信誉至上,质量第一

2002年评为无锡市高新技术企业、2007年评为江苏省高新技术企业,并通过ISO9001认证,AAA级资信企业

  •       观看企业宣传视频
  • 技术分析之染整前处理节能减排

    发布时间:2015-12-23 点击:

    染整行业发展到今天,节能、减排、低碳、环保技术的发展越来越受到行业人士的关注。在新材料开发,新型染料、助剂的应用,节能环保设备的开发利用等方面都取得了可喜的发展。

      对染整产品生产来说,不管是漂白产品,还是染色印花产品,要保证良好的产品质量,对前处理工艺的研究无疑是至关重要的。如何才能实现节能减排低碳环保的前处理工艺呢?

      首先我们要先来认识前处理工艺的特点。

      一,染整前处理工序的特点及存在的主要问题:

      前处理工序一般流程长、处理条件强烈(高温、高浓度、强碱、强酸、强氧化剂等)、工作环境差和排污量大、污水成分复杂且处理时间长、加工质量难以控制,而且使用化学品污染严重、水资源耗量大,废水处理负担重。

      前处理过程主要的污染源有以下几个方面:

      (1)在精练中所用的酸碱会导致废水pH值不为中性

      (2)由于部分精练工序在高温下进行,因而产生高温废水,不利于节能减排。

      (3)废水的高悬浮物主要来自退浆及精练工序所产生的毛屑、纤维及淀粉、胶、蜡等杂质,使废水中的COD值提高,常用的硫酸,醋酸,草酸等酸化剂也会提高BOD值.

      (4)废水的COD高主要来自PVA等化学浆料。

      ⑸渗透剂,精炼剂的添加对环境保护的影响.

      ⑹不同加工方式对节能减排的影响也不相同.

      ①连续式加工和间歇式加工影响不同;

      ②同样是连续式加工,传统工艺与高速高效连续加工不同;

      ③同为间歇式加工,溢流染色与气流染色不同.

      ④不同厂家生产的设备对节能减排的影响也不同.等等.

      从生态环保角度出发,应用高效高速前处理设备,努力开发环保型型前处理剂,研发新型工艺技术,有利于实现前处理工序节能、节水、节碱,可以从根本上解决前处理污水的排放和处理问题,有效地实现节能减排。

       二,染整前处理节能减排技术分析

      ㈠短流程工艺和短流程前处理新设备

      ⒈短流程前处理工艺

      高效短流程前处理工艺采取冷轧堆技术和退煮漂一浴技术,采用符合环保要求的绿色助剂,工艺流程短,效率高,耗能低,排污少。无碱(或少碱)冷轧堆前处理工艺,是适宜棉及其混纺织物的少污染工艺,使工艺流程更短,效率更高,消耗更少,可以很好地满足节能减排的要求。

      采用冷轧堆工艺,将传统的退浆、煮练、漂白合为一道工艺,其质量达到3道工序的水平,还节约了大量的能源和劳动力,减少废水的排放,比传统工艺节约用汽80﹪,节水75﹪,节约化工原料20﹪ 。

      有研究报道,采用9201低温高效精练剂后,综合节能50﹪,COD降低了20﹪~30﹪,BOD降低了22﹪~50﹪ 。酶退浆和双氧水漂白工艺的应用,大大降低了废料和残液的污染源。

      短流程一浴法与常规的退、煮、漂三步法相比,可节约水电气能耗30﹪~50﹪,减少污水排放和提高生产效率。

      ⒉前处理新设备

      用先进的工艺和设备替代或改造传统工艺和设备,以减少能源的消耗,降低污染,也是清洁生产的内容之一。

      1).短流程前处理设备

      适于退浆、煮练、漂白三步前处理合为二步或一步工艺的短流程前处理设备:如Benninger公司的Ben-Bleach系统。这系统有Ben-Injecta退浆部分。退浆时无须预先使浆料溶胀,而是使用强力的蒸汽和水的喷射去除浆料。其他的组合部分有浸轧加工液的B-Impacta 、联合蒸箱Ben-Steam及垂直式的Ben-Extracta水洗装置。

      另一种是Ramish Kleinwefers公司的Raco-Yet系统,将退浆、煮练、漂白结合操作。这系统主体部分包括给液装置、储存反应单元及后水洗机械。类似的系统还有Bruguman公司的Brubo-matic系统。其主要单元是Brubo-sat,这部分包含加工液的给液装置、计量进料系统及蒸箱。

      短流程前处理工艺的操作重点是浸轧,要求织物带液率高,浆料及杂质充分地降解,后道的高温高效冲洗也很重要。效果的优劣取决于设备、助剂及工艺,浙江印染机械有限公司等生产的平幅练漂联合机具有高給液和高效水洗装置,对实现退煮漂一浴短流程工艺提供了设备基础。前处理工艺另一种新趋向是湿布轧液的加工工艺,可省去高耗能的烘干阶段。例如,湿布丝光将会逐渐普及,Benninger公司的Ben-Dimensa 2000,是专为湿布丝光设计的。

