【集萃網(wǎng)觀察】摘要:綠色印染加工是目前紡織品生態(tài)加工的最重要環(huán)節(jié),受到國內(nèi)外染整技術(shù)人員廣泛關(guān)注;本文按照染整加工的工序,介紹了前處理、染色、印花、后整理過程中正在研發(fā)和應(yīng)用的有利于生態(tài)的加工工藝。
跨越了WTO的深溝巨壑,中國印染業(yè)融入國際經(jīng)濟體系的步伐日益加速。席卷全球的“綠色”潮流一覽無余地展現(xiàn)在中國印染業(yè)面前。如今,人類正面臨著環(huán)境污染和資源耗竭的威脅。倡導(dǎo)“綠色”印染不僅可以滿足一代人消費安全的需求,同時也實現(xiàn)了經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展!熬G色”已成為中國印染業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略之一。它必然大大提高中國印染業(yè)的整體水平,提高我國在國際市場中的競爭地位,成為中國紡織業(yè)從“大國”走向“強國”的推進器。
在第二屆“綠色中國”論壇上,國家環(huán)境保護總局負責(zé)人指出:人類正面臨著一場新的轉(zhuǎn)型,快速發(fā)展的中國經(jīng)濟正面臨嚴峻挑戰(zhàn),應(yīng)徹底實施綠色戰(zhàn)略。作為工業(yè)污染源頭之一的印染業(yè)更應(yīng)該擔(dān)起可持續(xù)發(fā)展的重任。
印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國印染廢水排放量約每天3~4萬m3。印染廠每加工100m織物,產(chǎn)生廢水3~5t。印染廢水具有水量大,有機污染物含量高,色度深,堿性大,水質(zhì)變化大等特點,屬于難處理的工業(yè)廢水。這些廢水如果排入江湖,用于農(nóng)田灌溉或作為飲用水,對人類可長期產(chǎn)生毒害,后果嚴重。廢水中的污染物主要來自各種纖維材料加工中的染料助劑和纖維上所含雜質(zhì),染整加工需要使用大量的有機和無機化學(xué)品:燒堿、硫酸、鹽酸、磷酸、硫酸鈉、染料、表面活性劑、熒光增白劑、柔軟劑等。這些有毒有害物質(zhì)揮發(fā)到空氣中,會造成大氣污染,如果殘留在織物上,就會直接危害人體健康。
因此綠色染整加工已經(jīng)成為我國紡織行業(yè)關(guān)注和急待解決的問題。目前國內(nèi)外關(guān)于綠色染整工藝的研究和開發(fā)浪潮高漲,一些具有前瞻性、創(chuàng)新性和實用性的新工藝被開發(fā)出來,極大的提高了印染業(yè)的環(huán)保水平。本文對此進行簡要介紹。
1生態(tài)前處理工藝
1.1冷軋堆前處理工藝
常規(guī)的前處理需要經(jīng)過退漿、煮練、漂白和絲光等工序,工序長,耗能多,加工時間長。采用高效前處理助劑,適當(dāng)增加助劑的濃度。采用高效設(shè)備加工,可以大大縮短處理時間,并能減 少助劑和水的用量。目前較為常用的是冷軋堆前處理工藝。冷軋堆工藝是指在室溫條件下將退漿煮練漂白合并成一道工藝的前處理工藝方法,它解決了常規(guī)煮練工藝中經(jīng)常產(chǎn)生的折子、卷邊、擦傷、緯斜等疵點。在常溫條件下,將堿和雙氧水、穩(wěn)定劑、精練劑等混合的處理浴對布進行浸軋,上卷,然后包裹密封在室溫下堆置。工藝流程短、設(shè)備少,結(jié)構(gòu)簡單、投資不大,室溫能源消耗少。采用此工藝可以節(jié)約三分之一以上的能源和時間,減少三分之二的污水量。
1.2生物酶前處理技術(shù)
生物酶是一種無毒、環(huán)境友好的生物催化劑。生物酶用于染整加工業(yè)具有很多優(yōu)越性:
