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生态化学品在纺织染整加工中的应用现状

11月10日

在“双碳”目标持续推进与全球环保意识不断提升的背景下,纺织染整行业作为传统高污染、高能耗产业,其绿色转型已成为必然趋势。生态化学品作为染整过程污染控制与清洁生产的核心支撑,凭借低毒、可降解、资源高效利用等特性,将逐步在纺织染整加工环节中(前处理、染色及印花、后整理等)应用和普及。

前处理环节 

在前处理中,生物酶制剂通常被用于退浆、精炼、抛光、脱胶等工序。淀粉酶可以高效、专一地水解织物上的淀粉浆料,实现织物的退浆;果胶酶可对纤维素纤维中的果胶物质进行分解;过氧化氢酶可以对氧漂之后残留在织物上的双氧水进行催化分解生成氧气和水,有效去除织物上残留的过氧化氢;纤维素酶是一种能够水解纤维素大分子的蛋白质,在机械揉搓作用下表面的绒毛和原纤得以去除,使织物获得抛光效果。另外,蛋白酶(如碱性蛋白酶Alcalase)可特异性分解羊毛的角蛋白杂质与蚕丝的丝胶,羊毛炭化替代率达100%,蚕丝脱胶率可超98%,废水可吸附有机卤化物(AOX)残留趋近于零。为进一步达到理想的前处理效果,通常会将几种酶进行复配,实现不同酶之间的效果协同,并辅以少量非离子表面活性剂和适度机械作用,在提高前处理效果的同时提高前处理效率。在生物基表面活性剂研究方面,籍海燕以月桂醇和葡萄糖为原料,采用一步法合成工艺,在一定条件下合成了烷基糖苷APG,张利军等探讨了APG对棉织物前处理的影响,结果显示用APG作为精练剂可以使织物达到与传统精练剂处理后的效果,且APG可生物降解。 

染色及印花环节 

在环保染料和染色技术方面,以姜黄、苏木等植物或胭脂虫红等动物为原料提取的天然染料,或以合成生物技术为制备手段的生物合成靛蓝染料,不含致癌芳香胺与重金属,适用于有机棉、真丝等高端产品。液体分散染料是近些年环保染料研究的重点,成功开发的高稳储液体分散染料,可用于具备染液自动输送系统的聚酯面料染色,提高上染率,同时降低COD排放。另外,非水介质染色技术也得到了快速发展,如D5非水介质染色技术、超临界二氧化碳染色技术等。在环保助剂方面,无醛固色剂的开发和应用是进一步提高活性染料染纤维素纤维色牢度的重要途径之一。

印花环节中,巴斯夫股份公司推出了无甲醛海立柴林(Helizarin)涂料印花系统,以确保在生产过程中甲醛的“零添加”,并省去了后续处理工序。为了降低有机溶剂对环境的影响,印染助剂在“油改水”方面被广泛研究和应用,如水性烫金黏合剂、水性涂层剂等,可避免过度使用有机溶剂(丁酮等),减少生产安全隐患,并且直接减少VOCs排放。 

后整理环节  

生态功能性整理剂通常以“核心功能”为依据,不同类型的整理剂在成分设计和作用机制上差异显著。 

在抗菌整理方面,生态抗菌整理剂通常聚焦天然来源和低毒,在保证抗菌效果的同时满足绿色环保需求,主要包括生物基抗菌剂(如壳聚糖及其衍生物、茶多酚、竹纤维提取物)、微生物源抗菌剂(如乳酸链球菌素、聚赖氨酸)、低毒合成抗菌剂(如季铵盐类衍生物、有机硅季铵盐),这些抗菌剂可通过破坏细菌细胞膜(如季铵盐)、抑制细菌酶活性(如茶多酚)或阻断营养吸收(如壳聚糖)实现抗菌,且不产生耐药性。在柔软整理方面,采用天然植物油脂作为有机蓬松柔软剂的原料制备生物基柔软剂,能够保证加工过程中的生态环保性。在阻燃整理方面,以木质素、蛋白质、淀粉、植酸等为原料制备的生物基阻燃剂也被广泛研究,如顾海洋等以制革污泥蛋白质为原料,合成了高效无卤阻燃剂,并应用于棉织物的阻燃整理;林生根通过天然富磷化合物植酸与新戊二醇和尿素反应制备了膨胀阻燃剂新戊二醇植酸铵盐,并将其应用于Lyocell纤维的阻燃整理。在防水整理方面,随着国外对PFAS在纺织品中使用的关注,无氟防水剂受到了研究者和行业的广泛关注。

参考文献

[1]籍海燕.烷基糖苷APG的合成及其在纺织印染中的应用研究[D].上海:东华大学,2010.

[2]张利军,王春梅,程梦鑫,等.APG在棉织物前处理中的应用研究[J].成都纺织高等专科学校学报,2017,34(2):106-110.

[3]吕爱霞,朱牧野,童淑华,等.生物基蓬松柔软剂的合成及其在生态纺织品中的应用研究[J]. 化纤与纺织技术,2020,49(9):11-12.

[4]顾海洋,王冬,张丽平,等.制革污泥蛋白质基棉织物阻燃剂的合成及棉织物阻燃整理[J]. 功能材料,2022,53(1):1196-1203.

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