      2).用于针织物的高效前处理设备

      Dornier公司的筒状前处理生产线,包括湿布丝光、漂白以及后工序的去除金属、皂洗和增白等工序。Santex公司的连续前处理系统,则采用轧液-汽蒸来达到漂白和水洗。而Kusters公司的连续平幅前处理线,组合了Vacu Wash-Applicator真空清洗高給液装置,VibrotexⅡ水洗及松弛单元,Potoflush水洗机,steepmaster Ⅱ汽蒸反应单元及较后部分的冷轧卷装置。

      为缩短处理时间,应提倡高温前处理工艺,如在温度105 ~130℃的煮漂,但是,对手感和强力难免有轻微的影响。在浸染机械中做前处理有灵活性,若在超低浴比喷射染色机进行,能更为显著的降低成本。

      3).其他节能高效前处理技术

      德国和意大利开发了一种引人关注的工艺,该方法是将坯布粘附在开孔辊上,经喷水,由凹凸的转子引起水流波动来提高净洗效果。另一正在普及的方法是,对卷成束状的布以辐射状环流处理液,使成批的束状布高速旋转,依靠产生的离心力提高处理效果。该装置的特征是,仅用约布重6倍的水,进行以水洗为主的前处理。如瑞士一家公司开发的ROTOWA NV-41型设备,世界各地已有50台以上的该机器在运转,用于超细结构机织物、针织物、非织造布的前处理。

      4).逆流水洗技术

      在印染加工中,水洗工序产生大量的废水。节约用水,循环用水是减少水用量的基本方法,同时,提高水洗效率便可将水洗过程中的水量减少。先进的逆流水洗技术可以有效地减少用水。在逆流水洗系统中,清洁水首先进入较后的水洗槽,然后经过一连串的水洗槽与布料逆流冲洗,由于布料移动方向与水流方向相反产生洗擦作用,可以提高水洗效率。在减少水洗用量方面,也有用分流式代替过去的溢流式水洗。

      国际上一些大的纺织机械公司,开发了高效水洗、废热、废碱回收及小浴比的新技术和新装置,集节能、节水、环保于一体。例如:配套在织物定型机的废热回收装置,可以每小时节约19.2㎡的天然气,按每天工作20h、每年251个工作日计算,每年可以节约20万元。还有公司设计生产的高效水洗、循环水清洗利用系数达到﹥40﹪的设备。

      5).电化学漂白与丝光

      美国加利福尼亚大学发明了一种电化学系统装置,主要用于无污染的精练与漂白。其基本原理是利用电化学装置的阴极释放出的碱液进行煮练、漂白和丝光,而阳极产生酸中和残余的碱,杜绝废液的排放。

      (二)生物酶前处理技术

      生物酶用于染整工业较早是从退浆开始的,目前酶在染整加工中的应用主要有生物酶前处理和生物酶后整理技术,前处理技术主要应用于退浆、精练和过氧化氢的漂白中。主要有淀粉酶、蛋白酶、果胶酶和过氧化氢酶

      1、生物酶退浆

      采用酶法退浆,与传统工艺相比具有退浆率高、废水的pH值低、退浆废水可生物降解,且无毒无害等特点。如用淀粉酶代替碱去除坯布中的淀粉浆料,退浆时,淀粉酶能将淀粉水解成可溶性低分子糖,而且用酶处理产生的水解物无毒性,需要注意的是这些分解物必须经处理后再排放,否则后提高退浆废水中的BOD(生物需氧量)。

      1).淀粉酶类

      淀粉酶退浆是一直沿用的工艺,而且有替代传统的碱退浆、酸退浆以及氧化剂退浆的趋势,酶退浆具有不会造成纤维损伤,退浆率高,环境负荷小等优点。

      按淀粉酶作用方式分,有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶等。其中,α-淀粉酶可以快速切断淀粉分子链,降低淀粉的黏度,是较重要的一类淀粉酶。淀粉酶按来源分,有植物淀粉酶、细菌淀粉酶和真菌淀粉酶。细菌淀粉酶耐高温,有碱存在的条件下也较稳定,较佳适用pH值范围(5~7.5)较温和;真菌淀粉酶的耐热性较差。中温型酶在温度高于75℃时即失活,高温型酶当温度达到100℃时仍很稳定,95℃时的活力是60℃(pH值为6.0和8.0)的4倍。近年来的发展方向是用过基因重组技术,开发能在较宽温度范围内使用的酶,即宽温酶,较佳使用温度视产品而异。表4-1列出了部分退浆酶的使用温度。

