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              全自動印花機廠家淺談棉織物前處理工藝流程中的綠色化分析

              2018-03-08

              全自動印花機廠家淺談棉織物前處理工藝流程中的綠色化分析

              過程分析與結論

              1.1退漿過程

              坯布上的漿料來自紡織廠為了提高紗線的織造性能給紗線所上的一定漿料。傳統的漿料有天然的淀粉漿料和化學漿料PVA、PMA、CMC等。隨著人們環保意識的增強,淀粉漿以其極大的天然優勢,受到了人們的青睞和客戶的歡迎。其他的化學漿料由于本身存在的缺陷將逐步被淘汰。

              漿料的存在為印染加工帶來許多困難,諸如阻礙滲透,浪費染化原料,影響后序加工和產品質量等,因此漿料的去除是必要的。去除漿料的過程稱為退漿,退漿有酶退漿、堿退漿、酸退漿、氧化劑退漿等多種方法。由于使用的化學藥劑不同,其對廢水成分和環境的影響也有所不同。

              1.1.1酶退漿

              該方法以BF一7658淀粉酶為主要反應劑。淀粉酶能催化淀粉大分子鏈發生水解,從而生成分子量較小、粘度較低、溶解度較高的一些低分子化合物,再經過水洗即可去除淀粉漿料[s]。淀粉酶的轉化率高,溶化速度快,適宜于連續化生產,效率高,退漿率高達8O以上,優點是廢水治理簡單。

              使用BF一7658淀粉酶要注意的問題是活化劑的配套適用。通常汽蒸法退漿液由BF一7658淀粉酶1~2g/L、食鹽5g/I醋酸調節pH為6.5~7、表面活性劑lg/L等組成[7]。加食鹽是為了增加酶的活性,醋酸是為了調節pH值,表面活性劑是提高棉織物的滲透性。除酶以外同樣要求其他的助劑也必需符合環保要求。使用大量的食鹽、醋酸、表面活性劑也能造成污染,希望除酶以外加入更好的助劑來活化酶,同時又不造成環境污染。

              1.1.2堿退漿

              該方法以氫氧化鈉為主要反應劑。氫氧化鈉不能使淀粉溶解,但它能使淀粉發生劇烈的膨化,使分子間距增大,結構變松;同時也使得淀粉與棉纖維上的羥基之間的氫鍵結合受到破壞,進而使淀粉在棉纖維上的附著力下降,提高了它脫離棉纖維而溶解于水的能力,使其水溶性增加,再經水洗就可將淀粉去除[5]。氫氧化鈉是腐蝕性很強的堿,溶解時污染空氣,運輸、貯藏要求高,廢水不宜治理。通常汽蒸法退漿液由氫氧化鈉10 g/I、表面活性劑1~2 g/I等組成口]。堿退漿污染比較嚴重,生產環境不友好。

              1.1.3酸退漿

              該方法以硫酸為主要反應劑。稀硫酸在適當的條件下使淀粉發生一定的水解而轉變為可溶性淀粉、糖類的混合物,這些水解產物的水溶性較高,基于從棉織物上洗去。硫酸是腐蝕性很強的酸,溶解時污染空氣,運輸、貯藏要求高,廢水也不宜治理。通常軋堆法退漿液由硫酸4~6g/L、表面活性劑1~2g/L等組成。酸退漿對纖維有一定的損傷,污染比較嚴重,生產環境不友好。

              1.1.4氧化劑退漿

              該方法以雙氧水、次氯酸鈉和過醋酸為主要反應劑。氧化劑能使漿料氧化降解,不但水溶性增大,而且洗液的粘稠性也減小,很容易把漿料去除。雙氧水、次氯酸鈉和過醋酸都是腐蝕性很強的氧化劑。

              (1)雙氧水退漿。雙氧水退漿以雙氧水為主要反應劑。雙氧水是氧化性極強的氧化劑,腐蝕性很強。軋蒸法退漿液由雙氧水4~6g/L、氫氧化鈉8~10g/L、表面活性劑2~4g/I等組成[5]。雙氧水本身對環境的污染不是很大,但其他助劑的污染要比雙氧水嚴重?,F在已有過氧化物酶代替其他助劑來控制雙氧水的分解,從而減少污染。從另一個觀點出發,也可考慮一下能否開發出新的催化劑,既能控制雙氧水的分解,也能催化氧與漿料的反應,減少污染。

