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第三四章纺织品染整生产过程中的生态问题及环保染化料

花匠小妙招
2025-01-26 09:41

第三四章纺织品染整生产过程中的生态问题及环保染化料

第三章纺织品染整生产过程中的生态问题,§1水污染一、染整加工耗用大量的水染化料的溶解、配制，染整生产加工，染整设备的清洁，耗用大量水。染整加工用水量的大小与产品品种、生产加工量、织物幅宽、生产方法及工艺流程、设备性能等有关。一般来说，窄幅织物每百米生产用水量为2.5～3吨，宽幅织物每百米生产用水量为2.3～4吨。,二、染整废水排放量大、污染严重,染整废水的排放量很大：染整加工的废水量约为用水量的60％～80％染整废水中含有大量的污染物质，而且危害程度较高染整废水的污染物主要来自： 1．纤维含有的杂质 2．染整加工所用的染化料,三、染整废水中的主要污染物及其危害程度,染整废水污染物种类污染物危害程度,§2 大气污染,污染物主要来源：（1）染化料的配制：易挥发的化学药剂的污染（2）生产过程的污染：某些染整工艺过程会放出挥发性污染物质，如涂层加工、酞菁染料染色、亚氯酸钠漂白、次氯酸钠漂白等。,§3 产品污染,染整加工中采用的一些染化料，特别是危害性较大的染化料，会残留在纺织品上，组成产品污染，影响消费者的身体健康。如生态纺织品禁用的染料、助剂等。,第四章环保染化料,染化料是纺织品加工的主要污染源。环保染化料是生态纺织品生产加工的关键。,§1 环保型浆料,一、概述目前，纱线上浆的浆料主要有三大类：淀粉（包括变性淀粉）聚乙烯醇（PVA）丙烯酸类（包括酸盐类、酰胺类、酯类） PVA的化学需氧量很高，生化需氧量很低，很难生物分解，属污染型浆料。PVA浆料造成的污染严重，应尽量取代PVA浆料。目前浆料已成为纺织行业较大的污染源之一。,为减少浆料对环境的影响，应采取以下措施：,（1）改变生产工艺，尽量减少浆料用量及废水排放。如“两高一低“（高压、高浓、低粘）的浆纱工艺，不仅能减少污染、降低能耗，而且可以提高车速、织机效率和产品质量。（2）研制开发绿色环保浆料。,绿色环保浆料概念,（1）浆料在生产、使用中对生态环境污染少或不污染。如天然淀粉原料玉米、木薯、土豆等在生长过程中未受杀虫剂、除草剂残留污染。（2）在生产、使用浆料过程中及最终产品要有利于人体健康，不危及人类的生命安全。（3）在生产、使用浆料过程中要节省能源、用水量；少用或不用不可再生资源，最大限度利用再生资源。到目前为止，真正毫无污染的绿色浆料尚未问世，研制开发绿色浆料任重而道远。,环保型浆料的生态性要求,环保型浆料（绿色浆料）除应在性能和应用上满足上浆的工艺和技术要求，还应满足以下生态性要求：浆料中不含“环境标志”列出的禁用物质浆料在上浆时不散发有害气体或残留有害物质浆料应具有良好的生物降解性能，BOD5/CODCr>0.45。容易退浆，退浆时能源和水的消耗少。,纺织用浆料降解性能及现状,二、环保型浆料,（一）变性淀粉浆料变性淀粉浆料是以玉米、马铃薯、木薯等天然淀粉为主要原料，采用化学法、物理法或生物方法进行变性处理得到的产品。变性淀粉的溶解性、粘度、粘合性、渗透性等性能指标与原淀粉不同。,淀粉结构：,变性淀粉,第一代变性淀粉：通过物理方法(加热)或化学方法(用酸或氧化剂)将淀粉大分子降解，以降低它的聚合度、粘度，提高流动性。如糊精、酸解淀粉、氧化淀粉。第二代变性淀粉：交联淀粉、淀粉醚、淀粉酯及阳离子淀粉等一系列淀粉衍生物。第三代变性淀粉：通过化学或高能射线辐照方法，活化淀粉大分子，将低聚物作为一个“支链”接枝到淀粉的大分子上。,变性淀粉的上浆性能,（1）外观色泽：除了糊精呈淡黄色外，其他变性淀粉都呈乳白色，而氧化淀粉则更洁白些。