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从源头解决印染行业环保问题的几点思考

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从源头解决印染行业环保问题的几点思考 文l张大省王建明 摘要:州 f If 川题越求 0I起}f:会备 J_天往,其一1 。安仃 l 门 求ljl 题 “…j 必;呱从其 并源 (f 给fIl!l{1求1}J『I以辫} r・.性…r解决即染行 ̄IkS#境侏{1'l川i题的lJL点 陂 本文从 最:}:要的原料 关键词:rI ;环境保护;聚黼纤维 1中图分类号:X79l 锑催化剂; 文献标志码:A Reflections on Solving the Environment Problems in Dyeing and Printing Industry from the Source Abstract:The enviromnent pl’oblems related to textiIe dyeing and 131‘inting are receiVing more and 11101-( attentions.Some of these issues COUld be resolved by the textile dvel‘S themselves.W le the othel’S shoul( tlld 111ust be considered by tile upsti cam enterpl iSCS.、 ̄l1ic}1 LIl’e tile pl’oducei’S Of textiIe substrates.Tht polyester fibm‘iS one of the lllajol‘substrates used Ibl’textile dyeing and printmg.This amcle puts lorward: reW suggestions on the environmenta1 protection r related dyein and printing of entel-p ̄‘ises. Key、’ ords:dyeing and printing:enVironmental protection;poll,,ester fibel’:11011・antirnony catalytic agent 2aS\‘‘lIsDerse dveab1e DO1vestei・ 随行,卜活水平的提高,消赀昔不仪要求衣着的美 ,物,尼其伤 肝脏。赵霞等曾埘 ,I;86宋典 染 、I 也越求越炎注限装产品本身及其加 过 的生态环保 作为纺织 的重要组成部分,印染加上是美化人类 峻水中 槭锑排放现状7支fl l放源进"J 惆禽,发现总 。锑趟杯半越过25%。中吲 :境报I 扦也竹提…质疑 “ 染J发水,f1的锑能去除吗?”仃人通过 ,住峻水・} ,t-ir,-,0',j,ti:嘤下段,但印染行业在转型升级的I训甘,也要为 天更临、水更清、空气更清新承担起更多的黄任。 近午求.H1于环保不达标,印染 、 小断出现关、 停、非、转事f't:。印染行业的环保问题有小少需要行业 自身来解决, 是有些问题叮以而且必须从源头(供给 fII!II)才能 彻底地解决。本文重点从tSI】染l:游行业【十l的 最人品种 聚酯的合成及聚酯纤维的成形加工人手提 添加硫酸铁发牛絮凝、l发Il;f・f,他锑转移剑污泥rfI,而后 进行焚烧。锑虽然从Fl 废水【】}I转移H{求,废水排放合格 r,但是最终的污泥焚烧义使得锑转移j{:进人人气III_ 中一部分uj‘能会被吸人人体,限然小能避免对人体的危 害。 