(1)作為一種生物催化劑無毒無害;
(2)處理需要的條件(溫度、pH值等)較溫和;
(3)用量較少;
(4)反應(yīng)后釋放的酶可以進一步催化另一反應(yīng);
(5)處理產(chǎn)生的廢水可以生物降解。
以生物酶取代燒堿進行前處理,可大幅度減低排出廢水中的COD值,經(jīng)實驗結(jié)果表明,由19000mg/L降到800 mg/L,同時可減少10%的燒堿用量。
1.2.1生物酶退漿
生物酶應(yīng)用于染整工業(yè)最早是從織物退漿開始的,目前仍然是去除織物上淀粉漿料的重要方法。染整加工退漿的淀粉酶主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶等,使用溫度50~70℃,pH=6~7左右。
目前用于退漿的淀粉酶主要向高溫高效方向發(fā)展。高溫淀粉酶不僅可以提高退漿效率,而且可以同時去除混合漿料中的PVA等化學(xué)漿料,簡化工藝流程,減少污水排放。
1.2.2生物酶精練
棉織物精練的主要目的就是去除棉織物的天然雜質(zhì),為后續(xù)染色、印花、整理加工創(chuàng)造條件。應(yīng)用于生物酶精練的主要是果膠酶,脂肪酶和纖維素酶等。果膠酶可以去除棉纖維表面的果膠物質(zhì),但是單純使用果膠酶很難達到理想效果,在果膠酶精練中加入少量非離子表面活性劑,不但可以大大提高織物吸濕性,而且明顯減小果膠酶的用量和處理時間。在精練過程中施加適度的機械攪拌以及選擇相容性和協(xié)同效應(yīng)好的生物酶混合使用,會提高酶的活性和精練效率。生物酶精練大大降低了精練污水的毒性。
1.2.3過氧化氫酶漂白
將過氧化氫酶應(yīng)用于棉織物的過氧化氫漂白不僅可以去除織物上殘留的過氧化氫,而且可以直接染色,具有效率高,節(jié)能無污染的特點。用過氧化氫酶去除織物上殘留的雙氧水,能增加織物的染色深度。過氧化氫酶每min能分解五百萬個雙氧水分子,并且分解溫度低,有利于節(jié)省能源。過氧化氫酶去除殘留雙氧水的最佳工藝條件為:溫度20℃,pH值6~8.酶用量4ml,處理。
1.3超聲波前處理技術(shù)
超聲波是人耳聽覺無法感知的振動波,通常把頻率在2×104~2×108Hz的聲波叫超聲波。超聲波作為一種波動形式可以以橫波在固體、液體、氣體中傳播,或者在液體、氣體中以縱波形式傳播。超聲波在前處理操作中的運用,其目的是從纖維表面去除天然和外來的污染物質(zhì),在這些過程中超聲波的使用都會提高處理速度。
1.3.1超聲波退漿
與一般的淀粉上漿和退漿相比,使用降解淀粉上漿后再用超聲波退漿可以節(jié)約許多能量。使用超聲波退漿,可以減輕纖維的降解,紡織物的白度與潤濕性和傳統(tǒng)退漿方法相同。在退漿過程中,超聲波空化作用引起的分散作用使大分子之間產(chǎn)生分離,促進漿料與纖維的粘著變松。而超聲波的乳化作用可以去除的漿料溶解性能提高,使其具有較好的退漿效果。由于超聲波的吸熱效應(yīng)可以使反應(yīng)保持在一定的溫度,為反應(yīng)提供了能量從而節(jié)省了其他能量。
1.3.2超聲波煮練
超聲波在煮練工藝中的作用主要是源于空化作用引起的彌散作用、乳化作用、洗滌作用以及解聚等作用。超聲波空化作用是粘附在纖維上的污物表面張力降低,因此在各個表面上和低凹處起著清潔作用,同時空化作用使污物和油垢得以乳化,協(xié)助清除油垢和污物。有報道稱,使用超聲波洗毛可以降低洗毛溫度,縮短時問,降低凈洗劑用量,且在一定條件下,不用凈洗劑或溫度低于羊毛脂熔點仍可達到凈洗毛質(zhì)量要求;利用超聲波洗毛所得洗凈毛的蓬松性好,羊毛纖維之間不發(fā)生糾纏,白度高,洗凈毛中幾乎無細小雜質(zhì);超聲作用后,羊毛鱗片變鈍變光,降低了羊毛纖維的摩擦效應(yīng)。且作用時間越長,降低幅度越大,從而改善羊毛纖維的氈縮性;由于超聲波對羊毛的蝕刻作用。羊毛纖維細度趨于集中,長時間作用會使羊毛纖維直徑明顯變小,斷裂伸長增加,但對羊毛纖維強力無明顯損傷。