（2）粘度及其稳定性：变性淀粉较原淀粉的水分散性要高，有些甚至呈水溶性。对于大多数变性淀粉来说，浆液粘度的热稳定性都比天然淀粉好，其中以交联淀粉的热稳定性最好。（3）粘附性：对于大多数变性淀粉来说，由于水分散性和浆液的流动性提高，改善了粘着条件，故所表现的粘附性均有不同程度的增强。（4）成膜性：在变性淀粉中，除了接枝淀粉外，其他各种变性淀粉的浆膜虽比天然淀粉柔韧一些，但仍属于脆硬型。,变性淀粉的应用特点,变性淀粉具有良好的生态性，表现在：以天然淀粉为主要生产原料，易于生物降解。可采用淀粉酶退浆，污染小。退浆处理过程中水和能源耗用少。由于变性淀粉具有良好的上浆性能和生态性质，在纺织工业中应用较广。,（二）基因变性淀粉,1．荷兰ASP浆料是利用生物基因遗传工程培育出的含有10％支链的马铃薯淀粉，经过四道特殊的化学变性生产出的浆料，具有合成浆料的性能，又保持天然浆料的优点，是最新一代的醚化类全支链变性淀粉，具有如下特性：（1）对合成纤和天然纤维具有良好的粘附力，浆膜强度高，柔韧性好。（2）具有良好的热稳定性和抗剪切性。（3）调浆方便，冷水即可溶解，与其他浆料混溶性好，不分层。（4）退浆方便，生物降解性好，无环境污染。（5）浆纱具有良好的耐磨性，提高了织造效率。,2．美国利用基因工程，培育出高支链马铃薯淀粉，具有优良的特性，如糊状性、低凝沉性、高粘附性、透明浆膜和物理机械性能好等。新型基因育种得到的淀粉，可全部或绝大部分取代PVA。如浆料组成为：酯化淀粉 25kg 基因变性淀粉 50kg 丙烯酸浆料（含固量25％） 50kg 柔软剂 3 kg 采用上述浆液上浆的纺织品，退浆废水中CODCr比PVA配方减少76％，BOD5比PVA配方减少33％，废水指标得到明显改善。,（三）丙烯酸类浆料,丙烯酸类浆料是丙烯酸类单体的均聚物、共聚物或共混物的总称，多数是由两种或两种以上单体聚合而成，属热塑性高分子聚合物。结构式如下：,,式中R1、R2、R3、R4 ＝－COOH、—CN、—CONH2、 —COOCH3、—COOC2H5……。,丙烯酸类浆料应用,丙烯酸类浆料主要有聚丙烯酸盐类浆料、聚丙烯酰胺浆料、聚丙烯酸酯浆料等。聚丙烯酸盐类浆料、聚丙烯酰胺浆料是水溶性聚合物，可单独使用，也与变性淀粉、PVA等混用，用于棉、麻等纱线的上浆。聚丙烯酸酯浆料与疏水性纤维的粘附力高，优于PVA浆料，浆膜比PVA浆料柔顺，具有低吸湿、低再粘性和高浓低粘的特点，在合成纤维经纱上浆中具有很大应用前景。,§2 禁用染料和环保型染料,染料环保问题的历史：芳香胺的致癌问题首先由德国于1905年提出。 1968年国际上专门召开会议对芳香胺的致癌性进行病原分析，并于1969年在日本东京召开的第十六届国际职业卫生会议上展开讨论，一致认为联苯胺和乙萘胺对人体的致癌作用最为严重。德国染料行业在1971年停止了联苯胺类染料的生产，采用毒性较低的联苯胺衍生物取代联苯胺。 1973年5月美国职业安全与健康管理机构宣布了对14种包括联苯胺和3,3’-二氯联苯胺在内的14种化学品采取紧急措施。1974年1月美国环境保护机构又公布9种有毒芳香胺。 1974年欧洲成立了染料制造工业生态和研究协会(ETAD ），发现约50～60种芳香胺所合成的偶氮染料会分解出致癌物，其中20种芳香胺尤为突出。 1992年4月10日德国颁布了“食品及日用消费品法”，确定15种致癌芳香胺合成的偶氮染料为禁用染料，以后又颁布了几个修正案。 Bayer公司于1994年分析了在德国市场上涉及的禁用染料有118只，1996年通过对国际市场上流通的染料调查，把禁用染料增加到132只。 1999年德国化学化工协会(VCI)根据研究表明，可还原裂解出22种致癌芳香胺的偶氮染料有141只。目前，染料的安全性、生态性已引起人们的高度关注。,