透气、光滑凉爽、不起静电，深受人们的喜爱。但纤维素织物存在易缩水，易变形，难打理，容易滋生细菌等缺陷；同时，纤维素织物传统染色需要在染液中使用大量的无机盐、碱和促染剂来提高染料的上染率和色牢度，且染色工艺时间长，染浴温度高，能源和水资源耗费量大，尤其是含有高盐量和助剂的印染废水排放带来严重的环境污染，甚至造成土壤的盐碱化和动植物生态***的破坏。因此，对纤维素织物进行化学接枝、共聚或改性，改善纤维素织物表面的染料亲合性，开发环保生态的纤维素织物无盐染色技术已成为迫切需要解决的难题。
为了增强纤维素织物对染料的亲合能力，目前主要采用含有不同反应性基团的胺类或季铵盐类助剂对纤维素织物进行表面阳离子化接枝，但这些阳离子助剂存在受热易分解、染料吸附率低、处理周期长、染色牢度弱等问题，难以满足纤维素织物无盐环保染色的需求[K.Sriklkit,张子涛,李新貌.棉用阳离子化活性染料无盐染色.国外纺织技术,2001,195:34-38]。近年来，将丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基单体等二元混合物接枝共聚到纤维素大分子链中，极大改进了纤维素材料的吸湿、机械强力、热稳定、染色等性能，而丙烯酸等共聚物以网络结构交联在纤维素织物表面，严重影响了织物的手感、透气等服用性能，应用受到限制[Teli M D,Sheikh J.Graft copolymerization ofacrylamide onto bamboo rayonand dyeing with acid dyes.Iranian Polymer Journal,2012,21:43-49；SinghaA S,Rana R K.Functionalization ofcellulosic fibers by graft copolymerizationofacrylonitrile and ethyl acrylate from their binary mixtures.CarbohydratePolymers,2012,87(1):500-511]。
天然染色助剂壳聚糖在纺织生态染整领域日益收到关注，壳聚糖(Chitosan)是由甲壳素经过脱乙酰作用得到，化学名称为(1-4)-2-乙酰氨基-B-D葡萄糖，其含量丰富，原料易得，安全无毒，且具有良好的生物相容性、抗菌性和生物可降解性等，已广泛应用到医药、生物技术、化工、环保、纺织染整等方面。但是，壳聚糖分子中存在大量的氢键作用，导致壳聚糖抗润胀、溶解性差，极大限制了壳聚糖的使用范围。近年来，国内外学者对壳聚糖进行烷基化、酰化、羧基化、季铵盐化等化学改性以改善其水溶性和化学反应活性。发明专利CN106521950A公开的三甲氧基苯甲酰壳聚糖改性的棉织物，通过有机多元羧酸和氨基硅油乳液作为交联剂实现壳聚糖与棉织物的化学接枝，提高了棉织物的防缩抗皱及染色等性能，但该整理液成份繁多，试剂用量大，且需要浸轧、预烘和高温焙烘等复杂整理工序，处理流程较长，工艺设备要求高，难以实际应用。
因此，探索无交联剂的壳聚糖接枝纤维素织物技术是近年来纺织品功能整理的热点研究方向，若能通过改性壳聚糖提高其水溶性和反应活性，实现其与纤维素织物的化学交联，增强改性纤维素织物表面对染料的结合牢度，实现环保染色，将对印染行业绿色可持续发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法及应用，所述的改性纤维素织物是通过将氧化壳聚糖端氨基超支化合物低温下溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，然后通过次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物发生酯化、半缩醛反应而得到。该接枝改性纤维素织物具有亲和人体，抗菌持久，染料结合力强，无盐生态染色等优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，将氧化壳聚糖端氨基超支化合物溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，然后通过次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物发生酯化、半缩醛反应，得到氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物。
具体包括如下步骤：
(1)将氧化壳聚糖端氨基超支化合物于20～35℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为0.5～2.5％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至50～60℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，并使催化剂在离子液体溶液中的质量浓度为0.8～3％；
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气，按浴比1g:50～80mL加入纤维素织物，于微波辐射条件下搅拌反应；反应结束后，取出纤维素织物在45～60℃下烘燥15～20min，再立即于100～120℃真空调节下焙烘3～5min，然后在汽蒸机中60～80℃干燥，再用热水洗涤多次，浸渍于体积浓度为50～80％的乙醇水溶液中8～10h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物。