1.3.3超聲波漂白
Safonov采用超聲波對棉織物進行雙氧水漂白,觀察到漂白速度提高,漂白時間縮短,織物的白度也優(yōu)于傳統(tǒng)漂白法。用超聲波處理后的漂白棉織物對于直接染料、活性染料的上染率是很有效的。有關(guān)超聲波對亞麻加工影響的研究表明,與傳統(tǒng)練漂的亞麻纖維相比,纖維白度得到提高。超聲波的空化作用可以使藥劑與纖維充分接觸,一方面超聲波作用于纖維使纖維i8部的比表面積加大,從而增加了纖維吸附化學(xué)藥劑的比表面積,提高反應(yīng)速率;另一方面超聲波的空化作用有助于破壞發(fā)色體系,從而起到消色的作用[4]。超聲波也可用于染色,利用超聲波染色技術(shù)可以賦予織物較好的上染率、日曬牢度和洗滌牢度,并且能源消耗少。
1.4堿減量廢水回收
在燒堿特別是在高溫條件下,滌綸纖維可發(fā)生水解,生成對苯二甲酸鈉和乙二醇,從滌綸織物中降解剝落下來的對苯二甲酸和乙二醇單體存在并溶解于水中形成堿減量廢液,但在酸性條件下對苯二甲酸就析出,PH=3以下幾乎不溶于水。據(jù)此可在廢液中加酸降低pH值,過濾回收對苯二甲酸。不但可實現(xiàn)廢物資源化,而且廢液的COD大大降低,減輕了后續(xù)治理的負荷,能取得良好的經(jīng)濟和社會效益。為將對苯二甲酸從加工廢液中分離出來。通常采用硫酸的酸析法,再用壓濾器過濾。不過,因為析出的對苯二甲酸是微粒,沉降性差,不適合傾析。此外這種微粒保水性強,難以過濾。除酸析法外還有將對苯二甲酸變?yōu)殁}鹽的分離方法。這種方法是將加工廢液的pH從中性調(diào)節(jié)到10左右,再添加氯化鈣水溶液,用這種方法析出的對苯二甲酸粒子直徑比酸析法的大,為20~30nm,且粒子大小一致,沉降性極好。
2生態(tài)染料
生態(tài)染料是指對人體安全、上染率高、色牢度好、生物可降解性好、重金屬含量少、以及染色過程不使用非生態(tài)型助劑的染料。
2.1天然染料
隨著合成染料中的部分品種受到禁用,人們對天然染料的興趣又重新增濃。主要原因是大多數(shù)天然染料與環(huán)境生態(tài)相溶性好,生物可降解,且毒性較低。加上石油資源的消耗已顯示合成染料原料不足,也促進開發(fā)天然染料來補充合成染料[7]。天然染料一般無毒和低毒,主要來源是植物的葉花果實和根莖,容易生化降解,不會造成污染[7]。還有的天然染料來自于動物和礦物,F(xiàn)在人們又發(fā)現(xiàn)細菌和真菌等微生物產(chǎn)生的色素也可作為天然染料來源。英國研究人員指出:掌狀革菌、粗毛纖孔菌等大型真菌都可以作為天然染料用于染色,主要用于聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚丙烯腈纖維[8]。雖然天然染料自身還存在著許多不足,如染色牢度差、色譜不全、價格昂貴等,不可能完全替代合成染料,但作為合成染料的部分替代或補充是有價值的,尤其是用天然染料開發(fā)一些高附加值的紡織品更具有廣闊的發(fā)展前景。
2.2新型傳統(tǒng)合成染料
傳統(tǒng)合成染料中發(fā)展最快的要數(shù)活性染料和分散染料,特別是活性染料已是纖維素纖維紡織品應(yīng)用最廣的一類染料,大有取代還原、直接、硫化和不溶性偶氮染料的趨勢。
近年來開發(fā)的活性染料呈現(xiàn)如下特點:
(1)符合生態(tài)和環(huán)境要求的活性染料,不僅要求染料生產(chǎn)過程中無污染或少污染,而且所生產(chǎn)的活性染料還符合環(huán)保要求,使一些禁用染料得到代用;
