[发明专利]底物的漂白

说明书

发明领域

本发明涉及工业底物的催化漂白。

发明背景

原棉和木浆的漂白是大型工业。

源于棉籽的原棉主要含有无色纤维素，但由于植物中的天然颜料 而具有黄棕色。许多杂质尤其粘附于表面。它们主要由蛋白质、胶质、 灰末和蜡组成。

棉和纺织品工业认识到，在棉用于纺织品和其他领域之前需要对 其进行漂白。漂白这些棉纤维的目的是除去天然的和外来的杂质，同 时制备出基本上更白的材料。

已经有两种主要类型的漂白用于棉工业。一类是稀碱或碱土金属 次氯酸盐溶液。这些次氯酸盐溶液的最普通的类型是次氯酸钠和次氯 酸钙。另外，已经开发出作为漂白剂的二氧化氯，与次氯酸盐相比， 它显示出较小的棉损害。还可以应用二氧化氯和次氯酸盐的混合物。 第二类漂白是过氧化物溶液，例如过氧化氢溶液。通常，这种漂白处 理在高温下应用，即80至100℃。控制由于痕量金属导致的过氧化物 分解是成功应用过氧化氢的关键。通常，硅酸镁或诸如EDTA或类似 的膦酸盐等螯合剂可以用于减小分解。

以上类型的漂白溶液和苛性冲洗溶液可能导致棉纤维软化，由于 在热碱的存在下发生氧化反应，或者在漂白处理期间次氟酸盐溶液的 不受控制的行为。此外，已知过氧化氢会降低棉纤维强度，特别是在 无过渡金属离子的适当螯合或稳定作用的情况下应用时。在酸冲洗期 间也可能发生软化，由于酸攻击棉纤维而形成水解纤维素。

用于制备人造纤维的纯化纤维素通常来自特别处理过的木浆。有 时称之为“溶解纤维素”或“溶解浆”，从而将其与用于造纸和其他用途 的低级浆区分开。溶解纤维素的特征在于高纤维素含量，即，它由长 链分子组成，相对无木素和半纤维素或其他短链碳水化合物。一种制 备出的纤维由再生纤维素组成，其中取代基已经取代了不多于15％的 羟基的氢。

用于造纸的木浆包含大部分原先存在的木质素，然后称之为机械 浆，或者，它已经经过主要脱木质素，如在化学浆中。机械浆用于例 如新闻纸，并常常比化学浆制备的纸(例如用于复印纸或书籍印刷纸) 更黄。此外，由机械浆制备的纸易于变黄，由于光或温度诱发的氧化 反应。同时对于机械浆制备而言，应用温和的漂白处理，为了制备具 有高白度的化学浆，应用各种漂白和去木质素处理。广泛应用的漂白 剂包括元素氯、二氧化氯、过氧化氢和臭氧。

同时对于纺织品漂白和木浆漂白两者而言，氯基漂白剂是最有效 的，由于环境原因，需要应用氧基漂白剂。过氧化氢是良好的漂白剂， 但它需要在高温和长反应时间的条件下应用。对于工业而言，与当前 方法相比，需要能够在较低温度和较短反应时间的条件下应用过氧化 氢。

大环三氮杂环分子为人熟知了数十年，并且已经全面研究了其与 各种金属离子的配位化学。氮杂环分子与其开链类似物相比，常常产 生相对于金属离子离解而言具有提高的热力学和动力学稳定性的络 合物。

EP 0458397公开了使用锰1，4，7-三甲基-1，4，7-三氮杂环壬烷 (Me3-TACN)络合物作为漂白和氧化催化剂，并用于纸/纸浆漂白和纺 织品漂白方法。1，4，7-三甲基-1，4，7-三氮杂环壬烷(Me3-TACN)已经用 在SUN^TM自动洗碗机的洗碗中，并且还用在衣物洗涤剂组合物OMO Power^TM中。配体(Me3-TACN)是以其锰过渡金属络合物的形式而使用 的，络合物具有防止络合物潮解的反离子。

美国专利申请2001/0025695A1，Patt等人公开了使用1，2-二-(4，7- 二甲基-1，4，7-三氮杂环壬烷-1-基)-乙烷和Me₃-TACN(Me4-DTNE)的 PF₆^-盐。

美国专利5,516,738和5,329,024，Jureller等人公开了使用锰 Me₃-TACN的高氯酸盐对烯烃进行环氧化。美国专利5,516,738也公开 了在环氧化烯烃中使用游离Me₃-TACN配体以及氯化锰。

Lonza AG的WO 2000/088063公开了使用锰Me₃-TACN的PF₆^-盐 制备酮的方法。

美国专利申请2002/010120公开了在含水介质中底物的漂白，此 含水介质含有过渡金属催化剂和过氧化氢。