第四節　離子液體在紡織染整中的應用

在紡織領域，離子液體的低揮發性、高極性、優良的穩定性、強溶解性和生物兼容性，都可以用于催化染料和中間體等有機物的合成，溶解無機物和有機物來制備新型纖維，以及重金屬和酚類產品的分離和性能分析等。

一、純棉織物的雙氧水—離子液體活化漂白

雙氧水用作漂白劑，處理過程容易控制，能使紡織品產生均勻而良好的漂白效果。但在低溫下雙氧水的漂白能力變差，利用率降低。因此，現在有較多研究集中在加入低溫漂白活化劑，希望能夠獲得較好的漂白效果。其中，研究和開發活化雙氧水漂白性能的離子液體，對拓寬離子液體的應用和活化劑種類有很現實的意義。采用弱的三級胺吡啶，直接與氯乙酸乙酯發生反應，在過量濃鹽酸的作用下，得到淺粉色的離子液體[CH2COOHPy]Cl。在常規的雙氧水漂白體系中加入離子液體，對織物白度、毛效和斷裂強力產生了積極作用，其中，斷裂強力能夠提高約5%。與低溫活化劑TAED相比較，織物的白度和毛效基本接近，但離子液體用作活化劑，漂后強力損失更少。

二、羊毛織物的表面改性和低溫染色

羊毛纖維具有鱗片層結構，鱗片層中的胱氨酸還含有大量二硫鍵，將蛋白質連接成為網狀結構，具有極高的化學穩定性和強疏水性，導致染料對纖維的表面吸附和內擴散速率緩慢。江南大學的袁久剛和王強等人，為提高羊毛表面的親水性，嘗試采用對角蛋白具有強溶解能力的1-丁基-3-甲基咪唑氯代鹽離子液體（1-butyl-3-methylimidazoli-umchloride，簡稱[Bmim]Cl）對羊毛進行預處理，以代替傳統的含氯氧化劑的化學預處理，減輕對環境的污染。再經過后續的蛋白酶處理，以提高羊毛表面的親水性。他們研究發現，單獨經蛋白酶處理和離子液體處理都只能有限提高羊毛的潤濕性能，而二者聯合處理能起到協同作用，有效改善羊毛的潤濕時間、潤濕接觸角和吸水量等各項潤濕性能指標。而且，離子液體對纖維的處理主要集中在纖維表層，通過對纖維表層進行溶解破壞，使得其下的蛋白質層暴露。一方面提高了親水性基團的數目，從而對潤濕性能有較好的提升效果；另一方面，離子液體對鱗片表層的破壞作用，可以擴大蛋白酶的底物作用范圍，提高蛋白酶對鱗片的去除效果。經過離子液體預處理后羊毛表面鱗片層被部分破壞，親水性和孔隙增大，對染料的親合力和內擴散性得到提高，提高了羊毛的染色性能。

三、桑蠶絲的脫膠和染色

桑蠶絲是由絲素和絲膠組成的蛋白質纖維，絲膠的存在會影響蠶絲后續的染色性能，因此需要對蠶絲進行脫膠處理。常規的脫膠方法包括皂堿法脫膠和酶法脫膠。皂堿法能有效地促進絲膠的膨潤和溶解，但對桑蠶絲的損傷也比較大；酶法脫膠是利用酶將絲膠蛋白分解而達到脫膠的目的，但酶法脫膠需要考慮蛋白酶的活性及嚴格控制溫度。對于脫膠后的桑蠶絲，除了需要考慮絲膠脫除的效果，還得兼顧白度和蠶絲表面損傷等情況。程德紅以親水性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯代鹽（[Bmim]Cl）作為輔助脫膠試劑，考察了桑蠶絲在酸性條件下的脫膠工藝及脫膠性能。他們研究發現，在離子液體體積分數為5%時，桑蠶絲的脫膠率可達21%以上，白度可提高到82，能滿足蠶絲后續染色工藝要求。而用離子液體脫膠后的桑蠶絲，活性染料的上染率高達85%，色深值（K/S值）達到21，且染色織物的耐摩擦牢度以及耐皂洗牢度比正常工藝脫膠好。由于離子液體價格昂貴，他們還對脫膠后溶液中的離子液體進行回收再利用，發現采用乙酸乙酯洗滌的回收率為80%，而用六氟膦酸的回收率為60%。

四、麻類纖維的改性和染色

苧麻纖維是初生韌皮纖維，具有楊氏模量高、聚合度大、單纖強力大等特點，但在穿著過程中，與皮膚接觸時易產生刺癢感。離子液體作為一種溶劑，可以通過對纖維結晶區的局部溶脹和纖維表層的溶解，達到對纖維改性的目的。苧麻織物采用離子液體溶液中處理后，其吸濕率、吸水率顯著提高，結晶度下降，無定形區變得疏松，在水溶液中發生潤濕或溶脹，同時，勻染透染性較好。

離子液體作為一種新型溶劑，其優點是不揮發、溶解能力強、可循環再利用等，在紡織染整工業中已展示出較強的優勢，發揮離子液體的特長并結合紡織工業生產的前沿，可為紡織工業的發展提供一個新方向，同時，擴展離子液體的應用領域。

但離子液體離真正工業化應用還有很長一段距離，這主要是由于離子液體本身的一些性質決定。

（1）離子液體黏度高。比一般有機溶劑高1～3個數量級，雖然溫度的升高和雜質的存在會顯著降低其黏度，但目前離子液體最小的黏度也在5～10mPa·s。黏度大會影響離子液體的傳質和傳熱效果，不利于產物的分離。

（2）離子液體生產成本高。目前離子液體處于初步工業化生產階段，國內外只有少數廠家實現了工業化生產，其價格均在1000元/kg以上。

由于離子液體的可設計性可制備各種功能性離子液體，使其有可能作為一種功能材料并應用于紡織、染整領域。目前，離子液體作為配體制備的離子液體金屬配合物在有機合成催化領域展示了其顯著的優越性，在紡織、染整方面，離子液體金屬配合物作為功能助劑也可具有明顯的功能特性，如抗紫外線、抗靜電、防輻射等功能。因此，離子液體作為一種綠色、環保的新型助劑，其在紡織、染整領域的優勢使得離子液體在未來的發展中，展示出顯著的優勢。