【集萃網(wǎng)觀察】當(dāng)務(wù)之急是含PFOS功能整理劑的替代品研究與開(kāi)發(fā)，這項(xiàng)工作早在本世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始，要求非常明確：首先是不含PFOS（包括PFOA），同樣重要的是，功能不亞于含PFOS的功能整理劑。
PFOS被廣泛應(yīng)用
PFOS是全氟辛烷磺�；衔锏暮�(jiǎn)稱(chēng)。由它合成的化學(xué)品具有超低表面張力（10-15mN/m），表現(xiàn)出優(yōu)異的疏水性和疏油性，良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，可用于高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等體系中；優(yōu)良的相容性，可與其它化學(xué)物復(fù)配使用。由于這些特性，紡織染整行業(yè)利用它對(duì)高張表面纖維進(jìn)行表面改性，達(dá)到防水、拒油，易去污作用，自20世紀(jì)60年代已用于紡織品的防水、拒油和易去污整理。
我國(guó)紡織印染行業(yè)規(guī)模性使用PFOS防水拒油整理劑始于20世紀(jì)70年代末至80年代初。由于紡織工業(yè)近三十年的飛躍發(fā)展，這款高端含氟功能性整理劑的耗用量急劇增長(zhǎng)。2006年我國(guó)防水拒油易去污整理劑耗用量1.1萬(wàn)噸以上，其中95%進(jìn)口。按照在紡織品上整理劑用量計(jì)算，可以生產(chǎn)這類(lèi)防護(hù)功能的紡織品約為12億m2。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，按照近幾年我國(guó)三防整理劑年消耗增長(zhǎng)率約為10-15%，到2010年消耗量大概達(dá)到1.5萬(wàn)噸，可以加工14億m2左右紡織品，以平均10元/m2單價(jià)計(jì)，將是140億人民幣產(chǎn)值。制成防護(hù)功能的服裝，產(chǎn)值又將上一個(gè)更高的臺(tái)階。
PFOS的危害和禁用
但是，PFOS已被證明是一種有毒化學(xué)品，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境極其有害。PFOS對(duì)肝臟、神經(jīng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的多種器官具有毒性和致癌性。動(dòng)物試驗(yàn)證明，體內(nèi)積累2mg/kg的PFOS可導(dǎo)致死亡。而且PFOS具有遠(yuǎn)距離環(huán)境遷移能力，污染范圍十分寬廣，經(jīng)調(diào)查，日本東京灣、上海黃埔江的水系中都檢測(cè)到PFOS的蹤跡。
隨著各國(guó)對(duì)PFOS的毒理學(xué)和生態(tài)學(xué)的深入研究，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）于2002年12月在第34次化學(xué)委員會(huì)聯(lián)合會(huì)議上，對(duì)PFOS發(fā)出一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，把它列為一種難分解的可持久性在生物體內(nèi)積累的有毒化學(xué)品（PBTs）。研究表明，PFOS在生物體內(nèi)積累的毒性比已列入2001年5月23日簽署的《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》的12種含氯農(nóng)藥和多氯二惡英等要高數(shù)百倍和數(shù)千倍。
鑒于PFOS對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重危害，歐洲議會(huì)于2006年12月12日發(fā)布限制PFOS使用的2006/122/ECOF法令，于2008年6月27日起開(kāi)始實(shí)施。法令對(duì)PFOS的限量規(guī)定為：作為生產(chǎn)原料和制劑組份中，PFOS限量不超過(guò)0.005%(50mg/kg)，紡織品及涂層材料的限量為1μg/m2。根據(jù)這一限量，以PFOS為起始原料所制造的整理劑不可能達(dá)標(biāo)，實(shí)際上就是禁用。
該指令還指出，全氟辛酸（PFOA）被懷疑有與PFOS相似的危害性，正在對(duì)它的危險(xiǎn)分析實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。早在2001年前后，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）對(duì)當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上出現(xiàn)杜邦公司的Teflou不粘鍋的全氟辛酸銨的毒性評(píng)估，也會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成潛在危險(xiǎn)，但是對(duì)于PFOA是怎樣轉(zhuǎn)移到環(huán)境中和怎樣對(duì)人體健康造成危害，還沒(méi)有完全證實(shí)，需要更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。目前美國(guó)EPA提出了PFOA自主削減計(jì)劃，至2010年P(guān)FOA排放減少95%，2015年減少100%，即零減放。