              (2)次氯酸鈉退漿。次氯酸鈉退漿是以次氯酸鈉為主要反應劑的方法。次氯酸鈉是反應性很強的氧化劑,由于其價格低廉,操作方便,設備簡單,使用溫度低,應用較廣。軋堆法退漿液由次氯酸鈉2g/L(有效氯)、氫氧化鈉調節pH為9.5~10、表面活性劑lg/I等組成。退漿后還要以硫酸進行脫氯,以防氯損。在次氯酸鈉的使用過程中,會產生不可降解的可吸附有機氯化物AOX,很多國家制定了嚴格的排放標準。次氯酸鈉的使用將隨著清潔生產要求的提高而逐步被淘汰。歐共體標準規定在通常情況下漂白廢水中AOX排放量應控制在40mgCl/Kg。

              (3)過醋酸退漿。過醋酸退漿是以過醋酸為主要反應劑的方法。過醋酸是冰醋酸與雙氧水的平衡反應物,也可以用醋酸酐與雙氧水反應制得。退漿液由過醋酸、焦磷酸鈉、氫氧化鈉、表面活性劑等組成。過醋酸具有較高的氧化電位,對環境無污染,退漿過程可在溫和的條件下進行,織物上殘留物易清洗,對織物損傷小,被認為是很有前途的“綠色氧化劑”。過醋酸作為氧化劑在漂白過程中應用較多,在退漿過程也應得到應用。

              根據以上的分析,對幾種退漿方法加以比較,酶退漿、雙氧水退漿和過醋酸退漿是附合清潔生產的工藝方法,應加以提倡,推廣應用。

              1.2煮練過程

              煮練要去除的是纖維素的共生物,主要包括果膠質、蠟狀物質、含氮化合物、棉籽殼和灰分。這些共生物的存在,影響著纖維的吸濕性和白度。根據使用的煮練劑不同,煮練方法有堿煮練和酶精練。由于使用的煮練劑不同,排放廢水的成分有所不同,因此治理工作的難易程度也就不同。

              1.2.1堿煮練

              該方法以氫氧化鈉為主要反應劑。通常軋蒸法煮練液由氫氧化鈉20~40g/I、表面活性劑5~8g/L、亞硫酸氫鈉0~5g/L、磷酸鈉0~lg/L等組成。
              用堿和助練劑在高溫條件下處理棉織物,使纖維素共生物分解、乳化,再經水洗而被去除。該方法是以高溫強堿反應進行,不僅生產環境惡劣,而且排放的廢水堿度高、成分復雜,治理也較困難。

              1.2.2酶精練

              該方法以生物酶為主要反應劑。由于煮練是對高溫堿處理而言,目前對酶還不能采用高溫,因酶不耐高溫,否則酶將失活,所以只能精練,而不能煮練。能用于精練的酶有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等,有時也將幾種酶復合在一起使用,協同去除各種纖維素共生物,效果會好。酶的作用主要是使纖維素共生物降解形成可溶性的產物,經過水洗去除。其作用比較復雜,需要進一步細致地研究。通常軋堆法精練液由生物酶6~8g/L、表面活性劑5~6g/L、pH調節劑等組成。該方法加工條件溫和,耗能低,廢水也容易治理。通過堿煮練和酶精練的對比分析,酶精練不污環境,作業環境安全、能耗低。酶精練是符合清潔生產要求的加工方法,值得大力研究推廣應用。

              1.3漂白過程

              漂白的目的是去除棉纖維上的天然色素,賦予棉織物以必要的白度,進而提高染色和印花的色澤鮮艷度。漂白劑有次氯酸鈉、亞氯酸鈉、雙氧水、過醋酸等。

              1.3.1次氯酸鈉漂白

              該方法以次氯酸鈉為主要反應劑。漂白液的組成與次氯酸鈉退漿液的組成相類似,也要用硫酸進行脫氯,同樣不是清潔生產。

              1.3.2亞氯酸鈉漂白

              該方法以亞氯酸鈉為主要反應劑。軋蒸法漂白液是由亞氯酸鈉15~25g/L、活化劑l~2g/L、緩沖劑(控制pH)、表面活性劑3~5g/L等組成。在應用的過程中會產生有有毒的二氧化氯,對人體非常有害,這種方法應該淘汰。

