精细化工产品提升纺织行业的品质


何  丽

(南洋理工大学  新加坡  637122)


摘  要:随着我国国民经济的发展,向纺织工业提洪更多更新型的纺织助剂,特别是那些性能优良、价格低廉的纺织助剂产品,将会受到纺织部门的欢迎和广泛应用。使纺织工业为广大人民提供更绚丽、更丰富、更舒适的纺织产品。文章介绍了当前纺织用精细化工产品的概况,讨论了纺织精细化工产品的应用现状,对未来发展进行了展望,认为我国需积极发展精细化工产品来推动纺织工业发展。

关键词:精细化工;纺织助剂;发展


精细化工是生产精细化学品工业的统称,它是当今化工行业的热门领域,在纺织新材料研发、生产中起重要作用。我国在1986年3月6日颁发的《精细化工产品分类暂行规定》中将精细化工产品分为11类,依据应用领域的不同又细分为很多种类,其中应用在纺织工业上的精细化学品主要是各种助剂。这些不同功能的助剂对纺织工业的发展影响重大,是极具发展前景的精细化工产品。

1.纺织用精细化工产品概况

1.1 常见产品分类与应用

纺织助剂按形态可分为液体型和固体型两类。液体型助剂具有使用方便、计量准确的特点。固体型助剂主要有四种形式,分别是颗粒状、粉末状、微球状和薄片状。与液体型助剂相比,固体型助剂更易于运输和贮存。

纺织助剂也可按照用途分类,根据纺织生产工序所用的助剂不同,分为纺纱织造用剂、前处理助剂、染色助剂、印花助剂、后整理剂等。纺纱织造用剂主要用于纺纱过程防止、消除静电积累,提高纤维间的抱合力以及降低织造过程纱线断头率等;前处理助剂一般用于协助去除织物上的杂质,使织物的表面更光洁、面料渗透性更好,以便后续加工,前处理剂主要包括漂白稳定剂、渗透剂、润湿剂等。染色助剂和印花助剂可合称为印染助剂,常见的印染助剂有匀染剂、黏合剂、固色剂等。后整理剂主要用在纺织品的后整理中,常见的有平滑剂、防皱剂、阻燃剂、防污防油剂等,后整理助剂可赋予织物不同的功能,如防皱整理剂可使面料易于打理,阻燃整理剂可使面料不易起火燃烧,防污防油剂可使面料抵抗油污。

1.2 国内外纺织助剂的发展现状

全世界纺织助剂有近100个门类[1],生产的品种约1.6万个,年产量近410万t。目前生产规模较大的纺织助剂企业主要集中在西欧和日本等发达国家和地区,其中重点企业有科莱恩、拜耳、巴斯夫、汽巴等。

当前我国纺织助剂市场快速发展,国产助剂的自给率一直保持在90%以上。我国生产的纺织助剂品种约1500个,品种有乳化剂、固色剂、柔软剂、树脂整理剂等。生产企业大部分分布在东部沿海地区,其中主要的企业有丹东恒星化工有限公司、浙江宏达化学制品有限公司、佛山市高明富联精细化工有限公司、上海大祥化学工业有限公司等。

2.几种精细化工产品的应用现状

2.1 固色剂

目前国内外对纺织品的色牢度和甲醛含量都在严格把控,因此纺织品在染色工序时要加入固色剂进行固色处理。固色剂是纺织印染行业常用的助剂之一,可以提高染料在织物上的牢度。我国印染行业早期使用的固色剂多为固色剂Y、固色剂M等,这些固色剂多含有游离甲醛,制成服装穿着后会逐渐释放出有害物质,不利于人体健康。

近年来,无甲醛固色剂顺应时代要求被成功研发出来,如咪唑啉类固色剂、环氧氯丙烷与多乙烯多胺合成的固色剂(如固色F[2]、固色剂MRT-1[3])、多胺类固色剂(如固色剂H[4]、固色剂GQ-600[5])等,都是市面上较常用的无醛固色剂。这些产品的固色性能较固色剂Y有了很大的提高,而且不含甲醛,但在其他方面也存在一定的缺陷。如多胺类固色剂由于分子中含有较多伯胺、仲胺及叔胺等结构,易被氧化而导致色变;环氧氯丙烷与多乙烯多胺合成的固色剂的耐皂洗色牢度不高。

