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印染助剂的研究和开发(上)
(上海纺织印染职工大学,上海200082)
2020/9/20
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印染助剂的研究和开发(上)

作者简介:陈荣圻(1930-),男,教授,长期从事染料、助剂、印染及生态环境的研究。



    摘要: 印染助剂是纺织品生产必需的化学品之一。我国是纺织品生产大国,并正在为提高纺织品附加价值而努力.研究和开发新的印染助剂是一个重要的途径。开发环保型印染助剂,与开发节约型和创新型印染助剂同为发展目标.同时也顺应当前消费和出口需要。文章提出国内外开发的一些助剂品种,并提出如何正确认识某些生态纺织品环保法规。

    



    印染助剂的发展方向应在原有印染助剂品种和原料供应基础上.适应国际纺织市场的需要.把新印染助剂的研究和开发以环保型、创新型和节约型作为目标.这也是世界纺织印染助剂发展的方向。进入2l世纪以来.世界各国纺织印染助剂企业都把新品种的开发移到显著位置上来。2004年开发的新纺织助剂有1856个[1].其中纤维和纱线用助剂48个(占2.6%)、纺丝用助剂112个(占6.0%)、织造和针织用助剂98个(占5.3%):前处理剂220个(占11.9%)、印花和染色助剂644个(占34.7%)、后整理剂734个(占39.5%)。印染助剂和后整理助剂共

计占74.2% .为纺织印染助剂开发新品种的四分之三,主要是为提高纺织品的质量和附加价值。其中,最多的品种是柔软剂(158个)、涂层剂(96个)、增稠

剂(73个)、阻燃剂(61个)、固色剂(53个)。前处理助剂、净洗剂、纱线和纤维用润滑剂的80%品种都是复配型助剂。

    1 开发环保型印染助剂

    1.1 有关生态纺织品法规和涉及印染助剂的标准

    目前开发的印染助剂都属于环保型的.具有低毒性、低甲醛或无甲醛,不含有致癌芳香胺和环境激素,优异的生物降解性.可萃取的重金属含量低于允许限量等环保特性。开发环保型印染助剂必需遵循有关生态纺织品法规和技术标准.主要法规有:Oeko—Tex Standard 100的2002年版及每年的修订本.欧盟的生态标签(Eco—Lake1)生态纺织品标准:特别是2002年5月15日欧洲委员会在其“官方公报”上公布的2002/371/EC法规.是欧盟判定纺织品生态标签的新标准。

    中国国家质量监督检验检疫总局于2003年11月27日发布的强制性国家标准GB/T 18401—2003《国家纺织品基本安全技术规范》,于2005年1月1日正式实施。以上法规对印染助剂有影响的主要有:甲醛、色牢度和气味,其它还有可萃取重金属、含氯苯酚(PCP和TeCP)、邻苯基苯酚(OPP)、邻苯二甲酸酯类有机锡化合物,致癌芳香胺、抗菌整理剂、阻燃剂,可挥发的挥发物(VOC)等。Eco-Labe1还明确指出7种表面活性剂以及由它们组成的制剂和配方禁止使用,不能排放到废水中(z]它们是:烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、直链烷基苯磺酸盐(LAS),双(氢化牛油烷基)二甲基氯化铵(DTDMAC)、二硬脂酰基二甲基氯化铵(DSDMAC),二(硬化牛油)二甲基氯化铵(DHTDMAC),乙二胺四乙酸(EDTA)和二乙烯三胺五乙酸(DTPA)。

    APEO的生物降解率在4%~8%.平均低于40%,急性毒性LD50<2000 mg/kg,水生物毒性LC50<3.0mgfL(~ )。由此可见,APEO具有较低的生物降解性和较强的毒性和鱼毒性.而且APEO的降解代谢物和最终降解物毒性更大。LAS由于LD5o<2500 ms/L.LCso<4.0 mg/L有较强毒性.对皮肤和内脏有刺激性.也有一定的致畸性。三种季铵盐类柔软剂.生物降解性很差.毒性大.BOD低。EDTA和DTPA用于复配制造氧漂稳定剂和螯合剂的.生物降解性很差因此Eco-Label明确禁止使用。

    1.2 开发环保型表面活性剂

    表面活性剂是印染助剂的最主要原料.表面活性剂本身和用它复配的品种占印染助剂的80%~85%.因此开发环保型表面活性剂至关重要。不符合环保要求并遭禁用的主要是APEO和LAS.它们在市场份额中.2005年分别占6.4%和32%。

    1.2.1 APEO的取代品种

    APEO是一类重要的非离子型表面活性剂.它的代用品种类很多.比较实用且市场可以供应的品种如:(1)脂肪醇聚氧乙烯醚(FEO)由天然醇或合成醇为原料.最初生物降解率大于80%。毒理比APEO{k~.有些产品是无毒的.是一类无公害的非离子表面活性剂。但是由于宽分布.浊点易波动。水溶性低.目前已加以改进[3]。

    (2)皖基多糖苷(APG),是由葡萄糖或淀粉与脂肪醇在酸催化下形成.所以是无毒性产品.LD50为l万~1.57万 mg/kg,ECO50高达l00 m L(C8-10APG),天生物降解率大于80%.最终可达99-3%[4]。APG无浊点.HLB值随脂肪醇碳原子增加而降低.性能优良,可用作润湿剂,精练剂,乳化剂,分散剂,消泡剂.增稠剂和防尘剂等

    (3)N一烷基葡萄糖酰胺(AGA),以葡萄糖和脂肪酸为原料.是一类新型的绿色表面活性剂[53。AGA的表面张力很低,C AGA为28.5 mN/m,临界胶束浓度

(CMC)为5.79xlCr3 mol/L.可作为润湿剂和乳化剂.且耐酸、耐碱、耐热.与其它表面活性剂有协同作用。AGA无毒.易生物降解.对皮肤温和无刺激性。

    (4)脂肪酸聚氧乙烯甲醚(FMEE)是近年来发展起来的一类新型的非离子表面活性剂[61 FMEE是在特殊的粉状氧化物催化剂存在下与环氧乙烷进行加成反应.实现嵌入式聚合 FMEE是一类绿色环保产品.在自然很快能被生物降解.无毒性.对人体刺激性低于FE以对鱼类也很安全 FMEE具有杰出的渗透、润湿性.尤有优良的乳化性和洗涤作用。它的分子结构为:RCOO(CH2CH O) CH3,其中R与n均可变化而获得不同的HLB值品种

    1.2.2 LAS的取代品种

    LAS是一类最为重要的阴离子型表面活性剂2005年消费量达400万吨. 占世界表面活性剂总量(1250万吨)的l/3左右。它的取代品研究开发很多.如 一烯烃磺酸盐(AOS).脂肪酸甲酯 一磺酸盐(MES),脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC).单烷基二苯醚二磺酸盐(ADPEDS)等。它们的刺激强度,急性毒性LD50和生物降解率与LAS的比较,见表3[7]。























              

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