客观地晚,印染废水中的锑 jt51 J染厂关联小人. 锑元素t嘤求自干坯布 的涤纶。我…涤纶的产最钳以 4 000万t/ a汁,涤纶原料聚黼的 成过 iI1使}f】的催化卉l J#j95%以l 是醋酸锑或乙 醇锑 化 物,按照备庀祟 儿点思学,希望对解决困扰行业发展的环保问题提供 解决. 路。 1 印染废水中的锑 重金棱锑的化合物对人体健康有害,裱可疑致癌 的原 汁算锑元素 这些催化卉I.IIIII 仃的比例人约 (f } 比)的催化卉lJ, 锑 素的催化卉l_顷 4O%。触,卜J :l t聚酯需 分之 也就足蜕年 4 000万t涤纶, I{一 为4 800 t。涤纶织物或涤纶混纺纵物人 需要住印染 作者简介:张大省.男,1942年生,教授,主要从事各种改性 聚酯类聚合物的合成、结构与性能研究。 进行碱退浆,有些还需要进行0『】的碱减量处 。f l殳 仃50%的涤纶织物要经过碱减 处 ,』Jl1之退浆过 的 作者单位:北京服装学院。 9 2, 纵 ㈨ a Ilc Leadcr:【1l7№7 减I 年・ 均 l 5% 述处州 过 会将涤纶¨}J的 锑, 祟带人峻 .也挑址 年 , 会仃360(的锑7 求 址人 睃水。 减少成fl{除FI J 峻水r{ 的锑, 柰 从儿个方面人 r-: (I)他J}J』L他f 化卉_J替代锑炎 化】=f_J; (2)纯涤 纶』 J能 浆; (3) 受他 fill ii.戌微 LJ.涤纶,r见 过 IY,J ̄ij.&减 处 I: 。冬1 雨点介 催化剂川 , 他 个川 ii,-f J 锹。虽然悌 化剂址聚陆合成 过f J、 I:t{f1.J I IJ 'Li fi,人、 f ff1f电HJHi i成熟fl',Jf 化卉【J, 它 的tlj'-: -也 人 认 ,欧盟 眺 分J、’: imq制定了十II 父 制法 。 荣端 成 r聚 物的合 j ill仃 『】的啦节.介 “J 聚 合成日・t‘l1J‘他…的缩聚 化剂仃 5 . 锑、 、锡、锗肢稀} 焚化 物。 际卜 ii- . l* l1|. 19}{【)"1-/ / ̄ l!f  ̄ 经 系统地"『究钛系催化利 聚 成【}]的川 I仑 题^乏 产・…I 1t J, lt,J 我『tLI lf】‘,J、化 rff lf-J‘代,咒J J: : fl'J'Fi J:钛r J卡5,J一、 ”:  IJ Jll化纤』‘、 J‘、扬IJll1『合成化11 J以肢 IL爪化工 J‘、北 -J‘f(qo.5~2 111、/j、聚 川r l 年以 } , :彳i 米 吖 f匕涤纶J‘…, 人公・iJ 0【进的6 nl、 川I墩 聚 旨合成装 ,’ } 扶 r J _JII。此J ,仪 化纤 究 、I 海 化公 i-J 』f究院、二 l引肢尔f『匕人 学 r’¨l',=部 进f 系 化齐1.的深人 f究,J亡j 人津 化 『 院ij人津f 匕涤纶厂 钛/锑 化卉JJ 聚脯/\成ift n0 … 做r l,I:多 究肢产、【 化I: ,j J1-已经任lo J’t a连续 i :装‘ 人M馍J、 &iU J{j人系 化卉IjtL 一’ rI{ l1人】人, 化纤 、 i-. i艾…家卡¨爻 门从 政 ilfi#h r・0『 ij支持,J ,,L、 I' - 锑类雠化卉『 J聚 h【 ,Ik {iI,l,J人 川。 2印染废水中的浆料 乃J f 勿纵造过 的顺利进f ,提 织布的 述 、降低 ,迎常郡要对涤纶 纱先f 【 浆, 这 浆料}: 仃淀粉类、黢甲J 纤维祟、聚乙烯酣 (PVA)、 Ikj烯 以歧改性紧 化/\物, llJ’ 以址儿j=lII”料l'l'.Jil.k 他Il J。