本发明涉及染料分散剂,具体来说涉及一种木素磺酸盐快速脱色方法及其应用。
背景技术:
1、分散染料在全球染料市场占比最大,但因其在水中很难分散需要分散剂提高在水中的分散性能。分散剂需要具有亲水性和亲油性两种基团,常用的分散剂都是表面活性剂。木素磺酸盐是制浆废液的主要成分,木素磺酸盐具有极好的水溶性,有利于分散染料在水中的分散,然而,木素磺酸盐的深色是其作为染料分散剂最主要的障碍,不仅会影响染料本身的染色亮度,还会使纤维染色。因此,对工业木素磺酸盐脱色是其中亟待解决的问题之一。
2、木素磺酸盐是自然界中储量丰富的含有芳香环的聚合物,它在植物体中原本是无色的,而木素磺酸盐颜色的来源是制浆和分离过程中生色团被引入到木素磺酸盐的结构上。主要的生色团是与芳香环共轭的碳碳双键、邻对醌、查尔酮等结构,助色团主要是酚羟基、羟基和羧基,前两个发色基团贡献了木素磺酸盐的大部分颜色。因此,通过去除主要发色团和阻断助色团与发色团之间的联系,来降低木素磺酸盐颜色是切实可行的办法。针对木素磺酸盐的脱色方法目前主要有氧化脱色、还原脱色以及其他脱色方法。
3、迄今为止,过氧化氢作为一种温和绿色的氧化剂,一直得到科研人员的青睐。过氧化氢在酸碱条件下都可以发生反应,过氧化氢常用在碱性中,因为在酸性条件下过氧化氢很难分解,所以氧化能力很弱。但是在碱性条件下由于oh-的存在会促使过羟基阴离子hoo-的生成,使得h2o2分解过快、稳定性差,导致过氧化氢无效分解。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种木素磺酸盐快速脱色方法及其应用,该脱色方法由两个反应阶段组成:在第一阶段,木素磺酸盐降解产生乙酸和少量硫酸;在第二阶段,过氧化氢和第一阶段生成的乙酸在硫酸的催化作用下,生成过氧乙酸,过氧乙酸能够快速与木素磺酸盐的发色团反应。本发明脱色后的木素磺酸盐作为染料分散剂,能够降低纤维的沾污率,同时其分散性和高温稳定性与原木素基本一致。
2、为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
3、本发明一方面提供一种木素磺酸盐快速脱色方法,所述方法包括以下步骤:
4、步骤1:将木素磺酸盐溶解在乙醇水溶液中,向溶液中加入过氧化氢,在密封反应釜中150-200℃反应30-90min,冷却至室温后,将溶液取出;
5、步骤2:向步骤1得到的溶液中加入过氧化氢和催化剂,70-90℃下反应20-60min,干燥后,得到脱色木素磺酸盐。
6、步骤1中木素磺酸盐木素磺酸盐来自酸法制浆废液。
7、上述技术方案中,进一步地,步骤1中,所述木素磺酸盐与过氧化氢的质量比20:1-60:1;
8、所述木素磺酸盐质量与乙醇水溶液体积之比为1g:5ml-1g:10ml,其中乙醇水溶液中,乙醇与水的体积比为1:10-10:1。。
9、上述技术方案中,进一步地,步骤2中,所述过氧化氢与木素磺酸盐的质量比为1:3-1:12。
10、上述技术方案中,进一步地,步骤2中,所述催化剂为硫酸。
11、上述技术方案中,进一步地,步骤2中,所述硫酸与过氧化氢的质量比为1:2-1:3。
12、上述技术方案中,进一步地,步骤2中,所述干燥为旋转蒸干或冷冻干燥。
13、本发明另一方面提供一种上述述脱色方法得到的脱色木素磺酸盐作为染料分散剂的应用。
14、脱色原理为:
15、本发明方法由两个反应阶段组成:在第一阶段,木素磺酸盐降解产生乙酸和少量硫酸;在第二阶段,过氧化氢和第一阶段生成的乙酸,在硫酸的催化作用下,生成过氧乙酸,过氧化氢和过氧乙酸分别释放hoo-、ho+离子,二者在协同作用下与木素发色团迅速反应。
16、本发明的有益效果为:
17、1、本发明提出了一种新的木素磺酸盐的脱色方法,该方法由两个反应阶段组成:在第一阶段,木素磺酸盐降解产生乙酸和少量硫酸;在第二阶段,过氧化氢和第一阶段生成的乙酸,在硫酸的催化作用下,生成过氧乙酸,过氧化氢和过氧乙酸分别释放hoo-、ho+离子,二者在协同作用下能够快速与木素磺酸盐的发色团反应,相比于碱性条件下单独使用过氧化氢对木素磺酸盐脱色的效率更高,得率更大。
18、2、脱色后木素磺酸盐作为染料分散剂,使纤维的沾污率从32.63%下降至15.23%,降低了17.4%,在分散性和高温稳定性方面与原始木素磺酸盐表现基本相同,表明脱色木素磺酸盐可作为分散剂用于高饱和度染料和浅色纺织品染色领域。
1.一种木素磺酸盐快速脱色方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的木素磺酸盐快速脱色方法,其特征在于,步骤1中,所述木素磺酸盐与过氧化氢的质量比20:1-60:1;
3.根据权利要求1所述的木素磺酸盐快速脱色方法,其特征在于,步骤2中,所述过氧化氢与木素磺酸盐的质量比为1:3-1:12。
4.根据权利要求1所述的木素磺酸盐快速脱色方法,其特征在于,步骤2中,所述催化剂为硫酸。
5.根据权利要求1所述的木素磺酸盐快速脱色方法,其特征在于,步骤2中,所述过氧化氢与硫酸的质量比为1:2-1:3。
6.根据权利要求1所述的木素磺酸盐快速脱色方法,其特征在于,步骤2中,所述干燥为旋转蒸干或冷冻干燥。
7.一种权利要求1-6任一项所述脱色方法得到的脱色木素磺酸盐作为染料分散剂的应用。