(2)活性基染料品種和數(shù)量有了迅速增加。雙活性基染料具有固色率高、提升性好、濕牢度也較高等優(yōu)點;
(3)中性或低堿固色的活性染料有了發(fā)展;
(4)高固色率或低鹽染色的活性染料有了發(fā)展;
(5)新型活性染料有了增加,例如防塵環(huán)保型活性染料、液狀活性染料、顆粒狀新型活性染料,以及適用于噴墨印花的活性染料和適用于與樹脂或纖維變性劑一浴一步加工的活性染料等。這些染料不僅改善了應(yīng)用的安全性,減少污染,還為自動配液加料和新型印染技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。
2.3納米生態(tài)染料
納米生態(tài)染料開創(chuàng)了印染工藝新時代,納米染料是指染料利用納米技術(shù)制造,其產(chǎn)品粒子三維尺寸均小于100 nm,而普通染料粒徑小于175nm!凹{米染料”有粘合劑成分,其生態(tài)含義是指染料本身、印染過程中及印染產(chǎn)品均符合生態(tài)要求。其色牢度優(yōu)良,工藝性能良好,對各種纖維無選擇性。為什么“納米生態(tài)染料”具有一系列神奇而優(yōu)良的性能,是由于它具有不同染料和涂料粒子的結(jié)構(gòu)!凹{米生態(tài)染料”的合成技術(shù)雖未公開,但其結(jié)構(gòu)可以部分公開,即染料存在納米級(粒徑小于100 nm)粘合劑粒子中,因而它具有優(yōu)良的粘合性能,它的粘合強度為色牢度測定時儀器摩擦牢度的20倍以上,因而干摩均為4~5級是很自然的結(jié)果,沒有浮色,不用水洗,不產(chǎn)生廢水。
3生態(tài)染色工藝
3.1超臨界二氧化碳
當(dāng)溫度和壓力超過二氧化碳的臨界值(31.3℃,7.39 MPa)后,二氧化碳就轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界流體狀態(tài)。即使怎樣加熱它不會變成氣體,不管如何加壓,它也不會變成液體和固體,她可以和氣體一樣,均勻分布在整個容器中。通過控制壓力,可達到和液體一樣的密度,它又有很強的滲透作用,對物質(zhì)的溶解能力比氣體大得多,甚至比液體還強[9]。溶解分散在超臨界二氧化碳中的物質(zhì)具有易擴散,易滲透能力。超臨界二氧化碳流體染色主要適用于非離子類的難溶性分散染料,對分散染料有很好的溶解能力,并且對疏水性的滌綸等合成纖維有很強的增塑作用,可以增加纖維中大分子鏈的活動能力和擴散自由體積,加快染料在纖維中的擴散,從而大大提高上染速率,有很好的透染和勻染效果。染色的纖維包括滌綸、錦綸、醋酸纖維,也曾研究用于丙綸和芳綸的染色,最近又有人在研究用于羊毛和天然纖維的染色,其中最有前途的首推滌綸的染色。超臨界二氧化碳流體在紡織工業(yè)中的應(yīng)用,除了染色之外,還可用于織物的前處理和后整理加工。它具有以下優(yōu)點:
(1)上染速率快,10 min內(nèi)就可完成上染;
(2)勻染、透染、重演性好;
(3)染色過程短,大多數(shù)情況下不必還原清洗;
(4)非水染色,染后不必烘干,無廢水產(chǎn)生;
(5)未上染的染料可重復(fù)使用,減少污染,提高利用率。
3.2低溫染色工藝
3.2.1活性染料冷軋堆技術(shù)
活性染料冷軋堆是將織物浸軋染液后,于室溫下打卷堆置,并不斷緩慢轉(zhuǎn)動,使染料均勻上染和固色,然后進行正常的水洗加工,去除水解染料等浮色;钚匀玖系睦滠埗讶旧に嚲哂泄に囋O(shè)備簡單,能源消耗少,勻染和重現(xiàn)性好,固色率高,適用染料品種多,染色廢水少,加工成本低等特點。冷軋堆工藝的固色階段是在室溫堆置過程中完成的,因此所選擇的染料必須具有較高的溶解度,還要有一定的反應(yīng)速率。反應(yīng)速率過低時,不僅使勻染性和透染性降低,還大大降低了固色速率和固色效率;钚匀玖先旧姆磻(yīng)速率主要取決于染料的活性基團。目前,適用于冷軋堆染色的活性染料分子的活性基結(jié)構(gòu)主要有二氯均三嗪、一氯均三嗪和乙烯砜等。
