对近年来染整前处理工艺技术进展的回顾和看法_下_

对近年来染整前处理工艺技术进展的回顾和看法(下)

徐谷仓

(中国纺织工程学会染整专业委员会,北京100025)

摘 要:总结了我国从20世纪60年代以来染整前处理工艺技术的发展过程和进展,提出目前前处理技术存在的主要问题,并结合实际,对以后前处理技术的发展方向提出看法和建议。

关键词:染整;前处理;能耗;技术;发展

中图分类号:T S190 文献标识码:A

文章编号:1673-0356(2010)04-0001-03

收稿日期:2010 03 08作者简介:徐谷仓(1928 ),男,教授级高级工程师,中国纺织工程学会染整

专业委员会顾问,长期从事染整加工应用技术研究和学术交流工作。

2 目前我国前处理工艺技术存在的主要问题几十年来我国染整生产在前处理工艺技术方面已取得较大进展,特别是短流程前处理工艺的推广应用已20多年,已基本普及,其配套助剂和设备也相应取得进展,但随着时代进步和高新技术的发展,与国外先进技术相比仍存在一定差距。

(1)当前纺织厂对梭织物使用的浆料大部分为混合浆,在上浆配方中PVA 的比例高达70%以上。因为PVA 成膜性好,耐磨性优,对天然纤维和合纤织物都有较好的黏附性。但PVA 的溶解性随聚合度的增大而降低,其醇解度为85%~90%比98%~99%易溶于水,但如醇解度低于70%就难溶于水,由于目前纺织厂在选用PVA 规格上比较混乱,因此凡用PVA 上浆的坯布对印染厂的前处理带来了很多困难,主要是不易退浆和退浆不净,不仅影响织物的渗透性能,增大了染料助剂的耗用量,还由于退浆不净,布面上带有浆斑,染色后形成色差、色花,色牢度下降,光泽不匀等疵病,严重影响产品质量。同时PVA 的退浆废水难以生物降解,有机污染物的含量很高,COD 高达4000~8000mg/kg ,有时甚至超过10000m g/kg,加上废水量大,构成了印染行业严重恶劣的生态环境。尽管生物酶已开发应用但去除PVA 的酶还在研发中;对PVA 退浆废水采用化学凝结法来回收PVA 和降低PVA 浓度的技术,虽已开发应用,但很少推广;取代PVA 浆料的新颖变性淀粉浆料也已开发,但使用单位不多,至今仍推广不开。因此前处理的基础工段退浆工序仍未能引起重视。

(2)短流程前处理工艺基本已普及但不少单位对短流程前处理工艺的制订并不优化,不是根据品种特点、客户要求和最终用途因地制宜(人员素质、设备和

周围环境,运用助剂的性质等)地来优化制订最适宜的工艺,而是采取拿来主义的办法,照搬人家的工艺,并采用宁左勿右的保险工艺(扩大工艺参数的上下限范围),增加了加工成本,还不能提高半制品质量。有的单位甚至还未弄清短流程工艺的原理和要掌握的规律和关键就推广采用,出了问题不是寻根究底找出原因,而是全盘否定回到老路,仍采用传统三步工艺或采取增加助剂延长时间来解决。据了解不少单位制定工艺时没有采取大量测试,没用科学的中心旋转法和正交试验来优化工艺,从而正确制定工艺条件和工艺配方,特别是在短流程生产过程中并未通过控制各项工艺参数的测试来控制双氧水的反应速率,使反应能达到最佳平衡点,同时纤维本身的损伤保持在最低限度(按理这些测试工作应由研究机构和大专院校进行配合)。另外还必须认识到当前对环保节能要求越来越高之际,环保节能清洁生产已成为染整行业可持续发展的主要途径。因此,浓碱高温的前处理工艺就成为影响染整行业贯彻实施清洁生产和可持续发展的主要矛盾。短流程前处理工艺虽在缩短流程、降低能耗降、低成本、提高半制品质量上对染整加工工艺发展起了很重要的作用,但该工艺属高温强碱工艺,而冷堆工艺虽不属高温,但也为强碱工艺。因此,必须对短流程前处理的高温强碱工艺进行改革提高。

