二十世紀70年代以來,隨著科學技術的進步和國際紡織貿易的擴大,特別是中國加入WTO后,環境維護意識受到全國以及全世界人們重視和關注。世界貿易特別重視紡織品的環保意識和生態標志。環保紡織品除在印染加工中,禁止使用法規中所規定的MA KⅢA及A芳香胺中間體生產的
染料外,對印染助劑同樣應符合環保要求和環保指標,即要求助劑產品中不含游離甲醛,無重金屬離子;不含致
癌性、致畸性物質,要生物降解性好等。
目前有很多印染助劑廠,特別是規模不大的民營、鄉鎮企業,歷來采用激進方法生產各種助劑,缺乏技術力量和產品開發的進取思想,使一局部產品不符合環保要求而被迫退貨,甚至使工廠面臨停產。筆者認為,當前助行業競爭激烈、進口助劑不時進入市場,如不積極開發環保 型助劑,提高產品質量,將無法適應時代的要求。開發環保型印染前處理 助劑,關鍵是要選擇好各種外表活性劑,本文對開發環保型前處置助劑與
外表活性劑的選用,提出幾點看法和要求。
1前處理助劑的現狀
印染前處置中常用的助劑主要是滲透劑、凈洗劑、精練劑、氧漂穩 定劑及鰲合分散劑等。這些助劑大多由外表活性劑及有機化合物、無機鹽 類和溶劑等組成,其中陰離子外表活性劑使用較多的烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、仲烷基磺酸鈉、2-烯基磺酸鈉、丁基萘磺酸、烷基硫酸鈉、琥珀酸烷基酯鈉鹽、硫酸化蓖 麻油、烷基硫酸酯鹽、烷基磷酸酯鹽、烷基聚氧乙烯醚磷(硫)酸酯鹽等。
非離子外表活性劑常用的有:脂肪醇聚氧乙烯醚,脂肪醇酰胺、山梨醇聚 氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、特辛基酚聚氧乙 烯醚、環氧乙烷聚氧丙烷共聚物等。一般不使用陽離子外表活性劑,其兩 性型外表活性劑則使用較少,不作論述。
上述外表活性劑中,有些符合環保要求,有些不符合環保要求,例 如,制造精練劑或凈洗劑中,往往加入壬基酚聚氧乙烯醚(TX10或特 辛基酚聚氧乙烯醚(Tritonx100兩者均為非離子外表活性 劑,且自身毒性小(LD50≈1045104mgkg但生物降解性很差(降 解率09%)一旦生物降解其中12個氧乙烯代謝物的毒性較未降解的壬基酚聚氧乙烯醚更大,最終降為烷基酚時毒性最大(魚毒性LCso為 3mgkS1988年丹麥、瑞士已通過法律禁用,德國也早就宣布禁止銷 售。烷基酚又被列為國際市場上被限制使用的70種環保荷爾蒙之一(又稱
內分泌擾亂化學物質)如進口精練劑LeophenU.MBA SF和Kieralan系列精練劑和國產精練劑PD-820等都含有壬基酚聚氧乙烯醚,因此,開發環保型助劑時應盡量不用或少用壬基酚聚氧乙烯 醚。但是十分遺憾的國內大型化工廠仍在生產,一些進口印染助劑中 含壬基酚的產品仍在印染廠使用。陰離子外表活性劑中,使用較多且廣 泛使用的十二烷基苯磺酸鈉(ABS配制精練劑、凈洗劑等助劑的主 要原料之一。以四聚丙烯生產的ABS烷基帶有較多的支鏈,這種帶 支鏈結構的ABS不易被生物降解。不帶支鏈的線型ABS生物降解性好(降 解率55%)但在降解過程中產生苯,對魚及水生生物有害(魚毒性LC50為 4mgkg將被列為禁 用。