3.2.2分散染料增溶染色
染料上染纖維必須在水中有足夠高的溶解度,還要較快擴散進入纖維,并和纖維結(jié)合固著,對難溶性的分散染料來說,分子中不含水溶性的離子基團,所以染色溫度很高,也不易擴散進入親水纖維和再固著在纖維內(nèi)部。國外有人研究利用天然的類脂類助劑,如磷脂幫助分散染料上染羊毛等纖維。增溶染色上染速率快,勻染、透染、重演性好,染色溫度低,使難溶性分散染料可上染親水性的羊毛、蠶絲纖維,而在通常情況下分散染料是很難上染這些纖維的。助劑增溶染色的優(yōu)點主要有:
(1)加快上染速率;
(2)提高勻染、透染、重演性;
(3)降低染色溫度,羊毛可低溫染色,滌綸不用載體也可在較低溫度染色;
(4)使難溶性分散染料可上染親水性的羊毛、蠶絲纖維.因此有可能一浴法用分散染料染滌綸與錦綸、羊毛、蠶絲纖維的混紡織物;
(5)擴大了染料的應(yīng)用范圍,有利于選用分散染料代用被禁用的酸性染料染羊毛和蠶絲紡織品。
3.3氣相或升華染色
氣相或升華染色不用水作為染色介質(zhì),它是在較高溫度或真空條件下使染料升華成氣相,并吸附和擴散于纖維中,即發(fā)生上染過程。這種染色的染料轉(zhuǎn)移和上染機理與熱轉(zhuǎn)移印花類似,要求染料有較強的升華性,目前主要是一些非離子型的分散染料或易升華的顏料,染后不必水洗,有利于環(huán)境保護。
3.4微波遠紅外染色
微波是一種波長極短的電磁波,當(dāng)微波與物質(zhì)分子相互作用,產(chǎn)生分子極化、取向、摩擦.吸收微波能產(chǎn)生加熱效應(yīng)。微波加熱是物體吸收微波后的自身發(fā)熱,加熱是從物體內(nèi)部開始的,能做到從里到外同時加熱。利用微波加熱具有好的穿透性,是體加熱,不需要傳熱過程,可大大縮短染色時間,實現(xiàn)快速勻染,降低能耗,提高產(chǎn)品的競爭力。微波能技術(shù)適用于滌綸布、滌棉布、滌腈布等的染色。傳統(tǒng)的方法長達幾h,熱能損失多,工作環(huán)境惡劣。在微波的照射下,染液運動加劇,促進溶于水的染料分子在織物纖維中擴散而上染,因此染色時間短,一般為1~10 min,比傳統(tǒng)的染色節(jié)約能源很多。染后的織物色牢度、色澤等各項指標(biāo)均比傳統(tǒng)工藝有所提高。
4生態(tài)印花工藝
4.1光電成像印花
光電成像印花是將染料制成帶電荷或磁性的顆粒,然后在電場或磁場中,通過靜電或磁性吸引施加到紡織品上,再經(jīng)過汽蒸或熱壓方式使染料吸附、擴散并固著在纖維中。這是一種近代不接觸成像技術(shù),無污染,不需分色制網(wǎng)和調(diào)漿,印制精密度高。在光電成像中,電子攝影機取代的普通照相機,磁盤取代了鹵化銀膠片。如果該系統(tǒng)與適當(dāng)印刷機相連接,則可得到全色復(fù)制品或印染產(chǎn)品。其印制過程如下:
(1)給鼓狀或連續(xù)帶狀的光導(dǎo)層表面上帶上均勻的靜電荷;
(2)將均勻電荷的表面在透過圖像或從圖像上反射出來的光線中曝光,在印有圖像處,光被阻或不反射而不能進入電荷層,但曝光部分的電荷被消除,因此在光導(dǎo)層上形成一個潛在的靜電圖像;
(3)帶相反電荷的有色(或發(fā)色)顆粒,被吸引到潛在的正圖像上,圖像在光導(dǎo)層表面顯影;
(4)顯現(xiàn)出來的圖像再通過靜電吸收,用偏電流輥或其他方法轉(zhuǎn)移到被印織物上;
(5)使被印物上的圖像固著;染者無疆 染整工程師論壇,是一個以染色印花紡織品整理等紡織品染整加工技術(shù)交流為主的討論社區(qū);