      酶退浆后的纺织品比酸退浆和碱退浆的更柔软,国内外应用较多,并在不断扩大。国内酶制剂如BF-7658、胰酶等早在20世纪60年代已应用,近年来有新型α-淀粉酶制品出现。

      用BF-7658淀粉酶去除棉织物上的淀粉浆料正向高温处理发展,这样可以比目前使用的淀粉酶节约时间。胰酶一般从猪胰或牛胰中提取,成本高于BF-7658淀粉酶。

      2).其他退浆酶

      黄麻织物或纱线常采用罗仁子粉(TKP Tarmrind Kernel Powder)作为上浆剂,这种浆料用碱退浆工艺复杂,若采用特定的淀粉酶退浆,效果良好。淀粉酶仅对淀粉和改性淀粉浆料有作用。实际应用时应根据浆料组成的不同,选用相应的酶制剂,如羧甲酸纤维素(CMC)浆料选用纤维素酶。

      3).新型酶在退浆中的应用

      合成纤维应用的浆料有聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯醇(PAA),这些高分子聚合物不能进行生物分解和降解,造成环境的污染,目前研究人员正在研究、筛选具有某种功能的新菌种,通过基因改性成为高性能酶制剂;通过克隆、转基因的基因工程菌,制出新的酶种;或根据化学生物结构和酶学原理定向合成新型酶制剂等。目前较成功的酶有PVA分解酶,涤纶、锦纶分解酶等高聚合物的基因工程菌和合成酶等。

      据报道,日本在研究开发用几种微生物混合培养PVA分解酶,制成的酶能分解织物上的PVA浆料。现在使用的浆料中往往还加入了脂肪或油类润滑剂,使浆料的润湿变得困难,降低或削弱了退浆的效果。但当浆料中使用的是甘油三酸酯类的润滑剂时,可配合添加脂酶退浆,有利于油脂的分解。

      2、生物酶精练

      传统的棉织物精练是在热碱中进行的,效果非常显著,缺点是由于添加了润湿剂、螯合剂等化学品,造成了印染废水处理的沉重负担,精练废水含碱量大,pH值高,要耗用大量的酸中和,并用大量的水冲洗,消耗大量的化学试剂和水资源,而且使废水中的COD/BOD的比率增高,污染了环境,据统计,印染废水的70%来自于前处理中的煮练。

      而且,如果在碱精练中工艺条件控制不严格,还易造成纤维素氧化损伤,强力下降。另外,由于在浓碱液中精练,致使棉织物的局部减浓度过高,产生较大的收缩,对后续加工的质量带来很大的影响。

      近年来人们尝试用生物酶进行棉织物的精练,可在温和的温度及pH值条件下代替传统的碱精练是发展的趋势,除了环保这一因素,还有经济上的因素。从经济的角度看,酶精练的实际成本并不高于传统的碱精练,综合考虑所节省的能源和水,有时可能更经济。

      1).精练酶的种类

      棉织物精练的目的是去除果胶质、含氮物质、蜡状物质等天然杂质,提高棉的吸湿性以利于后续的漂白、丝光、染色、印花、整理等加工过程。根据棉纤维的组成,精练可以使用果胶酶、脂肪酶、蛋白酶等,也有将这些酶剂配合使用,产生相互协同作用改善精练效果。果胶质位于蜡质与纤维之间,因此有人将它称为“胶水”,它的作用相当于将蜡质粘合在纤维上,将果胶质去除后,蜡质暴露出来,可在随后的高温浴中乳化去除。现在使用的果胶酶有普通果胶酶、碱性果胶酶和原果胶酶。

      目前桑蚕丝的精练方法主要有皂碱法、酶皂法(或洗涤剂)复合法等。酶皂法(或洗涤剂)复合法处理的织物茸毛少、手感柔软,采用该工艺还可以节能、节汽、减少污染。

      (1)纤维素酶:纤维素酶和其他酶一样是一种具有催化作用的活性蛋白质,能使纤维素长链大分子水解成低分子糖类或单分子葡萄糖。工业上应用的纤维素酶种类较多,由于来源不同,性能各有差异,其中分解纤维素作用较强的来源于线状菌(TrichocIerma)的纤维素酶.