鉴于上述无甲醛固色剂的缺点,开发新型固色剂成为研究热点[6]。李洪霞[7]等开发了一种溶胶-凝胶型固色剂,利用微小的溶胶粒子在织物表面形成三维网状结构的薄膜,达到固色的目的;张振华[8]等开发了纳米型固色剂,利用高分子纳米有机硅形成的薄膜来提高织物的色牢度。

2.2 表面活性剂

表面活性剂主要用于降低溶液的表面张力,可起到润湿、乳化、发泡等作用,是纺织助剂中用量最大的一类物质,被形象地称为“工业味精”。上世纪50年代开始,我国开始大力发展表面活性剂工业;到80年代,研发的表面活性剂品种约有130个;到21世纪初,表面活性剂的品种已达近2000个。

表面活性剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型,不同类型的剂型在纺织工业中的应用也有所区别。常用的阴离子型表面活性剂有烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠等;常用的非离子型表面活性剂有烷基醇磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚等;阳离子型表面活性剂目前开发和生产的重点是季铵盐类,其可很好地吸附在纤维表面,能起到抗静电的作用;常见的两性离子型表面活性剂如甜菜碱型和咪唑啉型。

随着人们对纺织品的要求越来越高,更多具有功能性的表面活性剂被开发出来,如黄忠林[9]等合成了一种季铵盐类表面活性剂,可用于皮革的防霉。

2.3 化纤油剂

化纤油剂主要用于化纤纤维如涤纶、腈纶等纺丝过程中,它能够消除生产过程中产生的静电,使纤维具有优良的可纺性。从上世纪50年代的矿物油到如今的多成分和添加剂的新型油剂,化纤油剂历经多次突破和创新。当今化纤油剂研发的关键在于油剂的抗静电性、柔软性和平滑性,因此,不断提升抗静电表面活性剂、乳化剂及平滑剂的功能及研发油剂合成新技术是化纤油剂发展的关键。

化纤油剂中的平滑剂主要是聚醚、合成脂肪酸酯和少量矿物油;抗静电剂主要是烷基醚磷酸酯和烷基磷酸酯[10];乳化剂主要是聚氧乙烯醚类化合物。当前对化纤油剂的研究成果有很多,如周永凯[11]等利用对苯二甲酸及乙二醇等原料合成了一种新型抗静电剂,用于羊毛/聚酯纤维混纺织物的整理,使织物的抗静电性显著提高;王凤[12]等利用平滑剂680对纯棉针织物进行整理,减少了缝纫针洞的形成。

2.4 阻燃剂

阻燃剂是一类功能性助剂,在纺织工业中主要是用来改变织物的燃烧性能。根据阻燃剂的成分组成,阻燃剂可分为卤系、磷系、氮系、硅系等。近年来开发高效、低烟低毒和无尘阻燃剂成为阻燃科学发展的重要方向[13]

不同材质的纺织品所用的阻燃剂是不同的,对于纤维素纤维织物,常用的阻燃剂为含磷化合物,如氧化磷、聚磷酸铵、磷杂环化合物、四羟甲基氯化磷;涤纶织物的阻燃剂常为环状磷酸酯化合物;涤棉混纺织物常用的阻燃剂为乙烯基磷酸酯低聚物。由于硼系阻燃剂出色的阻燃性和绿色环保性,也成为开发热点之一。

丁佩佩[14]等人通过二步法合成新型膨胀阻燃剂,将其应用在涤纶面料上,阻燃效果优异;A. Sierra Fernandez[15]等采用水热法制备了纳米级Mg(OH)2,并通过原位聚合法制备了微胶囊阻燃剂,提高了纤维素纤维的极限氧指数,使纤维具有较好的阻燃性能。随着科学技术的不断发展,阻燃剂正朝着微胶囊化、超细化、复合化高速发展。

3.纺织用精细化工产品的发展方向

3.1 开发环保型产品

环保型助剂指不含甲醛、重金属,含量不超过限量,不含致癌芳胺、环境激素等[16]有害物质的纺织助剂。纺织品中是否含有有害物质及残余量的多少与所使用的助剂直接相关,环保型产品在应用时应满足低毒、低甲醛或无甲醛等环保要求。为满足可持续性发展的要求,Sanda VISAN[17]等建议使用植物油或化学废物制作表面活性剂,制得的产品与进口产品性能相似,价格较低并对环境的影响小。