(6)清掃[9]。
4.2數(shù)碼印花
數(shù)碼印花是將含有色素的墨水在壓縮空氣的驅(qū)動下,經(jīng)由噴墨印花機的計算機分色處理噴嘴噴射到被染基材上,由計算機按設(shè)計要求控制形成花紋圖案。根據(jù)墨水系統(tǒng)的性能,經(jīng)適當(dāng)處理(如焙烘加工),使紡織品具有一定的牢度和鮮艷度。實際操作中,先用掃描或數(shù)碼相機數(shù)字化輸入圖稿,然后應(yīng)用圖形軟件或?qū)I(yè)的印花分色與設(shè)計軟件處理圖案,最后再通過噴印控制軟件將數(shù)字化信息傳輸?shù)綌?shù)碼噴印機,噴射出圖案。其印花速度比滾筒印花低很多,成本比傳統(tǒng)印花高。紡織品進行數(shù)碼印花時,一般要對紡織品進行前處理,染料應(yīng)根據(jù)數(shù)碼印花的方式和要求選用專用的染料作油墨。
數(shù)碼印花技術(shù)主要有以下幾點:
(1)理論上沒有顏色和重復(fù)單元大小的限制;
(2)生產(chǎn)效率高:與傳統(tǒng)印花相比,由于免去刻網(wǎng)和印制模塊的大量耗時的工序,制樣時間顯著縮短?梢栽谄聊簧现苯釉O(shè)計和修改,并可以進行多色配色。設(shè)計人員能直觀地看到通過改變篩網(wǎng)工序后整個圖案的效果;
(3)節(jié)約成本,不需要雕刻篩網(wǎng),減少修補,節(jié)約昂貴織物.減少庫存,小批量生產(chǎn)成本減少更明顯;
(4)印花過程中無廢料排放,無污染,能夠滿足消費者個性化需求。
4.3熱轉(zhuǎn)移印花
熱轉(zhuǎn)移印花或稱干法轉(zhuǎn)移印花、升華法轉(zhuǎn)移印花。用于聚酯纖維、聚酰氨織物,以及它們的混紡織物與交織物,或和低于35%的其他纖維的混紡織物與交織物的印花,還可用于二醋酯、表面未經(jīng)皂化處理的三醋酯織物的印花[3]。染料熱擴散轉(zhuǎn)移技術(shù)是目前最有希望的成像技術(shù)之一,具有巨大的市場。其所用染料主要是升華性的分散染料、油溶性染料和堿性染料。北京服裝學(xué)院的科研人員經(jīng)過數(shù)年努力,發(fā)明了國際首創(chuàng)的“無紙熱轉(zhuǎn)移印花機”,該機使用金屬箔為熱轉(zhuǎn)移印花基材。用一種像紙一樣的特制金屬箔,先承印花紋圖案,然后將花紋轉(zhuǎn)移至織物上,在熱轉(zhuǎn)印后可重復(fù)使用,基本上無損耗。以金屬箔代替紙,可避免造紙和廢紙再生造成的環(huán)境污染,還能降低15%以上的生產(chǎn)成本,具有十分良好的工業(yè)應(yīng)用前景[13]。
5生態(tài)整理技術(shù)
5.1生物酶整理
生物酶不僅用于纖維素纖維紡織品的拋光、柔軟等整理;也用于羊毛等蛋白質(zhì)纖維紡織品的防氈縮、拋光和柔軟整理;用于苧麻纖維;還可以改善刺癢和柔軟性能。
(1)纖維素酶:纖維素織物經(jīng)纖維素酶水解,部分纖維大分子斷裂,織物表面的細小纖維 脫落,使纖維織物在強力適當(dāng)下降,重量部分損失的同時變得蓬松柔軟,表面光滑,增加了懸垂性,改善了纖維的外觀,還有良好的服用性能。
(2)蛋白酶:蛋白酶用于蛋白質(zhì)纖維的加工涉及蠶絲的脫膠、羊毛的防縮和漂白。用于蠶絲脫膠的蛋白酶國內(nèi)研制的主要是中性蛋白酶和堿性蛋白酶,而國外目前主要開發(fā)酸性蛋白酶。用蛋白酶對羊毛織物進行防縮整理是非常具有潛力的加工方法,但是需要和氧化或還原法結(jié)合才會取得比較好的效果。
5.2無甲醛整理