有些凈洗劑中,往往加入一定量的三聚磷酸鈉(STPP作助洗劑,加入 尿素作助溶劑。兩種原料均無毒性,而且磷和氮化合物是地球上生物生長 必要營養。但大量的磷和氮化合物流人江河中,可使江 河水富營養化,引起水藻類和浮游生物的急劇生長與繁殖,使水體溶解氧 下降,水質惡化,造成魚類及水生生物的大量死亡。為此,制造助劑中 應盡量控制STPP及尿素的用量,盡可能生產無磷產品。一 般可用4A 沸石、偏硅酸鈉及甲基甘氨酸二乙酸(MGDA 取代。有些氧漂穩定 劑中使用含磷原料,并能影響在排放污水中增加負荷,應有足夠的重視。羊毛洗滌劑中,有些洗毛劑中加入凈洗劑lS雖可 提高洗毛效果,但IS中含有對氨基甲醚,有致癌性,已列入禁用。近年 來,有些滲透劑、精練劑,為提高滲透效果而加入磷酸酯鹽類,有人認為 該產品生物降解性好,無毒。但含磷產品的污染問題已引 起社會的關注,最近看到一份資料表明:歐盟委員會(EC要求對美國耐克 公司銷往西歐的運動服退貨,理由是產品中含有磷酸酯,能影響人體的內 分泌。由此可見含磷產品是否屬于環保產品,應謹慎對待。有些氧漂穩定劑和螯合分散劑中,仍使用有機螯合劑如氨三乙酸(NTA 二乙烯三胺五乙酸(DTPA EDTA 等為主要原料,如氧漂穩定劑AR-750由 ED-TA 氯化鎂等組成,這類穩定劑雖有一定效果,但生物降解性很差,國外早就禁用。
2開發環保型前處置助劑中外表活性劑的使用
迄今為止,環保型助劑還沒有具體定義,但可以認為環保型助劑必需具 備以下幾個條件:
a產品的分子結構和所用原材料必需無毒、無金屬離子、無游離甲 醛、無致癌物,產品的生物降解性好。
b產品在紡織品上的殘留物,必需符合環保指標和要求,產品在排 放廢水中要便于處理,達到排放規范和要求。
c產品在使用過程中,不發生污染環境及有害氣體。
嚴格地講,毒性包括MA KmA A222種芳香胺化合物、致癌性及急性 中毒(LD50魚毒性(LC50藻菌毒性(EC50致畸性及游離甲醛;有 害重金屬離子包括ASPbCdHgNiCCuCrZn等以及生物降
解性、環境荷爾蒙,有機鹵化物(AOX等。如前所述,開發環保型助劑 中,應選用環保型外表活性劑,其中陰離子外表活性劑如烷基磺酸鈉 C16Hs3S03Na商品名稱601能耐酸、耐堿、耐硬水及電解質,能耐堿280gLNaOH以上,有分散、潤濕、乳化、去污 等特性,攜污性雖比ABS差,但生物降解性好(降解率95%)無毒
LD505.0gkg仲烷基磺酸鈉HLB值13商品名SA S60生物降解性好 降解率85%)無毒(LD502.2gkg滲透性好,能耐130℃高溫、耐 酸、耐堿、耐電解質及氧化、還原劑。o烯基磺酸鈉RCH2=CHCH2S03NaC15~19商品名稱AOS生物降解性好(降解率>97%)無毒 LDs02.5gkg對皮膚撫慰性小,去污性、鈣皂分散性好。脂肪醇聚 氧乙烯醚硫酸鹽,商品名稱AESC12H250Eo3S03Na有增溶、去污等作用,生物降解性好(降解率95%)無毒 LD501.7gkg對皮膚撫慰性小。AES有兩種產品,一種是以合成醇為 原料(2EO-A ES一種是以天然月桂醇為原料(3EO-A ES其中以3EO-AES撫慰性更小,毒性更小,生物降解性更好。多肽基外表活性劑是椰子 油脂肪酸和酪蛋白水解及月桂酸反應的產物,其原料都來源于天然產品,