步骤(1)中所述氧化壳聚糖端氨基超支化合物的结构式如下：
所述氧化壳聚糖端氨基超支化合物的粘均分子量为18.5～34.6万，C2位端氨基超支化合物接枝率为50.42～67.95％，C6位醛基含量为23.73～40.19％，脱乙酰度≥80.6％，在水中的溶解度≥13.81g/100mL。
步骤(2)中，氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物的质量比为0.1～0.5:1。
步骤(2)中，通入氮气的流量为40～60mL/min。
步骤(2)中，所述微波辐射功率为240～520W，微波辐射温度为60～80℃。
步骤(2)中，所述汽蒸机的蒸汽压力为-0.032～0.15MPa。
所述纤维素织物为经过退浆煮练的天然纤维素或再生纤维素的机织物、针织物或非织造布。
一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物在酸性染料无盐生态染色中的应用。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物分子中C2位柠檬酸形成酸酐，然后与纤维素织物的羟基发生酯化交联反应，并通过氧化壳聚糖端氨基超支化合物分子中C6位醛基与纤维素的羟基形成半缩醛反应而多位点接枝在纤维素织物表面，所制备的改性纤维素织物具有接枝率高、反应活性强、抗菌持久、亲和人体等优点。
2、本发明利用2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体作为氧化壳聚糖端氨基超支化合物的绿色溶剂和纤维素织物的接枝反应介质，离子液体具有理化性质稳定、无毒无污染、无蒸发压不挥发、绿色环保、可循环利用等优点。离子液体2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐常温下可直接溶解氧化壳聚糖端氨基超支化合物，不会降解和破坏氧化壳聚糖端氨基超支化合物分子链，同时氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物进行酯化交联生成的水可以被离子液体吸收，有效促进了酯化反应的正向进行，使织物接枝率明显提高。
3、本发明在微波辐照条件下将纤维素织物浸渍于氧化壳聚糖端氨基超支化合物的2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体溶液中进行反应，由于微波辐照加热速度快，反应时间短且均匀性好，氧化壳聚糖端氨基超支化合物与织物活性位点充分接触，显著加快次亚磷酸钠催化接枝速率，有效避免长时间处理而导致氧化壳聚糖端氨基超支化合物在织物表面的聚集，解决了在传统水浴加热反应过程中，反应周期长，接枝反应速率低，反应产物在织物表面分布不匀的缺点。同时，微波辐照反应条件温和、工艺过程简单、生产成本低、效率高，整个过程中未使用化学交联剂，避免了化学交联剂涂覆而对纤维素织物优良特性和人体健康产生的负面影响。
4、本发明利用汽蒸机处理氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝的纤维素织物，汽蒸处理升温速率快、效率高、能耗低、加热均匀，热蒸汽可直接渗透到织物内部，织物的内外温差小，温度易于控制，可有效减轻氧化壳聚糖端氨基超支化合物分子由于水分蒸发过程中而发生的泳移现象，使接枝在织物表面的氧化壳聚糖端氨基超支化合物均匀结合，织物手感舒适。
5、本发明通过次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物酯化交联和半缩醛接枝而多位点接枝在纤维素织物表面，织物表面结合的氧化壳聚糖端氨基超支化合物具有大量的氨基、亚氨基等阳离子基团，对阴离子酸性染料吸附性及亲合性强，不使用无机盐和促染剂，绿色环保，生态染色性好，染色强度及色牢度高，易于推广应用。
附图说明
图1是本发明制备氧化壳聚糖端氨基超支化合物多位点接枝纤维素织物的反应机理图。
图2是本发明测试项1中氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
本发明氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将氧化壳聚糖端氨基超支化合物于20～35℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为0.5～2.5％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至50～60℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，并使催化剂在离子液体溶液中的质量浓度为0.8～3％。其中，所述氧化壳聚糖端氨基超支化合物的粘均分子量为18.5～34.6万，C2位端氨基超支化合物接枝率为50.42～67.95％，C6位醛基含量为23.73～40.19％，脱乙酰度≥80.6％，在水中的溶解度≥13.81g/100mL。