      纤维素酶是能切断β-1,4-葡糖苷键的酶的总称,它由内切β-葡聚糖酶、外切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成。在这些酶的共同作用下,纤维素能被水解。纤维素酶是唯一在单独使用时能改善织物润湿性的酶,在温和的机械搅拌作用下,纤维素酶的活性增大,但若用非常高的剪切力剧烈搅动,则可以使酶失活。可能是因为生物酶的三维空间结构被破坏,从而破坏了这种酶所具有的专一性。由于在使用时,会不可避免的造成强力损失,因此在加工中必须调节纤维素酶的反应速度,采用生物酶精练时,由于纤维素酶的反应速度慢,所以容易调节,这是比使用碱法精练有利的一面。

      纤维素酶使棉籽壳成为自由漂浮的壳屑,随后再加以处理能去除纤维表面的棉籽壳,内部棉籽壳也大大减少,白度提高。此外,也可以通过在精练时,采用不同酶的协同效应,如纤维素酶、果胶酶、木质素酶和半纤维素酶等,以及螯合剂(如EDTA)和机械搅拌的作用去除纤维上的杂质。

      表面活性剂对酶精练也有辅助功效,有实验表明:随着非离子表面活性剂的浓度增加,其活性也随之增加;阴离子表面活性剂在低浓度时,可以适当的增加其活性,而阳离子表面活性剂通常起着抑制剂的作用。

      纤维素处理时,要从酶组分、浓度、设备选用和工艺等方面加以控制,处理结束,必须使纤维素酶在碱性(pH﹥9)或高温(80℃以上)下失活,以减少织物的损伤和纤维强度下降。

      (2)碱性果胶酶:用于棉精练的碱性果胶酶,适用温度55℃左右,pH在9.5左右,使用条件温和,稳定性好,较主要的优点是不破坏纤维素结构。碱性果胶酶水解机理是在果胶质/果胶酶复合体界面处迅速发生水解作用,产生水溶性产物而游离初生胞壁基质,释放出果胶酶,并能为其他果胶质再吸附。这一过程周而复始的重复进行着,直至酶因某种因素,如化学品、pH值、温度等的变化而失活,终止反应。以下是三种碱性果胶酶商品。

      ①BioPrep系列是诺维信公司推出的碱性果胶酶,是一种基因改性的芽孢杆菌微生物,经发酵而制成的果胶酶,其使用温度不高于65℃。通过去除棉纤维初生胞壁中的果胶质,使露出的棉蜡在随后的热水清洗中容易洗除,提高织物的润湿性。此工艺被称为Bio-Preparation(生物前处理),被处理织物的柔软性较传统工艺的好,并保持较高的强力,但白度较碱煮稍逊。当结合含的磷酸盐、碳酸盐等作为缓冲剂,会提高BioPrep对果胶质的去除能力;若与非离子表面活性剂联用,可以获得良好的润湿性和乳化能力;若再加入少量的阴离子表面活性剂,将更有助于棉蜡的去除。BioPrep精练可用在在常规的湿加工设备中进行,如浸轧设备J-型箱和喷射设备等。

      ②Scourzyme L是诺维信公司于2003年度推出的一种碱性果胶裂解酶,可用于棉、亚麻、大麻及其混纺织物的生物精练。使用Scourzyme L的工艺被称为Bio-Scouring(生物精练)。与传统工艺相比,清洁用水至少减了少50﹪,不仅节约了大量用水,同时节约了能源。从某种程度上讲,其成本比传统的化学精练更经济。Scourzyme L适用的pH值范围较宽,较佳为7.5~9.5;温度的选择视pH值而定,pH值8.2~8.5较好使用55~60℃;当用于连续工艺时建议在30~40℃浸轧。具体工艺的pH值、温度和处理时间的选择还应视织物种类、类型以及设备而定。加入缓冲剂有利于果胶质的去除。Scourzyme L的应用工艺为:

      Scourzyme L精练→乳化→热水洗→冷水洗

      Scourzyme L适用的设备同于Bioprep.

      ③拜耳公司(Bayer)公司的Baylase EVO也是一种生物精练用碱性果胶酶,它能与酶退浆联用,适于连续和间歇式工艺,为获得较佳效果,可加入非离子表面活性剂DIADAVIN ANE和DIADAVIN UN等。

      (3)原果胶酶(PPase)是催化不溶性原果胶,分解出游离水溶性果胶质的酶的总称。根据PPase的作用机理,分为A、B两种类型。A型PPase切断原果胶质中聚半乳糖醛酸部分;B型PPase则分解聚半乳糖醛酸以外的部分,使水溶性果胶质游离出来。经试验表明,用PPase处理的棉纱可达到露出纤维素纤维的程度,精练效果(以吸水性评价)和碱精练相同。由于PPase对纤维素不起作用,因此不会引起处理后纤维强度的降低,处理后织物染色深度较碱精练法深。

      (4)清棉师Scolase 100T: 清棉师Scolase 100T是一种高效绿色前处理剂。是由生物复合酶和螯合分散剂结合而成的阴离子型粉末状固体,易溶于50~60℃水中,1%水溶液的pH值为11~12 。前处理时,原则上只需使用清棉师Scolase 100T和双氧水,便可完成织物的退煮漂三合一连续式前处理加工,从而简化了工艺流程,提高了生产效率和织物半成品质量。该前处理工艺的作用机理是:90~100℃时,Scolase 100T使果胶、棉籽壳、蛋白质迅速降解,并在双氧水的协同作用下溶解于热水。Scolase 100T连续式前处理工艺为:

      化料→进布浸轧→汽蒸→热水洗(三道)→冷水洗→烘干

      (5)煮练酶SKD系列:煮练酶SKD系列亦属基因改性生物复合酶制剂,利用酶的专一性和高效性,准确而彻底地分解纤维素共生物。煮练酶SKD系列产品可适用不同类型纺织品的前处理,棉机织物、亚麻织物、亚麻/棉和棉/毛织物、全棉毛巾织物、棉/彩棉散纤维前处理以及苎麻脱胶工艺。使用煮练酶SKD系列产品可有效去除纤维素共生物及其他杂质,有利于后道染整加工,对纤维损伤少。

      (6)半纤维素酶和木质素酶:天然的纤维素纤维中均含有半纤维素和木质素,尤其是麻类纤维含量较高,半纤维素和木质素极度影响纤维的可纺性能,通过半纤维素酶和木质素酶处理,可以大部分清除半纤维素和木质素,但半纤维素酶和木质素酶还没有在纺织工艺中单独使用,主要是和其他酶制剂,如果胶酶、纤维素酶等配合进行纤维素处理。

      2).精练工艺

      目前酶精练常常使用的是间歇式设备,如J-型箱、喷射染色机等,存在问题是效率太低。因而有待于开发适合于生物精练的连续式设备和工艺。

       (1)酶连续精练的基本工艺流程:

      织物浸轧温水→浸轧生物酶液(两浸两轧)→履带箱汽蒸(45min,70~75℃)→去碱箱中热水洗(80~85℃)→水洗槽热水洗(80~85℃)→水洗槽温水洗(60~65℃)→水洗槽常温水洗→烘筒烘干→落布

      (2)生产操作要求:

      ①在织物浸轧酶液时,需注意浸轧槽酶液的温度稳定性和织物带液量的连续均匀性,保证织物浸轧时,轧辊压力左中右均匀一致,且使其吸收酶液充分,并保证浸轧槽酶液高度保持稳定。配制工作液时注意化料方法,酶液pH值,温度,以防酶失活。

      ②履带箱汽蒸时,需注意用直接蒸汽或间接蒸汽升温和保温时的连续稳定性,保证汽蒸时间时间充足,避免履带箱内由于操作不当造成绞布和气压过高使织物泛黄,影响产品质量

      ③加强水洗效果,保持水洗槽喷淋常开,并且不断更换槽内冲洗下来含杂质的水。织物落布保证布面干燥且不烫手,加强布面毛效检测频率和质量,提高毛效检测水平和方法,以保证织物润湿效果的一致性,如有毛效质量不合格的产品需再次返工回练,以便后道工序的正常运作。

      (3)日本研发的连续式酶精练设备如图所示。

      日本研发的连续式酶精练设备如图所示

      生物酶精练运用于染整加工的前处理工序,越来越受到大多数纺织印染企业的重视。在精练中,使用单一酶很难达到理想的精练效果,还有待于加强各种生物酶精练剂的复配,以更好的发挥生物酶精练的各种优点,使工艺操作更加适用和高效。同时,酶精练中加入非离子表面活性剂有利于降低棉织物的表面张力,帮助酶向棉织物的微隙和裂缝中渗透,大大提高油蜡物质的去除;搅拌及使用混合酶可以提高精练效果,提高棉织物的润湿性能。

      复合酶的应用是一项新技术,在洗毛时采用包含脂肪酶、蛋白酶等的复合酶配置洗涤剂使用,可同时洗去多种杂质,如羊脂、羊汗、蛋白质屑等,不仅能提高洗涤效果,还可增加原毛的手感和白度。

      3.生物化学复合精练

      一般是生物酶精练后再氧漂,由于酶作用的温和性以及专一性,对棉纤维上的杂质的可及性和攻击性不如高温强碱处理,使织物的润湿性仍不高。有研究用新的生物酶前处理工艺,即在酶处理前,织物先进行氧化漂白处理,使棉纤维表面受到一定程度的破坏,再用生物酶精练,提高了酶的可及性,织物的润湿性能有很大程度的提高,甚至超过传统的碱前处理效果。因此,纯棉织物生物酶前处理的工艺流程可采用:

      织物热水预处理→氧漂→水洗→酶精练→水洗→干燥

      4.生物酶在其他前处理工艺中的应用

      果胶酶可以用作麻纤维的浸渍脱胶等。生物酶也可以用作织物的丝光——“生物抛光”,即用纤维素酶对棉织物在无张力状态下处理,产品不仅与碱丝光效果相近,还赋予柔软性新特点。

      脂肪酶是分解天然油脂的酶,在纺织加工中主要用于绢纺原料脱脂处理。同时,脂肪酶在羊毛水洗时是较好的助洗剂,能去除羊毛附生杂质、脂蜡,是羊毛获得可纺性;对涤纶进行处理,可改善涤纶表面的亲水性。

