[发明专利]官能化纤维材料

说明书

将具有多个羟基的纤维材料官能化包括将所述纤维材料与式I的化合物反应以获得官能化纤维材料，其中X是式I的季铵阳离子的单价平衡阴离子，并且Hal是卤素原子。还提供了通过本文中描述的任一方法制备的官能化纤维材料(例如包括式II的组成部分的官能化纤维)，其具有低于检测阈值的游离胺气味或具有厌恶度为约3或更低的游离胺气味。所述官能化纤维材料可以被染色，并且可以从染色的官能化纤维材料制造服装类制品。

与相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月15日提交的题为“官能化纤维材料”(FUNCTIONALIZEDFIBROUS MATERIAL)的美国申请号62/545,616的利益，所述申请整体通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及阳离子化纤维材料，更具体来说涉及含有阳离子化纤维素纤维的纤维材料。

背景技术

对含有纤维素纤维的织物进行染色是重要的化学工业过程，其产生多种商业化纺织产品。染色是纺织品加工中最昂贵的步骤。典型的染色方案涉及使用大量的水和能量，并产生大量的化学废物。此外，当与水接触时，由于羟基的电离，纤维素纤维会产生少量负电荷。由于许多染料分子(包括活性染料)含有带负电的阴离子基团(例如CO₂H或SO₂H)这一事实，这降低了对纤维素纤维进行染色的效率。为了克服这个问题，在常规的染色过程中，大量的电解质例如芒硝被用来中和染料的负电荷与纤维表面上产生的负电荷之间的排斥力。当使用芒硝时，在常规染色系统中大约60％的染料被消耗掉。染色后残留在染浴中的电解质通过高度着色和高盐度的染浴的排放而污染环境。此外，丰富的氢氧根离子通常引起所述活性染料的显著水解。

发明内容

在第一个一般方面中，对具有多个羟基的纤维材料进行官能化包括将所述纤维材料与式I的化合物反应以获得官能化纤维材料：

在式I中，X是季铵阳离子的单价平衡阴离子，并且Hal是卤素原子。

所述第一个一般方面的实施方案可以包括一个或多个下述特点。

Hal可以是Cl或Br，并且X可以是Cl或Br。所述纤维材料可以包括纤维素纤维材料。在某些情况下，所述纤维素纤维材料包括天然纤维材料例如棉花。在某些情况下，所述纤维素纤维材料是合成纤维材料例如人造丝。

所述反应可以在水性溶剂例如水中进行。在某些情况下，所述反应在Hal键合的碳原子与所述纤维材料的羟基的氧原子之间产生共价键。所述官能化纤维材料可以包括至少一个式II的组成部分。

在式II中，a表示连接到所述纤维材料的羟基的氧原子的点。

所述反应可以在碱存在下进行。在某些情况下，所述碱与所述式I的化合物的比例为约1:1至约2:1。所述碱可以是碱金属氢氧化物例如氢氧化钠。所述反应可以在约室温下进行。

第二个一般方面包括通过所述第一个一般方面的任一种方法制备的官能化纤维材料。

在第三个一般方面中，纤维材料具有多个羟基，其中所述纤维材料的至少一个羟基用式II的组成部分官能化。

在式II中，X是式I的季铵阳离子的单价平衡阴离子，并且a表示所述式II的组成部分连接到所述纤维材料的羟基的氧原子的点。

所述第三个一般方面的实施方案可以包括一个或多个下述特点。

X可以是Cl或Br。所述纤维材料可以包括纤维素纤维材料。在某些情况下，所述纤维素纤维材料包括天然纤维材料例如棉花。在某些情况下，所述纤维素纤维材料是合成纤维材料例如人造丝。

所述纤维材料可以具有低于检测阈值的气味或厌恶度为约3或更低的气味。