生物降解性好、無毒,能耐硬水,有優異的洗滌、乳化作用,產品有promoisEMCP和promoisEFLS結構式為:RCO[HNHA一O]nOM式中A為氨基酸支鏈,M=NaEMCPKEFLS能賦予
皮膚柔軟感覺。陰離子外表活性劑中屬環保型的產 品還有:脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES烷基醇醚羧酸鹽(AEC等。MES主要 原料來源于油脂,如以棕櫚油為原料生產的甲酯,洗滌性好,易生物降 解、無毒。冷水中、硬水中洗滌能力超越ABS用量僅為ABS13制造洗滌劑的首選原料之一。AEC以羧基與一定比例EO鏈合成,具有低 泡、耐酸、堿、電解質和增溶、去污、分散、潤濕、鰲合等多種功能,無 毒、無刺激、易生物降解。印染助劑中如凈洗劑、滲透劑、勻染劑、柔 軟劑等加入AEC能改進這些助劑的性能,被發達國家譽為21世紀“綠色”外表活性劑。環保型非離子外表活性劑中,大多數非離子外表活性劑的生物降解性好、毒性小。目前主要解決壬基酚聚氧乙烯醚系列產品,其中 性能優良的天然脂肪醇聚氧乙烯醚或無水山梨醇聚氧乙烯醚和無水山梨醇 乙氧烯化合物、烷基醇酰胺等都可用于取代。被譽為新一代外表活性劑的烷基多苷(APG天然原料淀粉中葡萄糖和脂肪醇或脂肪酸的反應物,具有對人體無毒(LDs02gkg生物降解快(降解率90%)與其它表 面活性劑有較好的相容性及協同效應。APG乳化性能比TX10平平加 O吐溫-20司盤—60都好c8國內蘇州諾瓦化學公司已開發環保型三 合一精練劑,其主要原料是APG和奇碳醇類衍生物和環境型氧漂穩定劑。該產品不含磷、硅、無烷基酚結構,耐強堿、無泡、無濁點,從而可減少 印染前處理工藝的污水排放。茶皂素是新一代天然非離子外表活性劑,從茶籽餅粕中提取的一種皂類。易溶于甲醇、含水乙醇、冰醋酸、乙酸酐 和吡啶中,其水溶液在振蕩后能發生耐久性泡沫,HLB值16分散、發 泡、去污、乳化等方面都有較好的性能,可廣泛用于羊毛、絲綢洗滌,經 洗滌后織物光澤好、白度高、手感柔軟、蓬松、無氈并。將茶皂素用于精 練劑,能大大提 高棉纖維的吸水能力,使棉籽殼脫凈、白度好、毛效高。茶皂素常與 AESAS三元共聚物復配,效果較好的環保型洗毛劑。
3印染前處理助劑的復配技術
國內外前處置助劑中,主要組份均為陰離子外表活性劑與非離子表 面活性劑的復配物,或與其它無機、有機物的混合物。這樣既能提高潤 濕、滲透、分散、增溶、去污等能力,同時又可彌補非離子 外表外表活性劑和陰離子外表活性劑各自存在缺乏。復配時要根據各 廠的要求,如耐堿性、滲透力、白度、毛效等。例如:配制滲透劑時,有的要求耐堿性較高(如絲光滲透劑)有的要求耐堿性一般 50gLNaOH以下)有時要求耐酸性要好(羊毛碳化滲透劑)應在原 料選擇上有所區別。配制精練劑時,有的耐堿性較好(燒堿和助劑等混 合在一起置于高位槽中)而一般直接投入軋槽中使用,耐 堿性要求可低些。所有這些,要根據工廠中工藝條件決定使用何種助劑原 料,一般來講,烷基醇酰胺、烷基聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸鈉、2烯基 磺酸鈉等可耐100gLNaOH左右,不適合配制絲光滲透劑及耐高堿精練 劑,而烷基磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基硫酸鈉、烷基硫(磷)