Oeko-Tex標(biāo)準(zhǔn)100于2009年1月8日發(fā)布2009年修訂版中的4項(xiàng)重大修訂，其中，PFOS在所有紡織品上限量為1μg /m2，PFOA在嬰幼兒紡織品上限量為0.1mg/kg，其它紡織品為0.25mg/kg。
替代品研發(fā)
當(dāng)務(wù)之急是含PFOS功能整理劑的替代品研究與開(kāi)發(fā)，這項(xiàng)工作早在本世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始，要求非常明確：首先是不含PFOS（包括PFOA），同樣重要的是，功能不亞于含PFOS的功能整理劑。
2002年美國(guó)3M公司研發(fā)全氟丁基磺酸（PFBS）替代PFOS，由此生產(chǎn)出Scotchguard系列商品。由于氟碳鏈短，因此無(wú)明顯持久生物積累性，短時(shí)間能隨人體新陳代謝排出體外，且其降解物無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境無(wú)損。但這些產(chǎn)品與用PFOS制得的產(chǎn)品相比，拒油性能還有相當(dāng)距離。
全氟己烷基磺酸鹽或磺�；铮≒FHS）和全氟己酸（PFHA）是目前替代PFOS的熱門(mén)選題，國(guó)內(nèi)的浙江巨化集團(tuán)于2004年開(kāi)始研究。與PFBS同樣的原因，對(duì)人體和環(huán)境危害性減少。各國(guó)典型品種有：科萊恩在2006年6月德國(guó)舉行的Techtextil＆Avantex展覽會(huì)上推出的Nava N系列產(chǎn)品；日本旭硝子公司的Asahi Guard AG-E061；大金工業(yè)株式會(huì)社與美國(guó)道康寧公司的優(yōu)尼恩TG-5521；德國(guó)Rudoff公司的Rucoguard AC6、AR6、AT6等。它們的防水拒油性能與PFBS相比有了很大的提高，但PFHS制得產(chǎn)品的拒油性還沒(méi)有達(dá)到PFOS和PFOA制得產(chǎn)品的水平，而且應(yīng)用調(diào)漿法合成PFBS或PFHS時(shí)難免混有碳鏈長(zhǎng)的PFOS。通常合成PFOS時(shí)最高只能達(dá)到68%的含量，其余是低于C8或高于C8的產(chǎn)品。杜邦公司采用新的氟調(diào)漿物制造技術(shù)主要得到C6基產(chǎn)品，沒(méi)有C8基成份。
開(kāi)發(fā)含硅氟整理劑是國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的方向。含硅氟的整理劑同時(shí)具有含硅和含氟整理劑的優(yōu)點(diǎn)。比普通的硅氧烷具有更特殊的性能，有很好的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)穩(wěn)定性，以及更低的表面張力。其合成方法和普通硅氧烷相近，含氫硅油與不飽和的含氟化合物加成反應(yīng)是合成含氟硅氧烷的重要方法。
全氟硅烷的氟碳原子可調(diào)節(jié)在6個(gè)碳以下，含氟硅烷的氟碳鏈碳原子即使是2個(gè)或4個(gè)，也具有很好的防水和拒油效果。美國(guó)阿托費(fèi)納化學(xué)公司、德國(guó)希爾公司、日本陶氏東麗硅氧烷株式會(huì)社、日本三井化學(xué)株式會(huì)社和美國(guó)道康寧公司等生產(chǎn)烷氧烷的專(zhuān)業(yè)公司都研發(fā)了一批含氟硅整理劑。國(guó)內(nèi)武漢大學(xué)、東華大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、中科院化學(xué)所也都研制了一批含氟有機(jī)硅，能用于紡織品的防水、拒油整理。
除此以外，利用低表面張力的氟碳聚合物與碳?xì)浠蚬柩跬榫酆衔锘旌瓦_(dá)到復(fù)配增效作用，也可達(dá)到防水拒油功能。如果使用PFOS類(lèi)氟碳聚合物，只要使其含量在混合物中低于0.005%，也是一種行之有效的方法。
經(jīng)歷了四十余年的PFOS系列功能整理劑有其獨(dú)特的性能，將其取代決非易事，隨著科技發(fā)展必將得到安全的，性能優(yōu)異的防水、拒油、易去污整理劑。目前也有一些無(wú)PFOS而性能與PFOS系列三防整理劑大相徑庭的、魚(yú)目混珠的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，廠家必須謹(jǐn)慎選用。
來(lái)源: 《紡織品印花》 文：陳榮圻
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