然 ̄lfJ.Lt z1. ̄1 浆料辽必须 织物 唪 JJ【I r }1r『tlJ∞止i 使处I;l” 哿 洗 : , ljJ】J会祭;H『,J】 }物I 色和i 续7 Jl l I, 址j 化 j勿J 洗除J ,势必增』Jl1 峻水if 仃饥物 f— ,促高r峻水的化学需氧 i c (coD)。 ;.lffi } 化 r … 产r・ fi 纤维成形过 给r 络处 的纱线, 络审…、 谇 芝- 浙 “:降化纤仃限公 J还 , :rJ廿 荷 n,J 络 r维。这 络 、纱线 (1i・ 帆织物 :川J,厄小ifr/l 浆 他”r以 【“=织造过 n l ,T”J’进仃。这f . 竹.』 r j 浆 r1然Ⅱ土姚厄 退浆, 降低r,I-J’ :成小,艾降 厂1;I J染绂水处 的饥 , 一 f 。 址.涤纶强 公 m求纵物艘挺度 、r感 软性 【 弊病。 '1-J :1 i J-通过纤维fl'j.lfl J I I.化、 #LiL术改 。 3涤纶的碱减量 通常情况1 ,为r 蛘涤纶织物l r感 lI , 染J。多会采取∞成减:{ l: 。‘f . 涤纶的'tt JJ lll:,尚小 j L箭 细H 微 ¨.纤维的披术,l池什科坎的进步, 人 1{}助1:仿 ’ ,I 【纠模仿桑 i' ̄9#lll度、肜状 ;tiq JJ 蚕丝涤纶。;' 址 法将纤维他i1 1做成 ff1彤, 址降低涤纶的线谇 瞍。科。土家利用r聚 炎 分j 材料 i触性条件I 水 的特性,将较 的涤纶进f ilf 划 蚀,使纤维变 ,丛剑仿毖绷的… …tl,】 发脱这种小 均 划蚀他得,…/e '-.的I ‘l 现… [1II I“I( 1),退‘ 披术}皮称乃“m 鼢 。经碱减 处 j ,J涤纶线锌 复 降低, 维 粜软,&Ilfm勺小光汴j_f止j 比汗 和, 纤维丧llf 积加人也改孵r纤维的亲水 Fl_ii ̄。I乏技术的采 川性 r涤纶仆川,㈨¨r感手lj 顷, 受消 的^:爱。 然Inj.触减 处Jlf it,-求的 利后驰址峻水 }i增JJJJ J 对笨 『fI酸钠 以搜乙 以搜锑 亡桌 ,性I J 印染废水 处 的技术难幢平lI成小。 图1 碱减量处理前后聚酯纤维的表面形态结构 随行涤纶川造技术的性 ,线 J蔓l dtex以i 微 [1 纤维 非常 技,哉 肜、纤维 淘似 , J‘以伙 。做纠ff.纤维 成FIW. ̄c物 薄、震软,迈 、怂 再 一¨ 女r,1 ,f 弛特I FJ. J 格,¨J f1 为仿i, 1:4’ :I・。f: 坎术 发 剑令人, 个=llJ’以 《泡…仃思维fcl ,利lt Jj 成 \93 、、 、v lcx JC ̄ltICI ̄0111 clj、、 熟技术取代f0一 挺鞋I:艺.,h 出类似触减 处理的纤 1 r }I。 ”_lJ‘以避免涤纶 物碱减 过 J : 的人 . COD唆水,从Inj1l 1省人量的人力、物力 u 力。 一 耘 94 5 印染过程的节能和生产效率提高 钏El 为 ,人多数涤纶织物(也括含涤纶的她纺 和交纵物)的染色 址宋 分敞染料l 30℃的I岛温 压 或行热熔染包。I f{}=纪60年代札那公川发表研究丈 , 报道』’涤纶的分敝染料常Ji三染色技术, i ̄,38o 90@代 也彳丁人研究分敞染料常Jl 可染聚黼(EDDP)l搜 纤维 的1 作. 大多末能 峡J: 产、ll,化或并人规模 fH。笔者 曾开发J’‘种新 分敞染料常 包聚酯(NEDDP)硬 纤维, 化学结 女¨】 5}】3昕永。川水二甲酸的添 破 坏了PET人分子的结构姚骼性,纤维人分『.结品能力卜 降. ‘利j 染料 1人J厄定形 的扩做;而PEG的01人可 以降低火分子的玻璃化转变温度,使纤维町以 常Jt 进行染包。