酸酯鹽等可耐高強堿。配制精練劑時,其主要目的去除棉纖維中蠟 質、果膠、蛋白質、有機雜質等,以燒堿為主添 加外表活性劑,有利于堿的吸附、潤濕、滲透、加速蠟質的乳化、分散,并使其堅持分散和懸浮狀態而被水洗去。據研究,不論使用何種外表活性 劑(一般不使用陽離子外表活性劑)都能使棉蠟去除。因此,一般采用陰離子與非離子外表活性劑的復配物,復配時還要考慮其CMC和 HLB值,以HLB值相接近為宜。其中陰離子外表活性劑的碳鏈以C13~16為 好,非離子外表活性劑的碳鏈以C12~14為好。例如:由ASA 60HLB13. 0十六烷基磺酸鈉(HLB12.08AEO-6HLB12.12三種組份相 復配的精練劑,其應用效果較好。
非離子外表活性劑存在濁點問題,應用時受溫度限制,復配時應注 意。但非離子外表活性劑與陰離子外表活性劑復配后,濁點可提高,如滲 透劑JFC濁點在45~C左右)與SA S60復配后可提高濁點至
90~C左右。有些外表活性劑在復配時,有提高功效和增效作用,例如:磷酸三丁酯與 TX-10辛醇與TX-10合理復配后,對織物的潤濕、滲透力可大大提高,甚至逾越滲透劑JPC三聚磷酸鈉加入ABS制造洗滌劑時,可提高對親水 性纖維的潤濕、凈洗作用,但對疏水性合成纖維其效果不佳,此時可將 ABS與馬來酸、衣康酸、丙烯酸等聚羧酸型螯合劑相結合,再加入鎂鹽等 復配后,則其潤濕、凈洗效果可大有提高。又如SA S60耐堿性在100gLNaOH左右,若與OEP60合理 復配后,則耐堿性可提高到180g/LNaOH左右,且有較好的滲透性。2-烯 基磺酸鈉與ABS按4060比例復配,可明顯提高洗滌效果。茶皂素與其它外表活性劑合理復配后,可制成無堿洗毛劑,其凈毛的柔軟性、蓬松度、彈性、牢度等方面都勝過堿性洗毛劑”其參考 配方為:茶皂素5%”15%、AES1%~15%、APE+A EO2%-10%,添加劑 1%—5%。
總之,前處理助劑的復配,一項復雜而具有科學性的技術,合理掌 握復配技術,既可提高助劑的產品質量又能降低成本。
印染助劑 百科名片 印染助劑 英文專業名稱:TextilPrintandDyAdditiv印染助劑包括印花助劑和染色助劑,印花助劑有增稠劑、粘合劑、交鏈劑、乳化劑、分散劑和其他印花助劑等。染色劑包括染色劑、分散劑精練劑、柔軟劑、毛效提升劑、滌綸低溫染色載體、代用堿、CT粉、螯合分散劑、無磷環保螯和劑、酸性勻染劑、棉用勻染劑、腈綸勻染劑、平滑劑、絲光滲透劑(絲光油)化纖油劑(滌綸油劑、POY油劑)高效退煮粉、雙氧水穩定劑、除硅劑、起泡劑、皂洗劑(低泡皂洗劑、酸性皂洗劑、白地防沾皂洗劑)縮呢劑、液蠟(紗線平滑劑)整理劑、抗靜電劑、羊毛絲光劑、起毛劑、固色劑(無醛固色劑、翠蘭固色劑、變色固色劑、酸性固色劑)硬挺劑、氧漂穩定劑、去油紗劑、印花助劑.煮練助劑 織物的退漿、煮練、漂白和絲光處理都是織物印花染色前的重要工序,總稱為精練。