      羊毛炭化:可以用氧化酶取代硫酸用于羊毛的炭化工艺中。炭化属于比较剧烈的工艺方法,目的是分解沾在羊毛上的植物纤维和杂质,但它也会引起羊毛的损伤和降低染料的亲和力。用酶可以使羊毛上玷污的植物去除,采用的酶有氧化酶、水解酶或果胶酶。

      (三) 超声波前处理技术

      近代物理技术如:等离子体技术、离子溅射技术、微波技术、电子束技术、辐射技术及激光技术、电磁场技术等也渗入到了染整加工的各个方面,其中超声波技术以其方便、迅速、有效、安全而尤为引人注目,超声波技术在纺织上的应用也越来越受到重视。

      1、概述

       1).超声波及作用

      通常把频率为2×104 ~2×109 Hz的声波叫做超声波。超声波是一种频率超出人类听觉范围的声波,它既是一种波动形式,又是一种能量形式。超声波弹性振动具有分散、脱气及扩散功能。

      前处理其目的是从纤维中除去天然和外来的杂质,超声波的使用会提高处理速度。在液体介质中超声波的振动可以粉碎前处理液中的杂质粒子,增加洗涤剂的表面活性,改善乳化液和胶体溶液的稳定性。在纺织品的退浆、精练、漂白和水洗等前处理加工中,应用超声波设备可提高化学药剂的扩散速度,活化和加快反应进行,有利于去除纤维上的杂质,缩短前处理加工时间,降低环境污染,同时能保持并提高产品的质量。

      2).作用原理

      在超声波传播时,弹性介质中的粒子产生摆动并沿传播方向传递能量,从而产生机械效应、热效应和声空化。声空化是液体中气泡在声场作用下所发生的一系列动力学过程,是超声波机械效应的一种特殊现象。

      液体声空化的过程是集中声场能量并迅速释放的过程。当声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时,存在于液体中的被称为空化核的微小气泡就会迅速增大,形成直径可达500um的气泡;而在相继而来的声压正压相中气泡又被突然绝热压缩,直到“崩溃”或“爆炸”。崩溃瞬间,发生一个极短暂的强压力脉动,在气泡及其周围微小空间内出现“热点”,形成高温高压区,温度可达1900~5200K,压力超过5.05×104 kPa,温度的时间变化率可达109K/s,并伴有强大的冲击波和时速达400km的射流以及放电发光瞬间过程,这些条件足以打开结合力强的化学键,并且促进“水相快速” 反应,为促进和启通化学反应造成极端的物理环境。

       2、超声波技术在精练工艺中的应用

      超声波在煮练中的作用主要源于空化作用引起的分散、乳化、洗涤以及解聚等作用。超声空化作用使粘附在纤维上的污物表面张力降低。因此在各个表面上和低凹处起着清洁作用,同时空化作用使污物和油垢得以乳化,有助于清洁油垢和污物。

       1).棉精练

      超声波对果胶酶的精练也具有促进作用。在果胶酶煮练棉坯布的过程中,应用超声波后,酸性和碱性果胶酶的性能有显著提高,煮练后织物吸湿性、白度比未用超声波的均有提高,其原因可能在于超声波、酶分子和液体媒质相互之间的多种物理和化学的作用。作用特点是:

      (1)超声波增加果胶酶分子通过液体界面层向纤维表面的扩散速度;界面层果胶酶的扩散速度是关键因素,它制约了整个反应的速率。

      (2)超声波可以加速除去反应区域内杂质的水解产物,提高反应速率。

      (3)超声波有利于果胶酶分子进入纤维内部,从而使纤维素纤维的酶处理更加均匀。

      (4)超声波除去纤维毛细管和纤维交叉处溶解和包在液体中的空气,而且在碱性果胶酶煮练时超声波可以明显减少废水的排放,降低能耗以及生产的总成本。并且超声波在酸性或碱性果胶酶处理织物时可以提高化学处理的速率。

       2).麻精练

      超声波对原麻中胶质成分的分散有促进作用,且随频率、功率不同影响效果不同,这种作用使麻的胶质与纤维分开,再利用超声解聚作用将胶质去除。超声波脱胶比用酸处理效果好,且作用时间短,可采用流水线处理工艺。

       3).丝精练

      超声波还可加速丝胶溶解。绢纺原料精练中,超声波的除油、除胶效果明显比常规处理好,尤其对含油量较高的原料,其处理效果更好,不仅不用进腐化缸,且不用高温、高pH值和长时间,在除胶保油的同时,对纤维损伤小,可根据不同的要求,保住不同程度的胶质,且通过超声波处理过的原料白度高,纤维松散,易于蚕蛹分离。