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气10～20min(流量为40～60mL/min)，按浴比1g:50～80mL加入纤维素织物(纤维素织物为经过退浆煮练的天然纤维素或再生纤维素的机织物、针织物或非织造布)，使得氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物的质量比为0.1～0.5:1；于微波辐射条件下(微波辐射功率为240～520W，微波辐射温度为60～80℃)搅拌反应；反应结束后，取出纤维素织物在45～60℃下烘燥15～20min，再立即于100～120℃真空调节下焙烘3～5min，然后在汽蒸机中60～80℃干燥(蒸汽压力为-0.032～0.15MPa)，再用热水洗涤多次，浸渍于体积浓度为50～80％的乙醇水溶液中8～10h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物。
通过上述方法制备的氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物，能应用在酸性染料无盐生态染色中，不需使用无机盐和促染剂。
具体实施例如下:
实施例1
(1)将粘均分子量为19.6万，C2位端氨基超支化合物接枝率为52.13％，C6位醛基含量为28.06％，脱乙酰度为90.3％，在水中的溶解度为15.25g/100mL的氧化壳聚糖端氨基超支化合物于25℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为0.8％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至50℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，次亚磷酸钠在离子液体中的质量浓度为1％。
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气(氮气的流量为45mL/min)保护12min，按浴比1g:50mL加入棉织物，使氧化壳聚糖端氨基超支化合物与棉织物的质量比为0.2:1，于微波辐射条件下(微波辐射功率为260W，微波辐射温度为60℃)搅拌反应1h。反应结束后，取出棉织物在50℃真空烘箱中烘燥16min，立即于100℃真空烘箱中焙烘4min，然后在汽蒸机中(汽蒸机的蒸汽压力为0.12MPa)65℃干燥2h，再用热水洗涤3次，浸渍于体积浓度为50％的乙醇水溶液中8h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性棉织物样品。
经测试，本实施例所得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性棉织物的接枝率为3.17％，改性棉织物的断裂强力为392N；经50次水洗后，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为93.19％，对大肠杆菌的抑菌率为91.07％；改性棉织物经酸性湖蓝A染料无盐染色后，染色强度K/S值为5.305。
实施例2
(1)将粘均分子量为26.3万，C2位端氨基超支化合物接枝率为57.22％，C6位醛基含量为34.51％，脱乙酰度为88.7％，在水中的溶解度为18.14g/100mL的氧化壳聚糖端氨基超支化合物于30℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为1.5％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至60℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，使次亚磷酸钠在离子液体中的质量浓度为1.6％。
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气(氮气的流量为50mL/min)保护15min，按浴比1g:60mL加入棉织物，使氧化壳聚糖端氨基超支化合物与棉织物的质量比为0.3:1，于微波辐射条件下(微波辐射功率为380W，微波辐射温度为65℃)搅拌反应2h。反应结束后，取出棉织物在55℃真空烘箱中烘燥18min，立即于110℃真空烘箱中焙烘4min，然后在汽蒸机中(汽蒸机的蒸汽压力为0.06MPa)70℃干燥2h，再用热水洗涤4次，浸渍于体积浓度为60％的乙醇水溶液中8h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性棉织物样品。
经测试，本实施例所得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性棉织物的接枝率为7.24％，改性棉织物的断裂强力为411N；经50次水洗后，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为94.05％，对大肠杆菌的抑菌率为91.62％；改性棉织物经酸性湖蓝A染料无盐染色后，染色强度K/S值为8.169。
实施例3
(1)将粘均分子量为31.3万，C2位端氨基超支化合物接枝率为63.25％，C6位醛基含量为38.40％，脱乙酰度为86.7％，在水中的溶解度为21.13g/100mL的氧化壳聚糖端氨基超支化合物于30℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为2％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至60℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，使次亚磷酸钠在离子液体中的质量浓度为2.5％。