该聚合物还tIf以作为海岛纤维的“岛”纰分 使用,¨. 开纤过 r}1小会受到 伤。 图3 NEDDP的化掌结构 丌】NEDDP ̄L 的75 D/ 72 f、5()D 48 f等常 线带睦 的 形故 纤维优J 仃吸湿排汀助能织物的 形纤维 以及1.5 dtex短纤维;利JIj海船 合纺 拽术, F,3o. dtex超 纤维,小仪一 J 以 常J=f==l 染色,还解决r海岛纤 维准j 深染的问题,_I- 乍】’良好的染包 度( 4)。 (c)… dtex NEI)DP超细纤维100 c染色效果 图4 NEDDP织物的染色 这种新 的常 分敞染料_I『染涤纶节能 ,理 沦计算干¨ 峡践结果均 I1JJ:节约能m 33 ̄,以 , 包时t hI】缩t i2()%以_}:。 5中, 。股1 岛压染包是沿着 4BCGt,,。/fl9路 成, 常 染包 址卅行 .{ (、I)EI・’的 j金 /、 韭f ,』L-t (’GltlJk ED( 研包 1'19 f! J址1 约的 f光 。 lI Iil’ ¨ ¨ii J t—J‘以… 怀长眨 爪, 包 I 1911、¨j J 址4J J ̄J7 爪的k度, l11f川i 衍tl r 5%。。1 J ̄…gI L L:, 姚意味竹 污染环境,降低'1- 成小; 包I1'fl’II¨I'J缩tl IJ]lj 小 f‘ :效牢n,J提 。川II,川l J NEI)I)P『匕 ’ 结 的松散 性J ,卜染率性 , 川样 的 i llJ 以1 0 料l0C/(以l (It-l 6)。 ,n11i1 图5 高温高压染色与常压沸染操作曲线图 )l】I r (h)NEDD1 图6 O 06 dtex超细纤维麂皮绒染色效果 6减少染液废水中残余染料 岂 常 i m离 染料uJ-染紧 (ECDP) I,i0^ I:I . 寸J 化 I J进f J 蜓力『]精 化I,f0l il‘jf: f ;liiJj J :I: ,合成r新 阳离r 利・常JI 】‘ 聚脯 (NECI)P)人乏』 F?(ic,J 化学 |- I如l訇7听爪。 i iIi限5 雠 i=IJ{的添』Jl】破坏J 人分)'-lf9 ̄. J l', 水 J .形b ̄1'19f/i离J 义, -5…离r 染料以离J 谜肜成 … 的 /\.性 r维的 包 0 J巫。 ・t lII t- ,、 一I 1、 c-. -— _L /t)c “ c 、1, 图7 NECDP的化学结构 8乃 ,Ik…』、-l, l包吠验 i ,编10I‘P054I 乃 NE( DPf r-'-_,E ̄H,-t勿.  ii Pl2()7I式十 为境,,l、 lI lf ECDP 纤维 物, 染 埘比结 :总f l。 I: I包 染 略仃小 i.I 料 瞍提 ,NECDPi ̄'(: Ii9 J 笨变化 1 人. 乃99.5 . EcDP跌样的f 染 蜘随行染料 湫J 的1t’ ifii l 降. 、纠:包最 } 染i'1。分半分圳乃 714.7 、66.79;。换,’j‘之,ECDP跌 的染JI 峻液I II还践 , f0处.I=It11 戏余染料,NECDPi ̄样染J 峻液iIi践余 料十J之少。 llil lw tl il l/ / 酬 幽叫 图8 NECDP与ECDP常压染色效果对比 表1 NECDP与ECDP织物上染率 % 染料浓度/%(o w.f) 3.5 4.0 4- 5() 99 7 黑色上染率NECDP E99.9 99 9 99 8 cDP 98 1 04 6 Hq 78 7 NECDP 99^ q 6 99 5 qq 5 红色上染率 BCDP 97 6 87 6 76(1 66 7 |乇_:碾邑温胶勾I【Il}c …离 染卡:}废水的 包玳J蔓较人,…I)I外 Jtl彩 种 法,也牺离 交换 :、[哎1附 、 ‘戊Rfh 、, l物 化 法 ̄1i/% 凝 ,处.ri[t 7 ̄ jt ,设牢 。