专利名称：水溶植物纤维素(线)及变色水溶植物纤维素(线)制备方法
技术领域：
本发明属于水溶植物纤维素或纤维线制备技术领域。
背景技术：
水溶植物纤维素、纤维线具有能在水中快速溶解特性，且溶解后无毒副作用，可直接排放而不会对环境造成任何污染，具有广泛的应用价值。现有水溶植物纤维素、纤维线生产中普遍采用分步、分段的间歇式生产方法，即将植物纤维素、纤维线放入一定浓度的苛性钠溶液中升温、浸渍，然后脱去游离碱液，放置20小时以上，完全脱脂后，再进行粉碎并装入醚化釜中加入适量一氯乙酸升温、加压进行醚化。反应结束后放入中和罐中中和、洗涤、烘干、粉碎、包装。该工艺过程中，植物纤维素、纤维线分多批进行碱化、脱液，碱化不均匀，各批含游离碱量不同；脱脂过程不仅仅是降解过程，也是进一步碱化的过程，由于各批含游离碱量不同，各部位所处温度及与空气接触状况不同，碱化差异很大；生产周期长，可变因素多，产品质量稳定性难以保证，杂质污染机会增多。
发明内容
本发明目的在于提供一种连续制备水溶性能好的水溶植物纤维素(线)的方法；其进一步的目的在于提供一种变色水溶植物纤维素(线)制备方法。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案水溶植物纤维素(线)制备方法，包括如下步骤(1)取植物纤维含量90％以上的植物纤维素(线)45-55克，加入80-100毫升环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液的混合液中，在惰性气氛中于35-45℃反应20-30分钟，再升温至65-75℃反应35-45分钟，氢氧化钠或者氢氧化钾溶液重量百分比浓度为85-95％，环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾溶液体积比为(4.5-5)∶1；(2)排出惰性气体，加入110-130毫升氯乙酸环己酮溶液，在65-75℃反应35-45分钟，环己酮与氯乙酸体积比为(4.5-5.5)∶2；(3)脱液、干燥。
步骤(2)中氯乙酸选择三氯乙酸或者次氯乙酸，步骤(2)中加入均染剂10-15克。
植物纤维素(线)选择棉纤维素(线)，惰性气体选用氮气。
变色水溶植物纤维素(线)制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)取植物纤维含量90％以上的植物纤维素(线)45-55克，加入80-100毫升环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液的混合液中，在惰性气氛中于35-45℃反应20-30分钟，再升温至65-75℃反应35-45分钟，氢氧化钠或者氢氧化钾溶液重量百分比浓度为85-95％，环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾溶液体积比为(4.5-5)∶1；(2)排出惰性气体，加入110-130毫升氯乙酸环己酮溶液，在65-75℃反应35-45分钟，环己酮与氯乙酸体积比为(4.5-5.5)∶2；(3)脱液、干燥得水溶植物纤维素(线)；(4)取上述水溶植物纤维素(线)绑缚于电解槽中阴极板上，以经电解能产生稳定的带颜色的低价金属盐的金属盐水溶液和环己酮的混合液为电解液，在水溶植物纤维素(线)上电解沉积低价金属盐，脱液、干燥得一重变色水溶植物纤维素(线)。
以一重变色水溶植物纤维素(线)为基础、以其他经电解能产生稳定的带颜色的低价金属盐的金属盐水溶液和环己酮的混合液为电解液，在水溶植物纤维素(线)上电解沉积其他低价金属盐遮盖前一种低价金属盐，脱液、干燥得二重至多重变色水溶植物纤维素(线)。
取水溶棉纤维素(线)摊开绑缚于电解槽中阴极板上，以环己酮和硫酸铁水溶液的混合物为电解液进行电解，在水溶棉纤维素(线)上沉积一层硫酸亚铁，脱液、干燥得亚红色水溶棉纤维素(线)。
取亚红色水溶棉纤维素(线)摊开绑缚于电解槽中阴极板上，以环己酮和硫酸铜水溶液的混合物为电解液进行电解，在亚红色水溶棉纤维素(线)上沉积一层硫酸亚铜，脱液、干燥得绿色水溶棉纤维素(线)。
环己酮和硫酸铁水溶液混合液中，硫酸铁水溶液重量百分比浓度为20-45％，环己酮与硫酸铁水溶液体积比为(15-20)∶1，电解在室温下进行，电解电压为12伏，电解时间35-45分钟。
环己酮和硫酸铜水溶液混合液中，硫酸铜水溶液重量百分比浓度为25-50％，环己酮与硫酸铜水溶液体积比为(15-20)∶1，电解在室温下进行，电解电压为24伏，电解时间40-50分钟。
每1000毫升电解液中加入增深均染剂10-15克。