3.2 开发专用产品

过去几年里越来越多的新纤维及新型纺织品涌现对助剂提出了更高的要求,染整新技术的出现,也需要特定的助剂,因此亟待开发适应新材料、新工艺的专用精细化工产品。

3.3 开发新型产品

目前纺织用的各类精细化工产品同质化情况严重,很多企业生产的产品性能相同或相近,形成争抢市场、互拼价格的局面。另一方面,整个行业创新意识欠佳,企业自主开发能力较弱,很多产品仍依赖于进口。开发新型产品,是提升企业自身竞争力的关键,也是推动纺织工业发展的关键。

3.4 开发新合成技术

虽然我国的纺织助剂行业整体产业规模不小,但技术和设备较发达国家差距明显。主要体现在精细合成单元反应仍采用传统工艺,高新技术(如骨架镍催化加氢技术、酶催化技术等)应用不多。因此,要真正做到纺织助剂精细化,必须大力开发新合成技术。

4.结语

纺织用精细化工产品的发展对整个中国纺织工业影响巨大,加快纺织助剂的技术进步、提升产品质量、实现绿色环保都是推动纺织工业发展的重点。

当前,纺织用精细化工产品正高速发展,适应各种纺织用的新品种、新技术层出不穷,未来必将在纺织工业上有更大作为。

 

参考文献:

[1]蔡继权.纺织印染助剂的发展[J].纺织导报,2010(09):106- 108.

[2]徐东平,钱理忠,丛君兰,叶尧亮.固色剂F的研制与应用[J].印染助剂,1994(03):25-26.

[3]张雄,毛培,向敏虎.无醛固色剂MRT-1的研制与应用[J].印染助剂,2005(02):5-6.

[4]杨建平,邵炳荣.无醛固色剂H的研制[J].宁波高等专科学校学报,1998(02):38-40.

[5]朱国华,管永华.环保型固色剂GQ-600研制与应用[J].南通工学院学报,2000(02):28-32.

[6] UEDA T,KAGENO K.Methods for improve color fastness of reactive dyes on cellulose withallylamine copolymers:US 4678474[P].1987-07-07.

[7]李洪霞.溶胶-凝胶法提高染料染色牢度的研究[D].天津:天津工业大学,2005.

[8]张振华,朱新卫,姜希.纳米固色剂Tinokin VG在灯芯绒上的应用探讨[J].染整技术,2005(03):17-19.

[9]Huang Zhonglin,Tang Yi,Yang Lu,et al.Synthesis of paraben quater-nary ammonium salt surfactant and its anti-mold properties[J].Western Leather,2010,32(1):13-15.

[10]刘方方,曹亚琼,王超.化纤油剂的剖析方法[J].印染助剂,2008(05):40-44.

[11]周永凯,王春生.新型抗静电剂的开发及其在毛纺上的应用[J].毛纺科技,2001(01):28-30.

[12]王凤,胡力主,杨晓辉.新型柔软平滑剂680在纯棉针织物防针洞整理上的应用[J].印染助剂,2013,30(12):42-44.

[13]唐孝明,叶皓华,张淑云.真丝绸阻燃研究进展[J].山东纺织科技,2008,49(06):51-54.

[14]丁佩佩,张灯青,葛凤燕等.新型膨胀阻燃剂的合成及其在涤纶织物中的应用[J].合成化学,2010,18(01):13-15.

[15] Sierra-Fernandez A,Gomez-Villalba L S,Milosevic O,et al.Synthesis and morpho-structural characterization of nanostructured magnesium hydroxide obtained by a hydrothermal method[J]. Ceramics International,2014,40(8): 12285-12292.

[16]季浩.纺织染整助剂中有害物质检测方法研究进展[J].染料与染色,2017,54(03):46-55.

[17] Sanda VISAN,Ligia Florica BOTEZ.Auxiliaries for the textile industry and environmental protection[J].Economia: Seria Management,2010,13(1):195.

 

作者简介:

何  丽,陕西安康人,博士研究生。主要研究领域为纺织化学的研发与应用、新型染整技术的开发、传统印染技术、印染污染物处理、纺织信息系统集成等。

邮  箱:tougaodp@sina.cn

 




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