目前,棉織物使用的免燙整理劑大多為N-羥甲基酰胺類化合物,如2D樹脂等,此類整理劑雖然具有良好的耐久壓燙效果,但在染整加工和穿著過程中會釋放出對人體和環(huán)境有害的甲醛,現(xiàn)在主要使用多元羧酸類整理劑代替。其反應(yīng)機理是:多元羧酸中相鄰的兩個羧基在高溫條件下首先脫水形成酸酐,然后在弱堿條件下,再與羥基進行反應(yīng),形成交聯(lián)。現(xiàn)在使用的整理劑主要集中在丁烷四羧酸、檸檬酸、馬來酸等。這些整理劑不含甲醛,而且彈性、外觀、平整度、耐久性等與含有甲醛的樹脂整理劑基本相同,是將得到廣泛應(yīng)用的整理劑。
5.3等離子紡織品改性
紡織工業(yè)中應(yīng)用的等離子體主要是低溫等離子,產(chǎn)生的方式主要是電暈放電和輝光放電。電暈放電是指在大氣壓條件下產(chǎn)生弱電流放電:輝光放電是指在一定的介質(zhì)中產(chǎn)生的電流放電。因為,一些低溫等離子體的活性因素(電子、離子、自由基、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)體等組分)的能量比有機化合物的化學(xué)鍵高,利用其高能量作用于有機化合物,可引發(fā)纖維表面分子的各種化學(xué)反應(yīng),如:分解、化合聚合、接枝、交聯(lián)、減量等,引起紡織材料結(jié)構(gòu)和性能的變化,或引起染化料與纖維發(fā)生反應(yīng),大大改善其染色性能和服用性能及風(fēng)格。工藝過程中沒有任何化學(xué)助劑加入.干法處理便于操作而又無廢水污染。由于這項技術(shù)可以在低溫常壓下連續(xù)化處理而具備工業(yè)化推廣的有利條件[16]。
等離子紡織品改性的主要應(yīng)用有:
(1)提高滌綸織物的染色深度和鮮明度:運用低溫等離子體對滌綸織物進行處理后,觀察到其表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了相當(dāng)大的變化即形成凹凸不平花紋,使表面粗糙化,這使得滌綸織物表面對光的全反射降低,而漫反射增強,產(chǎn)生深色效應(yīng)。同時,用有機溶劑處理,可得到加倍的處理效果,大大提高了染色的深度和鮮明度。
(2)提高羊毛織物染色性能:采用低溫等離子體技術(shù)處理羊毛,能使羊毛纖維表層的大分子鏈斷裂形成離子或自由基,提高纖維表面親水性能,從而改善羊毛的染色性能或印花性能。另外,還可使羊毛纖維更易接受后續(xù)化學(xué)藥劑或生物酶的作用,為進一步的改性創(chuàng)造條件。
(3)提高羊毛防氈縮性能:經(jīng)氧等離子處理的羊毛,因其鱗片層受到刻蝕作用而遭到破壞,同時在其大分子上引入NH2、-COOH、-OH等水溶性基團,增加了羊毛的親水性,從而影響了羊毛纖維的表面性能。據(jù)有關(guān)實驗表明,通常工藝處理的羊毛針織物洗滌后的收縮率約30%,而低溫等離子處理后,其收縮率為6%~7%,顯示出良好的防縮效果。在一定條件下(25 Pa,3 min,100 w)處理后,其氈縮率從未處理的7.338%降到5.563%。
5.4其它新型整理劑
(1)殼質(zhì):由蝦蟹外殼加工制成,聚乙烯胺基葡萄糖脫乙烯多糖,用于織物抗菌防臭和保濕整理。
(2)鯊烯:一種脂質(zhì),從鯊魚肝臟中提取,含有與入體肌膚親和性高的物質(zhì),用作織物天然功能性整理劑。整理后的織物安全舒適,具有良好的潤濕性,柔軟性和保濕性。
(3)絲膠素:從天然絲精練劑中回收和精制,整理后的織物柔軟舒適,可使肌膚濕潤[18]。
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作者:吳海婷(東華大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院)
染者無疆:染整工程師論壇
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