本发明中水溶植物纤维素(线)的制备方法改现有技术中间歇式制备方法为连续式制备方法，使植物纤维素(线)在同一个反应釜中先后连续进行碱化、醚化反应，反应周期缩短，生产效率高；碱化、醚化反应连续进行，原材料利用充分，碱化完全，醚化取代度高且取代度均匀，所得水溶植物纤维素(线)溶解完全、溶解速度快。试验检测表明，在温度21℃、湿度75％条件下，1厘米长42支三股水溶棉线样品可在3-5秒内完全溶解于水。利用本发明水溶植物纤维素(线)，可采用一般纤维织物染色方法，在碱化前染色，也可在醚化后染色。利用本发明水溶植物纤维素(线)，还可采用电解法制成变色水溶植物纤维素(线)，变色纤维素(线)可为一重变色、也可为二重至多重变色。也可在本发明制备的水溶植物纤维素(线)物化染色后再进行电化学染色，制备方法简单，变色效果好。试验检测表明，在温度18℃、湿度70％条件下，1厘米长42支三股纯电化学染色的绿色变红色棉线样品可在5-6秒内由绿变红并溶解于水。本发明所得水溶植物纤维素(线)及由其制成的织物可制成防伪用品(例如带有水溶棉线的防伪商标)，用于产品防伪检测；可制成凝血纱布用于止血；也可制成一次性卫生用品如餐巾、台布使用。变色水溶植物纤维用于防伪(例如带有变色水溶棉线的防伪商标)，效果更好。
具体实施例方式
实施例1、水溶棉线制备方法，包括如下步骤(1)取棉纤维含量90％的棉线45克，加入100毫升环己酮与氢氧化钠水溶液的混合液中，在氮气氛中于45℃反应30分钟，再升温至75℃反应45分钟，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为90％，环己酮与氢氧化钠溶液体积比为5∶1；(2)排出氮气，加入130毫升次氯乙酸环己酮溶液和LTC均染剂(上海西达化工有限公司生产)15克。在75℃反应45分钟，环己酮与次氯乙酸体积比为5.5∶2；(3)脱液、干燥得水溶棉线。
实施例2、水溶棉线制备方法，包括如下步骤(1)取棉纤维含量92％的棉线50克，加入90毫升环己酮与氢氧化钠水溶液的混合液中，在氮气氛中于40℃反应25分钟，再升温至70℃反应40分钟，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为90％，环己酮与氢氧化钠溶液体积比为4.5∶1；(2)排出氮气，加入120毫升次氯乙酸环己酮溶液和LTC均染剂(上海西达化工有限公司生产)10克，在70℃反应40分钟，环己酮与次氯乙酸体积比为5.0∶2；(3)脱液、干燥得水溶棉纤维。
实施例3、水溶棉线制备方法，包括如下步骤(1)取棉纤维含量95％的棉线55克，加入80毫升环己酮与氢氧化钠水溶液的混合液中，在氮气氛中于35℃反应20分钟，再升温至65℃反应35分钟，氢氧化钠溶液重量百分比浓度为90％，环己酮与氢氧化钠溶液体积比为4.5∶1；(2)排出氮气，加入110毫升三氯乙酸环己酮溶液，在65℃反应35分钟，环己酮与三氯乙酸体积比为4.5∶2；(3)脱液、干燥得水溶棉纤维。
实施例4、二重变色水溶棉线制备方法，取上述实施例中所得水溶棉线45克，摊开绑缚于电解槽中阴极板上，加入500毫升环己酮和硫酸铁水溶液的混合物为电解液进行电解，在水溶棉线上沉积一层硫酸亚铁，脱液、干燥得亚红色的水溶棉线。环己酮和硫酸铁水溶液混合液中，硫酸铁水溶液重量百分比浓度为20％，环己酮与硫酸铁水溶液体积比为15∶1，电解在室温下进行，电解电压为12伏，电解时间35分钟。脱液、干燥，得亚红色水溶棉线。
取上述亚红色水溶棉线摊开绑缚于电解槽中阴极板上，加入500毫升环己酮和硫酸铜水溶液的混合物为电解液进行电解，在亚红色水溶棉线上沉积一层硫酸亚铜，脱液、干燥得绿色水溶棉线。环己酮和硫酸铜水溶液中，硫酸铜水溶液重量百分比浓度为25％，环己酮与硫酸铜水溶液体积比为15∶1，电解在室温下进行，电解电压为24伏，电解时间45分钟，脱液、干燥，得绿色水溶棉线。在与水接触后该棉线先由绿色变为红色，再溶解于水。
实施例5、本实施例中，水溶棉线为50克，环己酮和硫酸铁水溶液混合液中，硫酸铁水溶液重量百分比浓度为35％，环己酮与硫酸铁水溶液体积比为18∶1，电解在室温下进行，电解电压为12伏，电解时间40分钟。环己酮和硫酸铜水溶液混合液中，硫酸铜水溶液重量百分比浓度为35％，环己酮与硫酸铜水溶液体积比为18∶1，电解在室温下进行，电解电压为24伏，电解时间50分钟。其他同实施例4。
实施例6、本实施例中，水溶棉线为55克，环己酮和硫酸铁水溶液混合液中，硫酸铁水溶液重量百分比浓度为45％，环己酮与硫酸铁水溶液体积比为20∶1，电解在室温下进行，电解电压为12伏，电解时间45分钟。环己酮和硫酸铜水溶液混合液中，硫酸铜水溶液重量百分比浓度为50％，环己酮与硫酸铜水溶液体积比为20∶1，电解在室温下进行，电解电压为24伏，电解时间50分钟。每1000毫升电解液中加入LT增深均染剂(上海西达化工有限公司生产)10克。其他同实施例4。
权利要求