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气(氮气的流量为50mL/min)保护18min，按浴比1g:60mL加入棉织物，使氧化壳聚糖端氨基超支化合物与棉织物的质量比为0.4:1，于微波辐射条件下(微波辐射功率为480W，微波辐射温度为70℃)搅拌反应3h。反应结束后，取出棉织物在60℃真空烘箱中烘燥18min，立即于120℃真空烘箱中焙烘5min，然后在汽蒸机中(汽蒸机的蒸汽压力为-0.018MPa)75℃干燥3h，再用热水洗涤5次，浸渍于体积浓度为70％的乙醇水溶液中10h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性棉织物样品。
经测试，本实施例所得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性棉织物的接枝率为9.86％，改性棉织物的断裂强力为452N；经50次水洗后，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为95.74％，对大肠杆菌的抑菌率为92.38％；改性棉织物经酸性湖蓝A染料无盐染色后，染色强度K/S值为11.209。
实施例4
(1)将粘均分子量为31.3万，C2位端氨基超支化合物接枝率为63.25％，C6位醛基含量为38.40％，脱乙酰度为86.7％，在水中的溶解度为21.13g/100mL的氧化壳聚糖端氨基超支化合物于30℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为2％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至60℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，使次亚磷酸钠在离子液体中的质量浓度为2.5％。
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气(氮气的流量为55mL/min)保护20min，按浴比1g:60mL加入粘胶织物，使氧化壳聚糖端氨基超支化合物与粘胶织物的质量比为0.4:1，于微波辐射条件下(微波辐射功率为480W，微波辐射温度为70℃)搅拌反应3h。反应结束后，取出棉织物在60℃真空烘箱中烘燥18min，立即于120℃真空烘箱中焙烘5min，然后在汽蒸机中(汽蒸机的蒸汽压力为-0.024MPa)75℃干燥3h，再用热水洗涤5次，浸渍于体积浓度为80％的乙醇水溶液中10h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性粘胶织物样品。
经测试，本实施例所得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝改性粘胶织物的接枝率为10.64％，改性粘胶织物的断裂强力为337N；经50次水洗后，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为95.96％，对大肠杆菌的抑菌率为92.77％；改性粘胶织物经酸性湖蓝A染料无盐染色后，染色强度K/S值为12.590。
对比例
未改性纤维素织物的无盐染色：
将棉织物进行退浆、煮炼处理，得到未改性棉织物。经测试，本对比例所得未改性的棉织物，其断裂强力为365N。经50次水洗后，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为27.25％，对大肠杆菌的抑菌率为19.12％；未改性棉织物经酸性湖蓝A染料无盐染色后，染色强度K/S值为1.663。
对上述实施例所得样品进行检测试验
测试项1：氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物扫描电镜分析
运用扫描电镜(2000×)观察接枝前后棉织物表面的微观形貌。取棉织物样品3份：第1份为经退浆、煮炼处理的棉织物所获得的棉织物A(空白对照样品)，第2份为按实施例2的方法用氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝棉织物所获得的接枝率为7.24％的改性棉织物B，第3份为按实施例3的方法用氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝棉织物所获得的接枝率为9.86％的改性棉织物C，测试结果依次参见图2(A)～(C)。
由图2显示，空白样品原棉纤维A表面呈扁平状，且存在较多的纵向条纹；而经氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝的棉纤维B和C表现出独特的表面形貌，改性棉纤维表面有明显的沉积物和小的块状物，其表面的很多细长条纹消失，且接枝率为9.86％的改性棉纤维表面固定的氧化壳聚糖端氨基超支化合物已形成均匀交联膜(见图2C)。由此可见，氧化壳聚糖端氨基超支化合物已接枝在棉纤维分子链上，并在棉纤维表面涂覆成膜。
