[发明专利]一种pH响应变色纤维素纤维的制备方法

说明书

一种pH响应变色纤维素纤维的制备方法，本发明涉及pH指示剂的制备方法。本发明是要解决现有的溴百里香酚蓝做指示剂时误差大、pH为6～7之间时变色不明显及负载于纤维素纤维时颜色不均匀、pH变色时掉色、不能重复使用的技术问题，包埋指示剂的纤维素膜可逆性差的技术问题。本方法：将漂白针叶浆粉碎后，醚化，再依次与环氧氯丙烷、三乙胺反应，得到季铵化漂白针叶浆纤维素纤维；将溴百里香酚蓝的稀碱溶液加入到季铵化纤维素纤维中反应，得到pH响应变色纤维素纤维。该变色纤维素纤维的pH值响应区间为4～8，pH响应敏感且可逆，并且不会褪色，可制成试纸、包装纸等。

技术领域

本发明涉及pH指示剂的制备方法，属于材料加工技术领域。

背景技术

变色现象是指物质经过物理或者化学反应后颜色发生变化。利用材料的变色性做成的材料成为变色材料。按照材料受到的外界刺激的方式来分，主要有光致变色，热至变色，电致变色和酸至变色等。溴百里香酚蓝，又称溴麝香草酚蓝，分子式C₂₇H₂₈O₅SBr₂，是一种酸碱指示剂、吸附指示剂，溴百里香酚蓝稀碱溶液的颜色会随着pH不同而变化，经常用于滴定过程中，但是液体的颜色变化是一个过程，用眼观察时通常存在滴定误差较大的问题，同时溴百里香酚蓝在pH为6～7之间时变色不明显。用溴百里香酚蓝的稀碱溶液浸渍纤维素纤维的工艺生产的pH变色纤维素纤维时，存在纤维的颜色不均匀，在检测液体pH时，试纸在变色后染料会跟随液体迁移出，导致pH试纸褪色，不能重复使用。

2006年6月第3期的《高分子学报》上公开发表的《邻甲酚酞甲醛缩合物及其纤维素膜的pH敏感性》一文中，将邻甲酚酞与甲醛反应生成邻甲酚酞甲醛低分子量缩合物(CPF)包埋固定到二醋酸纤维素膜中，得到水解二醋酸纤维素膜包埋CPF的pH值敏感膜(CPF-HCDA)，测试后该膜在pH＝8～13范围内有很好的pH响应性。该酸至变色膜具有良好的pH响应性，但是这种包埋方法，随着指示剂的溶出，薄膜的pH响应性变差，不具可逆性，而且在CPF的后续使用中，用到毒性很大的有机溶剂，限制了它在食品包装等方面的应用。

发明内容

本发明是要解决现有的溴百里香酚蓝做指示剂时误差大、pH为6～7之间时变色不明显及负载于纤维素纤维时颜色不均匀、pH变色时掉色、不能重复使用的技术问题，包埋指示剂的纤维素膜可逆性差的技术问题，而提供一种pH响应变色纤维素纤维的制备方法。

本发明的pH响应变色纤维素纤维的制备方法按以下步骤进行：

一、将硫酸盐漂白针叶浆粉碎，过80～120目筛，得到漂白针叶浆纤维素纤维(NBKP)粉末；

二、将质量浓度为20％～30％的NaOH溶液加入到漂白针叶浆纤维素纤维中，并以500～800r/min的速度于室温下搅拌2～3h，经抽滤进行固液分离，得到醚化纤维素纤维；

三、将质量浓度为10％～15％的NaOH溶液和环氧氯丙烷加入到步骤二所得醚化纤维素纤维中，并以500～800r/min的速度在65～70℃下搅拌反应6～8h，然后经抽滤进行固液分离，并用乙醇洗去未反应的环氧氯丙烷，接着加入体积百分浓度为34％～40％的三乙胺的乙醇溶液，于70～80℃的条件下以500～800r/min的速度搅拌3～5h，然后经抽滤进行固液分离，首先用乙醇冲洗，洗去残余的三乙胺，然后依次用水、NaOH溶液、HCl溶液进行清洗，最后用水冲洗至滤液为中性，得到季铵化漂白针叶浆纤维素纤维(QNBKP)；

四、将溴百里香酚蓝的稀碱溶液加入到季铵化纤维素纤维中，并在40～50℃的温度下以500r/min的速度搅拌2～3h，然后经抽滤进行固液分离，用水冲洗至滤液为中性，得到pH响应变色纤维素纤维(BTB-QNBKP)。

优选的，步骤二中漂白针叶浆纤维素纤维的质量与质量浓度为20％～30％的NaOH溶液的体积的比为1g：(25～30)mL；