印染行業約占紡織全行業能耗的58.7%,因而是新形勢下紡織業節能減排的重點環節。
6月18~19日,由中國紡織工程學會、雅式出版有限公司等單位共同在杭州舉辦的“2010年中國國際染整新技術論壇”上,國內外眾多專家、學者從印染技術的節能、環保、減排需求出發,就新型染色及前處理技術、工藝、設備和染料助劑的應用和技術提出了許多新思路。
以生物酶為主的生化技術具安全性
酶作為一種環境友好型制劑,已經在紡織印染加工中得到廣泛使用。目前在紡織印染中使用較廣泛的酶制劑是淀粉酶、果膠酶、纖維素酶、漆酶、蛋白酶。生物酶技術在改進染整加工工藝、節約能耗、減少環境污染、提高產品質量、增加附加值和開發新興原料的產品等方面,都具有獨特的優勢。
上海市紡織科學研究院副院長張慶特別強調,因為可以有效縮短加工時間,節約水、電、能耗,所以以生物酶為主的生化印染技術是節能減排發展的應用方向。
他分析說,這是基於生物酶的基本特性,其一,高效作用,可加快反應速度,比無機催化劑高105~8倍;其二,高度專一,只對一類結構的底物或反應有效;其三,加工處理條件溫和,可在常溫、常壓或弱酸、弱堿、中性條件下進行。
除了“全棉梭織物的生化染整工藝”,張副院長還介紹了棉/氨拋光染色針織物的生化染整工藝、棉混紡織物的煉染一浴生化染整工藝、全棉深色織物的生化染整工藝、麻織物的生化處理技術、生物酶技術在凈洗方面的應用等課題。
“以生物酶為主的生化印染技術具有良好發展應用前景!睆垜c副院長總結說。因為,第一,它無毒無害并可生物降解,對操作人員和環境無任何不利影響;第二,加工處理條件,如溫度、pH值等較溫和,節約能源,提高品質;第三,快速高效,提高經濟效益;第四,易控制,具操作安全性;第五,降低綜合生產成本,提高質量。
生物酶+H2O2/活化體系=全程低溫前處理
棉織物在用生物酶前處理工藝進行加工時,雖然實現了低溫,退漿、去雜效果也好,但織物白度和毛效均達不到要求的問題也隨之而生。對很多要求較高的產品,還必須在酶處理後再進行高溫氧漂。
這一做法使得織物仍然要經受高溫處理,生物酶的低溫優點就大打折扣,節能效果不理想,纖維損傷也難以避免。
針對此問題,浙江理工大學教授邵建中重點介紹了一個新的漂白方法—H2O2/活化劑低溫漂白體系。
據介紹,H2O2/活化劑體系是一種有效的低溫漂白體系,能夠在比較溫和的條件下,對棉、亞麻織物漂白,獲得令人滿意的白度,從而減少纖維在處理過程中的損傷!皯迷摷夹g,有望實現生物酶處理加氧化漂白的全程低溫前處理工藝,有利於節能降耗和提高產品品質。”邵建中教授如是說。
目前,染整業采用的最普遍的天然纖維用三種漂白體系是次氯酸鈉體系、亞氯酸鈉體系以及H2O2/NaOH體系。但是。由於生態和環保越來越成為當今社會關注的問題,亞漂和氯漂的重要性日益下降,雙氧水/NaOH體系成為目前天然纖維最重要的漂白方法。
但是H2O2漂白工藝需要高溫和強堿,體系的穩定性易受外界影響,從而不節能環保,容易損傷纖維。
在新思路的引導下,邵建中教授研究提出H2O2/活化劑低溫漂白體系,它的組成是雙氧水(H2O2)+活化劑;罨瘎┑姆N類很多,目前,在歐洲和美國得到成功應用的主要是四乙酰乙二胺(TAED)和壬酰氧基苯磺酸(NOBS)。
據介紹,該體系在浴中產生的過氧酸具有很強的低溫漂白能力,在40℃到70℃的溫度條件下處理纖維素纖維,能在短時間內獲得滿意白度。
此外,H2O2/活化劑體系也是基本無污染的體系。以TAED為例,TAED本身以及反應產物過醋酸和DAED均無毒,且可生物降解,降解的最終產物為二氧化碳、水、氮和氨。
邵建中教授認為,在全球對生態環保日益重視和中國紡織業急需轉型升級的大氣候下,該技術具有廣闊的應用前景。
但是,活化劑價格貴可能會影響到這一技術的推廣。在這樣一個成本為王的時代,尋找更為便宜的化合物作為雙氧水激化物質,成為業內研究的又一方向。
東華大學黃茂福教授表示,能使雙氧水激化的物質很多,凡是對雙氧水有催化分解和活化作用的物質都是雙氧水的激化劑,它包括激化物質及活化劑兩類,如堿。堿可使雙氧水分解加速,堿就是雙氧水的激化物質。
據黃教授介紹,在他主持研發低溫練漂劑之初,就選擇了幾種比較適合的雙氧水激化物質,與活化劑進行合理復配,使使用量遠低於TAED、NOBS、BAN的水平。只需0.1~0.4g/L激化劑(根據漂白溫度高低選用),達到了印染廠能接受的價格,練漂一步法的溫度最低可達40℃。
目前最先進的控制染色技術:一次成功染色
當今,染色加工工程的重要管理方法是采用控制染色技術,它是企業的管理技術、染料的設計技術和先進的染色技術三者融合的統一整體。
作為一種先進的控制染色技術,一次成功染色是節能減排最有效的方法之一,它不僅節約染色時間,提高染色能力和生產率,降低能耗,還能明顯減輕染色廢水負荷和環境污染。
這個系統工程的影響參數歸納起來有9個,即坯布(或織物)、染料、助劑、其它添加劑、染色工藝、染色條件、染色設備、管理體系和人員素質等。上海染料有限公司教授級高級工程師章杰分析說,為了實現一次成功染色,坯布的因素是最重要的,但染料和助劑是否穩定和高效是確保坯布一次成功染色的重要條件。
助劑也是一次成功染色技術中重要的影響參數,特別是前處理劑的質量穩定和高效直接關系到坯布(或織物)的質量穩定,而且是一次成功染色的技術的基礎。
近年來,市場出現了一些適用於一次成功染色技術的重要新型助劑,前處理劑有Depicol PC9、Solopol ZF、Sultafon D、Tissocyl RC9,染色助劑有Setavin PAS、Egasol SF、Depicol AY、Colorf CIM。
除了助劑,染料的質量和穩定也是一次成功染色技術的關鍵。開發以一次成功染色為目標的新型活性染料,是確保棉織物及其混紡織物一次成功染色的重要條件。
例如,近年采用CAE技術開發成功的Procion H-EXL染料,以及Procion XL+、Levafix CA、Novacron NC和Drimaren HF-CD染料等,它們具有共同特點:極佳的RCM要素;優異的勻染性和重現性;對染色工藝參數變化的低敏感性;優異的可洗滌性;高色牢度;穩定的產品質量。
開發以一次成功染色為目標的新型分散染料,是確保聚酯纖維及其混紡織物一次成功染色的重要條件,主要有Dianix E-Plus、Dianix Plus 、Dianix T-CA、Lumacron MFB。
它們的共同特點是優異的提升性與相容性,好的勻染性和重現性;對染色工藝參數變化的低敏感性;高色牢度;產品質量穩定。
來源: CTA中國紡織及成衣
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