综上所述，通过在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物发生酯化、半缩醛反应，得到亲和人体、抗菌持久、无盐染色、安全舒适的改性纤维素织物。本发明采用催化接枝改性纤维素织物技术，流程简单，对酸性染料亲合力强，上染率及色牢度高，生态染色性能好，不使用无机盐和碱，绿色环保，成本低，易于推广应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：将氧化壳聚糖端氨基超支化合物溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，然后通过次亚磷酸钠催化氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物发生酯化、半缩醛反应，得到氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物。
2.根据权利要求1所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将氧化壳聚糖端氨基超支化合物于20～35℃搅拌溶解在2-甲基-1-(丙基-3-磺酸基)吡啶乙酸盐离子液体中，配制成质量浓度为0.5～2.5％的氧化壳聚糖端氨基超支化合物离子液体溶液，然后升温至50～60℃后加入催化剂次亚磷酸钠进行溶解，并使催化剂在离子液体溶液中的质量浓度为0.8～3％；
(2)在上述离子液体溶液中通入氮气，按浴比1g:50～80mL加入纤维素织物，于微波辐射条件下搅拌反应；反应结束后，取出纤维素织物在45～60℃下烘燥，再立即于100～120℃真空调节下焙烘，然后在汽蒸机中60～80℃干燥，再用热水洗涤多次，浸渍于体积浓度为50～80％的乙醇水溶液中8～10h，取出后脱水、晾干，即得氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物。
3.根据权利要求2所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述氧化壳聚糖端氨基超支化合物的结构式如下：
所述氧化壳聚糖端氨基超支化合物的粘均分子量为18.5～34.6万，C2位端氨基超支化合物接枝率为50.42～67.95％，C6位醛基含量为23.73～40.19％，脱乙酰度≥80.6％，在水中的溶解度≥13.81g/100mL。
4.根据权利要求2所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，氧化壳聚糖端氨基超支化合物与纤维素织物的质量比为0.1～0.5:1。
5.根据权利要求2所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，通入氮气的流量为40～60mL/min。
6.根据权利要求2所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述微波辐射功率为240～520W，微波辐射温度为60～80℃。
7.根据权利要求2所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述汽蒸机的蒸汽压力为-0.032～0.15MPa。
8.根据权利要求2所述的一种氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物的制备方法，其特征在于：所述纤维素织物为经过退浆煮练的天然纤维素或再生纤维素的机织物、针织物或非织造布。
9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述方法制备的氧化壳聚糖端氨基超支化合物接枝纤维素织物在酸性染料无盐生态染色中的应用。
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Citations (3)
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| CN112111970A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-22 | 绍兴迈宝科技有限公司 | 一种环保表面改性棉纤维的制备方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109487554A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-03-19 | 赵兵 | 一种基于巯基化壳聚糖原位还原纳米银的抗菌棉织物 |
| CN112111970A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-22 | 绍兴迈宝科技有限公司 | 一种环保表面改性棉纤维的制备方法 |
| CN114000350A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-02-01 | 安徽农业大学 | 一种水溶性氧化壳聚糖及其对织物的整理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张峰等: "端氨基超支化合物在棉织物活性染料染色中的应用", 纺织学报, no. 2, 15 February 2008 (2008-02-15), pages 64 - 67 * |
| 朱谱新: "苎麻材料", vol. 1, 31 October 2021, 中国纺织出版社, pages: 135 * |
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