1.水溶植物纤维素(线)制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)取植物纤维含量90％以上的植物纤维素(线)45-55克，加入80-100毫升环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液的混合液中，在惰性气氛中于35-45℃反应20-30分钟，再升温至65-75℃反应35-45分钟，氢氧化钠或者氢氧化钾溶液重量百分比浓度为85-95％，环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾溶液体积比为(4.5-5)∶1；(2)排出惰性气体，加入110-130毫升氯乙酸环己酮溶液，在65-75℃反应35-45分钟，环己酮与氯乙酸体积比为(4.5-5.5)∶2；(3)脱液、干燥。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中氯乙酸选择三氯乙酸或者次氯乙酸，步骤(2)中加入均染剂10-15克。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，植物纤维素(线)选择棉纤维素(线)，惰性气体选用氮气。
4.变色水溶植物纤维素(线)制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)取植物纤维含量90％以上的植物纤维素(线)45-55克，加入80-100毫升环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液的混合液中，在惰性气氛中于35-45℃反应20-30分钟，再升温至65-75℃反应35-45分钟，氢氧化钠或者氢氧化钾溶液重量百分比浓度为85-95％，环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾溶液体积比为(4.5-5)∶1；(2)排出惰性气体，加入110-130毫升氯乙酸环己酮溶液，在65-75℃反应35-45分钟，环己酮与氯乙酸体积比为(4.5-5.5)∶2；(3)脱液、干燥得水溶植物纤维素(线)；(4)取上述水溶植物纤维素(线)绑缚于电解槽中阴极板上，以经电解能产生稳定的带颜色的低价金属盐的金属盐水溶液和环己酮的混合液为电解液，在水溶植物纤维素(线)上电解沉积低价金属盐，脱液、干燥得一重变色水溶植物纤维素(线)。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，以一重变色水溶植物纤维素(线)为基础、以其他经电解能产生稳定的带颜色的低价金属盐的金属盐水溶液和环己酮的混合液为电解液，在水溶植物纤维素(线)上电解沉积其他低价金属盐遮盖前一种低价金属盐，脱液、干燥得二重至多重变色水溶植物纤维素(线)。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，取水溶棉纤维素(线)摊开绑缚于电解槽中阴极板上，以环己酮和硫酸铁水溶液的混合物为电解液进行电解，在水溶棉纤维素(线)上沉积一层硫酸亚铁，脱液、干燥得亚红色水溶棉纤维素(线)。
7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，取亚红色水溶棉纤维素(线)摊开绑缚于电解槽中阴极板上，以环己酮和硫酸铜水溶液的混合物为电解液进行电解，在亚红色水溶棉纤维素(线)上沉积一层硫酸亚铜，脱液、干燥得绿色水溶棉纤维素(线)。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，环己酮和硫酸铁水溶液中，硫酸铁水溶液重量百分比浓度为20-45％，环己酮与硫酸铁水溶液体积比为(15-20)∶1，电解在室温下进行，电解电压为12伏，电解时间35-45分钟。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，环己酮和硫酸铜水溶液中，硫酸铜水溶液重量百分比浓度为25-50％，环己酮与硫酸铜水溶液体积比为(15-20)∶1，电解在室温下进行，电解电压为24伏，电解时间40-50分钟。
10.如权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，每1000毫升电解液中加入增深均染剂10-15克。
全文摘要
水溶植物纤维素(线)制备方法，包括植物纤维素(线)在环己酮与氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液的混合液中、惰性气氛中碱化和在氯乙酸环己酮溶液中醚化及脱液、干燥步骤。把上述水溶植物纤维素(线)绑缚于电解槽中阴极板上，以经电解能产生稳定的带颜色的低价金属盐的金属盐水溶液和环己酮的混合液为电解液，电解沉积低价金属盐，脱液、干燥得一重变色水溶植物纤维素(线)。以一重变色水溶植物纤维素(线)为基础、以其他经电解能产生稳定的带颜色的低价金属盐的金属盐水溶液和环己酮的混合液为电解液，电解沉积其他低价金属盐遮盖前一种低价金属盐，脱液、干燥得二重至多重变色水溶植物纤维素(线)。制得的产品水溶性好，变色明显。
文档编号D01C1/00GK1629376SQ20031011023
公开日2005年6月22日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者郭利明, 李凤娴 申请人:郭利明