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環保型助劑的發展綜述

2020-02-27東華大學化學化工與生物工程學院 瞿凌曦 蔡再生

?摘要:本文簡要的介紹了有關助劑的法律法規,分析了印染行業的市場現狀,指明了印染行業中存在的問題,介紹了目前環保型助劑的生產與應用,并分析了助劑的發展趨勢。

? ??關鍵詞:印染助劑? 環保? 生態紡織品?

1 前言

??? 隨著社會的發展和進步,作為一個不可或缺的行業,紡織印染的可持續性發展成為人們所關注的焦。目前,歐洲提倡應用3E系統的Efficient(效率)、Economy(經濟)、Ecology(生態),以及清潔生產4R原則,Reduction(減小)、Reuse(可再利用)、Recovery(回收)、Recycle(循環)將成為21世紀世界產業技術發展的主流。助劑是紡織印染行業必不可少的化學試劑,在使用的過程中會產生大量的污染和廢水,開發綠色、節能、環保的助劑成為大勢所趨。

1.1 有關生態紡織品印染助劑的標準

? ??目前開發的印染助劑均為環保型,低毒、低甲醛乃至無甲醛,不含有致癌的胺和環境激素,可生物降解,可從其中萃取的重金屬含量應低于限量。助劑的研發必需遵循有關生態紡織品的技術標準,目前國際上正在使用的法規主要有三種:

?? (1) 國家政府制定的標準,如REACH法規、歐盟生態標簽(Eco-label),特別是2002515日歐洲委員會在其“官方公報”上公布的2002/371/EC法規,是歐盟判定紡織品生態標簽的新標準、RSL 清單、全球有機紡織品標準等。

??? (2) 民間組織或行業協會制定的標準,如Oeko-Tex Standard 1002002年版及每年的修訂本。

??? (3) 國際著名買家制定的限用物質條款,如Clean FashionComitextil等。

??? 其中,REACH是歐盟法規“化學品登記,評估,許可和限制”的縮寫,于200761日起生效。本規定對化學品的主要控制措施是登記,限制,通知和授權。紡織印染產品的控制主要體現在限制有害物質和高度關注物質的通知兩個方面。Oeko-Tex Standard由“奧地利紡織研究所”設計,由15個國家組成的“國際生態紡織品研究”并于199247日發布的檢驗協會發布,現己廣泛使用,是最具影響力的紡織生態學之一,是有害物質的測試方法和紡織品及配件標準及各種紡織品的適用對象。歐洲共同體于1992年以法律形式引入了標準生產鏈標準Eco-Lable,它是世界上最嚴格和最具影響力的生態紡織技術標準。20076月,美國服裝和鞋類協會發布了第一版限制物質清單(RSL),其中包含的家用紡織品中的化學品、服裝和鞋類產品以及其他物質受到全球法律或政府法規的限制。

2 印染助劑的發展現狀

??? 隨著科學技術的進步,紡織工業將不斷注入新技術。隨著各種新纖維的出現,紡織印染助劑已經提出了更高的要求。因此,在新纖維的發展中,新技術道路研究,將成為中國紡織印染助劑行業未來發展的主要趨勢。在響應國家政策的基礎上,還要以滿足日益增長的需求的形式滿足紡織品安全業績,中國的印染行業將大力推進綠色環保、清潔技術。所謂的綠色環保,即必須具備良好的安全性能,滿足國家設定的具體指標,不能有環境刺激的因素。因此,綠色環保已.成為紡織印染助劑發展的主流。

3 國內印染助劑行業存在的主要問題

??? 我國印染的布匹量逐年遞增,目前中國已經成為了世界上最大的印染布出口國之一,在保證生產速度高效、穩定的基礎上,環保、節能的工藝更符合當今社會的要求,但印染助劑行業仍然存在一些問題:

??? 首先是國內紡織品印染助劑的行業標準較為落后。雖然在世界范圍內,各種生態紡織品助劑的標準都有,但它們既是傳統標準,也是一般標準,甚至在某些特定方面都不完整。中國的紡織印染助劑在檢測方法標準和產品指標標準方面嚴重滯后,導致整個印染行業相對滯后。

??? 其次是國內紡織印染助劑行業存在組成不明確,缺乏固有的數據特征的缺點。當前國際標準要求助劑應當注明其各種理化特征、毒性以及危險性(包括沸點、表面張力、爆炸性、自然點、氧化性、相對密度、顆粒度、凝固點、水溶性、分配、可燃點、閃點、燃點、蒸汽壓等),但是我國紡織印染助劑行業沒有統一的標準,并且成分不明,沒有注明其特性數據,助劑中的雜質也沒有說明,因此也無法指定出相應的生態毒理學標準。這不但增加了紡織印染助劑行業按照歐盟REACH法規要求進行助劑注冊的成本,而且有可能影響企業生產助劑的產品結構。

??? 最后,新的印染助劑的開發和應用停滯不前,我國目前是世界上最大的高品質紡織品出口國,高效率的印染助劑需求將不斷增加,但中國自己開發生產的紡織助劑品種多樣化世界上僅有8%的品種數量,特殊高檔添加劑的比例較低,對進口助劑的依賴嚴重,如有機氟系列助劑基本完全來自于國外,自主研發較少。隨著世界市場對功能性紡織品的要求越來越高,我國現有的助劑已經無法滿足生產和應用的需要,各種環保的功能性助劑的開發越來越重要。