              1.3.3雙氧水漂白

              該方法以雙氧水為主要反應劑。漂白液的組成與雙氧水退漿液的組成相類似?,F在提倡雙氧水和過氧化物酶漂白,以減少對環境的污染。

              1.3.4過醋酸漂白

              過醋酸漂白以過醋酸為主要反應劑。漂白液的組成與過醋酸退漿液的組成相類似。與其他漂白劑相比,過醋酸有許多優點:(1)氧化電位(0.986V)與亞氯酸鈉相近(1.073V);(2)不產生任何有有毒作用,排放物完全可生物降解;(3)漂白反應可在弱酸或中性條件下進行,有利于保護纖維的機械性能。所以過醋酸漂白是優良的方法。

              1.4退煮漂一浴過程

              為了節省能源,提高生產效率,取得良好的經濟效益,通常將幾個工序合并在一起進行加工,產生了一浴工藝,在生產實踐中應用比較多。

              1.4.1傳統的退煮漂一浴

              該方法以氫氧化鈉、雙氧水為主要反應劑。其溶液組成為氫氧化鈉、雙氧水、穩定劑、表面活性劑等。雖然工藝流程較短,但是污染仍然存在,排放的廢水不易治理。

              1.4.2酶退煮漂一浴

              該方法以酶、雙氧水為主要反應劑。酶退漿、酶精練、酶漂白都要用到酶。經過酶種的選擇,可以將三個工序合并進行,是較理想的工藝過程,完全附合綠色生產,具有很高的應用價值。酶的退煮漂是近幾年研究的重點,生產中已有應用,但是仍存在很多問題,需要更進一步地研究。

              1.5絲光過程

              棉織物絲光是指棉織物在經緯方向上都受到張力的情況下,用濃堿溶液或其他絲光劑處理,以改善織物性能的加工過程。通過絲光棉織物的強度有所提高,對染料的吸附能力有所增加,還產生絲一般的光澤。常用的絲光劑有氫氧化鈉、液氨等。

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              1.5.1氫氧化鈉絲光

              該方法以氫氧化鈉為主要反應劑。使用的氫氧化鈉濃度為240~280g/L,由于堿的濃度較高,需要回收利用,操作環境不友好。絲光后棉織物要經過大量的水洗,浪費水資源,且廢水的排放量也較大,治理較困難。

              1.5.2液氨絲光

              該方法以液態氨為主要反應劑。液氨循環利用,棉織物上殘存的少量氨經烘干或水洗去除。液氨絲光對環境的污染較小。相比之下液氨絲光工藝的污染程度比氫氧化鈉絲光工藝要小。

              1.6退煮漂絲光一浴過程

              人們設想將前處理工藝合并為一個工藝過程進行加工,這樣就可以大大提高效率,節約成本,所以對該工藝的可行性也進行了研究。
              該方法是以氫氧化鈉、雙氧水為主要反應劑,另外還要有穩定劑、表面活性劑。該工藝能使織物的毛效、白度、鋇值等指標較理想,但強力下降較多。要使該工藝可行,關鍵是選擇一種能在強堿性條件下,有效控制雙氧水分解速率的穩定劑,提高雙氧水漂白效果,使纖維避免不必要的損傷。由于該工藝所具有的特點,在考慮工藝過程綠色化的前提下,應該做深入細致地研究。

              1.7加工方法的選擇

              在不使用有害的物質和選擇較短工藝過程的同時,還應考慮和選擇適當的加工方法,實現操作環境的相對溫和。加工方法和設備有密切關系,高溫或高壓條件下的操作環境友好程度較差。所采取的方法有以下幾種。

              (1)浸軋堆置法。在一定溫度下浸軋并保溫堆置一定的時間;冷軋后施加張力保持一定時間(如絲光)。特點是節約能源和用水。

              (2)浸漬法。在一定溫度的處理液中,保持一定的時間。一般在較高溫度下進行。

              (3)浸軋汽蒸法。浸軋后,汽蒸一定的時間。

              (4)高溫高壓法。在高溫高壓的處理液中,保持一定的時間。

              總之,通過對棉織物前處理各工藝過程的分析,酶的退煮漂和液氨絲光是理想的清潔生產過程,應當研究和應用。同時對退煮漂絲光一浴工藝也應進行開發,希望盡早應用于生產。


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