      3、超声波技术在漂白中的应用

      超声波的空化作用可以使试剂与纤维充分接触,一方面超声波作用于纤维使纤维内部的比表面积加大,从而增大了纤维吸附化学试剂的比表面,提高反应速率;另一方面超声波的空化作用有助于破坏发色体系,从而起到消色的作用。

      用过氧化氢在冷漂、沸漂和超声波法处理棉和亚麻纱的过程中,随所用的方法不同,亚麻对过氧化氢的消耗也不同。其中,煮沸漂对过氧化氢的消耗比冷漂及超声波处理都高,几乎为它们的2倍。超声波处理的温度(45℃)与煮沸漂(100℃)相比显著地降低。这种现象是由于超声机械及空化作用、大量的振动能传入液体内并产生一些热量,提高了分子动能和碰撞冲量,使反应液与纤维充分接触,从而加速了反应速度,降低了反应条件,漂白时间缩短,漂白后织物的强力介于过氧化氢冷漂和沸煮漂之间,处理后纤维的白度也优于传统的漂白方法,柔软性有显著的提高。

      在超声波环境下用双氧水漂白棉织物,织物处理1h的双氧水消耗比用冷漂(16 h)的高,但与煮沸法(2.5 h)相近,总效果显著地比冷漂好,与常规法相似。但超声波处理无须额外的能量,时间短,处理的织物吸水性与常规法一样好。同时,用超声波处理后的漂白棉织物有利于提高直接染料、活性染料的上染率,有利于活性染料染色时纤维—染料共价键的形成和稳定。

      4、超声波技术对羊毛的作用

      与传统精练法相比,在中性或很弱的碱性浴中,使用超声波精练羊毛纤维,纤维损伤程度降低,操作速度也有所提高。利用超声波洗毛可以降低洗毛温度,缩短时间,降低净洗剂用量。且在一定条件下,不用净洗剂或温度低于羊毛脂熔点仍可达到洗净毛质量要求,所得洗净毛的蓬松性好,羊毛纤维之间不发生纠缠,白度高,洗净毛中几乎无细小杂质。超声作用后,羊毛鳞片变光滑、尖部变钝,降低了羊毛纤维之间摩擦效应,而且作用时间越长鳞片摩擦效应越小,从而改善羊毛纤维的毡缩性。由于超声波对羊毛纤维的刻蚀作用,羊毛纤维细度更趋集中,长时间作用会使羊毛纤维直径明显变小,断裂伸长增加,但对羊毛纤维强力无明显损伤。

      5、超声波技术在前处理中的应用前景与发展

      超声波辐射可以在较低的温度下进行,反应温和,有利于生产,高能超声波可以加快纺织湿加工速度,该技术完全可以应用于工业化生产,解决传统染整技术不能解决的问题,替代某些传统化学加工,解决环境污染问题,并开发新品种和高质量的产品。因此超声波在纺织品前处理中的应用确实能起到明显的效果。对于纺织品加工来说,前处理占据着举足轻重的地位,对于其后的染色、后整理等工序有着重要的影响。

      虽然超声波可用于多种纺织品染整加工工艺,在染整加工中的使用显示出许多优点,但也存在不少问题,如加工成本、超声波的方向性、噪声等。而且由于超声波设备的昂贵费用,限制工业大生产的应用。但随科技的发展、工艺技术的进步和超声波设备在其他工业领域的推广应用,高性能超声波设备的价格有望降低,超声波技术在染整加工中的应用将会越来越广泛,使超声波技术逐步走向实际应用。总之,从解决环境污染、降低能源消耗、开发新型高质量的产品等角度来考虑,超声波在纺织品的前处理中以其独有的特色引起更多的科研工作者的关注。

      (四)、丝光

       1.松堆丝光

      丝光对棉织物起着很重要的作用,目前一般采用紧式张力丝光,但丝光用碱浓度高,去碱用水量大,排放的废水含碱量过高,回收负担又过重。采用松堆丝光新工艺使碱浓度降为传统工艺的1/3 。每100 m布节约烧碱19 kg,而得色率还可提高5﹪~10﹪,节省用汽,减少废碱的排放。

      国内有用液氨处理的经验并能产生特殊效果,如棉织物用液氨处理代替烧碱丝光,处理后织物具有优异的防皱和尺寸稳定的效果,已受企业的关注。虽然液氨比碱丝光的成本稍高一些,但由于采用的密闭回收系统,所以能够很好的防止环境污染,今后有望成为一种重要的丝光前处理加工。

      国外有用尿素丝光的报道,这样排放的废水就是液体化肥。总之,尿素或液氨丝光分解的氨,氮氧化物可回收作为肥料,有待于进一步开发和工业化研究。

      2.羊毛无氯丝光

      环保型羊毛无氯丝光、防缩技术很重要,现已用于生产实践的无氯丝光法主要是高锰酸钾法和蛋白酶法。高锰酸钾的氧化能力很强,对鳞片层有一定的去除能力。但极其容易造成羊毛的损伤,并且会产生二氧化锰在羊毛上形成褐色沉积物,必须用还原药剂去除,还原洗涤必须彻底,否则残存在纤维内部的正二价锰离子会被空气中的氧气再度氧化产生二氧化锰沉淀。这种方法成本比较大,并且不容易控制。