4 環保型印染助劑的生產應用

??? 為了響應綠色節能環保的要求,各研究小組針對染色過程的不同階段的助劑進行了開發和改進,主流趨勢是減少污染、降低成本、減少能耗,開發對環境污染和破壞較小的助劑,本文敘述了幾種環保型的印染助劑的制備和應用。

4.1 環保型前處理助劑

??? 石振東等人發明了一種活性染料的前處理劑,其組分包含了氨基酸鹽,該氨基酸鹽為色氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、半胱氨酸等氨基酸中的一種或兩種以上的組合。該前處理劑能夠大幅度降低無機鹽的用量,有利于環境保護和降低生產成本,實現了低無機鹽的活性染料染色。石振東等人同時也公開了一種活性染料染色的前處理劑,采用乙二胺四乙酸離子鹽作為染色的前處理劑,可以明顯提高活性染料染色的上染率和固色率,降低促染劑無機鹽的用量,并且無需改造傳統活性染料染色設備,各種活性染料的染色技術參數無需變化,從而提升環保效果和降低生產成本,實現環保低鹽活性染色。

??? ?張杰提供了一種染整工藝前處理劑的制備方法,首先將朱瑾葉洗凈,烘干后粉碎以制得朱瑾葉的粉末。將朱瑾葉粉末與鹽酸溶液加入到反應容器中,同時控制料液比,回流提取后抽濾分離殘渣,將濾液收集起來并減壓蒸餾,加入活性炭去除濾液中的色素。加入無水乙醇后利用沉淀、離心的方法獲得朱瑾葉浸出液,與滲透劑、柔軟劑混合均勻,即得到了綠色環保的棉織物染整工藝前處理劑。

4.2 環保型染色助劑

徐美君等發明了一種環保型的與染色一浴分散劑,適用于各種混紡織物,其在毛滌腈、滌腈棉等多種纖維混紡織物上的同浴染色的優勢更加明顯,對染料有較強的分散性,具有很好的勻染性,有效地避免了染料的離子性不同而造成的沉淀等問題,使多種染料多種纖維可以在一浴中完成染色,節水節電、省時省力,符合節能環保的要求。

??? 陽波等人發明了一種環保型高溫勻染劑,將油酸與環氧乙烷作為原料進行聚合反應,獲得勻染劑母料,并將母料與油酸進行酯化反應得到A組分,與尿素和磺酸進行磺化反應制得B組分,再講A組分和B組分進行復配得到高溫勻染劑,該勻染劑不含苯酚、苯乙烯酚等對環境有污染的成分,是一種綠色環保的產品。

4.3 環保型含氟整理劑

??? 含氟整理劑主要分三類:含氟丙烯酸酯整理、氟化脲整理劑、氟硅整理劑。含氟整理劑具有多項優良的特征,優良的化學穩定性,低摩擦系數和毒性,在含氟整理劑中加入硅元素制成氟硅整理劑,增強了其耐氣候性、耐熱性和耐寒性,同時賦予其優良的耐溶劑性。傳統的含氟整理劑環境污染大,不易降解,具有生物累積性,已被禁用。但新型有機氟化合物毒性小,易降解,基本不具有生物累積性,對環境的影響很小甚至沒有影響,是一種環境友好型的印染助劑,有良好的發展空間。

??? 美國3M公司于1953年成功研制出了有機氟拒水拒油劑,其主要成分為全氟絡酸鉻,到二十世紀七十年代美國在含氟整理劑的研發方面已達到世界領先水平。德國的Hoechst公司于1987年研制出了水溶性的含氟聚氨酯拒水拒油整理劑。相比之下,我國在有機氟拒水拒油助劑的研究起步較晚,對含氟整理劑的研究最早是在二十世紀六十年代中期,中科院確立了全氟丙酮、調聚法和電解氟化法三條路線共同研制。

??? Hao Lifen等人用BA、DM、HpA、DFMA分別通過種子乳液聚合和溶液聚合法合成了兩種新型含氟聚丙烯酸酯乳液CFBDHSFBDH,然后分別用接觸角測定儀測量了兩種新型聚合物的接觸角,結果顯示CFBDH的拒水性比SFBDH優異。

??? 付少海等人設計了一種膠乳型短支鏈全氟烷基拒水拒油整理劑,添加了改性納米氧化物。該整理劑適用于纖維素纖維、蛋白質纖維和各類化學纖維及其混紡,整理后的織物手感良好,各項牢度優異。該整理劑不含有機溶劑,使用時安全性高。其成分中不含有對環境或者人體有危害的成分,符合環保要求。

4.4 環保型印花助劑

??? 嚴洪華等人以天然脂肪、尿素和過硫酸鉀作為活性劑,以羥甲基纖維素和天然膠的混合物作為增稠劑,以磺酸鈉、非離子聚丙烯酰胺和亞硫酸鈉的混合物作為助長劑,開發了一種環保的印花助劑,大幅降低了在印花過程中所產生的污染廢棄物,是一種節能環保印花助劑。

??? 勞吉清等人發明了一種防靜電的印花助劑,其中的防靜電的組分的主要成分是?;撬徕c和N-甲基丙烯酰胺,增稠劑則是使用了多項天然的增稠物質以使得增稠效果得到了明顯的提升。該發明使用天然脂肪和尿素作為活性劑,大幅減少了污染物的產生。

5 結語

??? 綜上,環保型助劑的開發對印染行業有著十分重要的意義。它既符合如今社會對可持續性發展的要,也對人類和環境無毒害和污染性。在滿足社會發展要求的同時,也能擁有高效的印染效果。

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