以} i-, 级物f匕iIzff ̄44 iu ̄1;f-fl 颅处 J }q: 化处 脱色尚 仃较好的设 。 NECDP 染料浓度5%(o.、、 .1 )II,f. *llJ‘以 if ̄-lJ99.5%以J ,JL 刈‘印染峻水做 包处川!。 能 ,j多较女 地州 动NECDPI] ̄j发J陡f】1 J- JI J,1 f)c llJ【 J、l f fI 川J it、性…Illi染色印度,j n ^减少 液峻水t 10仃包物 顺,减 峻水处 。 7减少织物定形过程的染料升华 物染色 需 进f 热 川 ,他 r i 人 J J 地,抛 浙织物尺、 定 ,缩水牢『 降;洲 2j ,抛 r 抗傲 t'li-;改 弹 、r感 巴眯 啄 热止 肜效 的4个 祟q ,热定 m J芝址il 父矬 …祟.“1 定形m瞍 J 人分j 且芝璃化j=0, I J世时. 分rlff¨” r1山运动 硎定肜效 。埘J 常 PET ̄! 物热止 J蔓 通 九 l90~2l0 C, 匕时丫J‘ ,1 l匕 . J蔓 叠f 『f0 :I I 会7t l匕进人人气,造成 境j‘ 。倘 能0≥降 物纤维人分子的玻脯化 々变 I J蕾,祧llJ能降ftC. 7:4 ̄宅肜 ..1 , ̄ti达y0热定形的效 的 i ii, 减, 料 .r ll匕,降 低埘环境l't9ft.; 。 女¨ 述的NEDI)P币[]NEcI)PI, j  .十』Jl Il‘iIi,j1人J 95 染整技术 Dyeing&Finishing Technology 含有醚键的聚乙二醇(PEG)链段,醚键的柔性可有效 地降低火分子的玻璃化转变温度(表2)。 表2 NEDDP和NECDP的热性能 。C 样品 NEDDP 他 119.2 245.0 NECDP 130.2 244.5 PEIT 140.5 259.6 注: 玻璃化转变温度; 一结晶峰温度; 一熔融峰温度。 由表2可见,NEDDP或NECDP的玻璃化转变温度均 比常规PET降低了20℃左右,两种纤维织物的热定形温 度也应当可以相应降低l5~20℃,即可以降低染料的升 华对火气的坏境污染。 8原液着色技术 纤维的原液着色技术已经有几十年的历史,是一项 比较成熟的技术,其关键在于色母粒的分子结构设计与 制造,或者说是色母粒制造时载体的选择与合成。通常 为了提高原液着色纤维的颜色均匀性,应当合成或选择 一种熔融温度略低干母体聚合物且与母体聚合物相容性 良好的高分子材料作为染料或颜料的载体,在纺丝过程 中添加比例很少的色母粒会先行熔融并均匀地覆盖于母 体聚合物周围,待母体聚合物熔融后可相互均匀混合。 原液着色的纤维无需织物的再染色过程,也具有很好的 染色牢度,有利于环保。但是有时在染整过程某些处理 环节也发现有染料或颜料的脱落,造成对废水的进一步 污染。另外,毕竟原液着色纺制的纤维色泽品种是有限 的,它更适合于大批量单色产品或交织物,也不能满足 印仡类织物的需求。衄 参考文献 【l】赵霞,罗培松,相巧明.绍兴市典型印染废水中重金属锑排 放现状及排放源调查【J].中国环境监测,2016,32(4):91— 97. 【2】武荣瑞,张天骄.成纤聚合物的合成与改性【M】.北京:中国 化出版社,2003:94—99. 【31武荣瑞,张大省,高苇辉,等.聚对苯二甲酸乙二酯催化剂的 研究(:)新催化稳定体系所得聚酯的性能研究fJ】.北京化工 学院学报,1979(4):60 66. 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