       (五)、 碱减量

      涤纶织物的前处理采用苛性钠溶液减量加工,以改善织物风格,但由于存在碱废液的问题,而且涤纶碱减量废水中含对苯二甲酸、乙二醇、碱等,生物降解性差、产生环境污染。可以采用液碱代替固体碱,提高碱液的品质;采用连续式碱减量设备代替间歇式碱减量机械;选用高效促进剂,减少烧碱的用量;采用碱减量液自动测定及自动补加技术;涤纶织物碱减量工艺中的烧碱经过滤后再回用等清洁生产方式。

      三,纺织品前处理技术的发展与趋势

      纺织品前处理的发展今后将集中在新技术的开发和应用上:新纤维及新品种的加工工艺,无水加工技术和生化技术的扩大应用;提高节能和循环经济效益:减少染料、助剂及水的消耗,采用短流程前处理工艺、湿布加工工艺,减少耗水、耗能和其他天然资源的消耗;在环保及生态方面:减少对环境的污染,清洁生产符合生态要求和可降解产品绿色工艺的开发,多采用可再循环利用的能源、原料和物料。

      在针织物的前处理中,实现连续化生产是针织物前处理的发展趋向,同时亦可将不同的工艺连贯起来。例如,丝光与漂白可联合起来等。

      无水加工技术亦可能应用于纺织品的前处理方面,使用超临界二氧化碳流体代替水,完全没有污水排除。目前,较有机会普及应用于前处理上的无水加工技术是等离子处理技术,尤其辉光放电类的等离子处理,可改变纤维表面的形态。有研究报告指出:在羊毛的加工中,等离子体处理能有效地替代氯化处理,并减少了几步工序。织物处理后的毛效高,尤其适合提供印花使用。

      随着适应低碳经济要求的新型染整技术的不断涌现,必然要有适应低碳经济要求的新型高性能助剂来保证。主要集中在“一低﹑二高﹑一多”助剂的研发,即:低温型助剂;高效能型助剂;高专用型助剂;多功能型助剂。低温型助剂如:双氧水低温漂白活化剂,低温练漂剂,低温去油剂等等,高专用型助剂如:新型生物酶助剂果胶酶等。

      就我国目前印染行业的发展状况来说,实现低碳﹑环保﹑节能﹑减排,是一项非常复杂的系统工程,作为每一位印染行的研究人员,任重而道远。我坚信:在我们行业人士的共同努力下,中国印染行业的发展前景一定是美好的。


    声明:本站信息来源于网络或者为原创文章,如对贵站有所侵犯,请联系管理员。
    上一篇:定型机用合成润滑剂与现代润滑介绍      下一篇:箱包染整的流程
    猜猜您喜欢的:
  • 2016-10-22 2017/2018秋冬中国纺织面料流行趋势发布
  • 2016-10-22 区域合作产业先行:江苏纺织重镇上海寻路
  • 2016-10-20 2016中国纺织服装电子商务大会在盛泽举行
  • 2016-10-20 产业格局渐变 我国纺织行业机遇仍大于挑战
  • 2016-10-19 第三届江苏(盛泽)纺博会圆满闭幕
  • 2016-10-19 高端纺织产业联盟成立
  • 2016-10-18 前8月新疆纺织服装产业贷款增速位居各行业之首
  • 2016-10-18 无锡企业为中国航天编织“宇航蓝”
  • 2016-10-17 柯桥是中国纺织业的晴雨表纺博会体现纺博人行业情怀
  • 2016-10-17 纺织业将进入机器人时代?
  • ©2016 版权所有兴华机械   苏ICP备15023076号-1   邮箱登录 |  网站地图  XML  技术支持:Insight    
    选购涂层机 定型机 地毯机 地毯背胶机 静电植绒机请认准兴华机械  
    友情链接: 数控走心机 旋振筛 混凝土搅拌站价格表 公务包机 cosmetic packaging 深圳polo衫 挤压机 真皮回收 Rubber Gasket 纤维球滤料 采光瓦 毛边机 壳体 精密増力电动搅拌器 中国纤维网 防静电工作台厂家 生产流水线 北京箱包厂 不锈钢搅拌罐 真空泵 全自动套袋机 陶瓷涂层
    友情链接:可以申请彩金的网站  特区七星彩票app  凯时Kb88网站  中福在线  中国体彩官方app  全民足彩彩票网站  香港资料特马王  188bet的网址  正彩彩票app  全民足彩彩票