(3)用生物酶来替代棉织物的碱退浆碱精练工艺是近年来国内研发的热点,进入21世纪以来我国各地染整企业进行了生物酶退浆精练的应用试验,并已取得了一定的进展和成效。实践表明,果胶酶较适合棉织物的精练并与纤维素酶、蛋白酶、木聚醣酶、脂肪酶等在精练时存在协同作用,由他们组成的复合酶在改善棉织物润湿性方面比单用果胶酶好,故采用以果胶酶为主,其他酶制剂为辅的复合酶进行精练具有较好的应用前景。但对复合酶一浴精练,各酶制剂最适合作用范围一致性的问题还未明确,另外,目前均是从酶的实际应用效果来评价精练酶的有效性,缺乏对酶精

1 2010年第4期 纺织科技进展

练机理的系统研究。在实际生产中,酶精练与碱精练相比,在对棉籽壳的去除上还有一定差距,同时酶制剂的成本偏高另外漂白专用酶制剂和去除PVA浆料的酶制剂还未开发出来,这些问题如不能及时解决都会影响生物酶的推广应用。

(4)低温等离子体技术、超声波技术、超临界二氧化碳无水处理技术、电解煮练技术,及近年来开发的酶处理闭环体系处理技术等,直到目前仍停留在实验室小试或中试阶段,要实现工业化生产还需做大量工作。还有些新工艺如采用活化剂/双氧水体系进行冷轧堆前处理的新工艺,及采用欧亚兰清洁生产前处理新工艺等,生产上已获得效果,但还未很好推开应用。又如有些已成熟的新工艺设备,如化学凝结PVA印染废水来回收PVA的设备和高效布铗松堆丝光机,不少单位还不知道,主要是缺乏宣传和详细介绍。另外对采用茶皂素助剂进行退煮漂一浴法的新工艺及新开发的酶氧前处理设备,在生产上已取得一定成效,但机理上还未阐述清楚,缺乏专家的论证,因而影响了有效推广。

(5)和染整生产配套的印染助剂缺乏系列化、专用化和统一的测试标准,这是长期未能解决的老问题,特别是节能节水、环保型助剂及符合生态要求的退煮漂助剂、漂白用酶制剂和去除PVA棉籽壳酶制剂等的开发满足不了清洁生产的要求。

虽然近几年来染整设备机电一体化技术得到发展,电子技术的应用范围也不断扩大,但与国外先进技术相比,仍有相当差距,特别是自动化和程序控制较差,在线控制过程监控和故障诊断技术还未解决,定量滴定计量装置、自动加料还没有配套。总之,助剂和设备的开发还未能与工艺品种的开发同步,应引起有关领导重视。

总的来讲,笔者认为我国的纺织染整研究机构未能很好开展对基础理论的研究,对染整发展的关键性重点项目未能投入大量工作和资金来进行工业化生产的研究开发,以致很多对节能环保清洁生产有效的新技术还长期停留在实验室阶段。另外在信息报导上也可看到大专院校培养的博士生、硕士生在杂志上发表了很多对染整关键性项目研究的文章,但仔细分析,文章内容类同、相互抄袭、水平不高,这会影响我国染整科技水平的发展和提高,这是教育部门值得重视注意的问题。

3 对前处理工艺技术今后发展的看法和建议

(1)前处理工艺必须实施清洁生产,这在染整行业当前能源紧张,环境污染严重,国家在重点狠抓节能环保期间尤为重要,为此对低温无碱的前处理新工艺必须狠抓推广应用。

如生物酶技术的开发应用来代替传统的碱氧工艺,这是2000年5月在葡萄牙召开的生物技术在纺织工业中应用的国际论坛会议上提出的采用生物酶对棉织物进行前处理以替代传统的碱氧工艺课题。但这些专一性酶的生产技术,主要集中在国外几家大公司(诺维信、拜耳、汽巴等),他们已在采用现代生物新技术来开发适用的工业用酶,我国在生物酶技术的研发和国外还有差距,在应用上力度还不够,必须加快步伐来开发适合我国国情,并拥用自主知识产权的生物酶生产技术,当前急需开发能去除棉籽壳麻皮,PVA浆料及漂白用的酶制剂,希望助剂行业能加强与生化部门合作,在开发生物酶品种降低酶制剂成本和稳定酶制剂质量等方面作出贡献。要求染整行业能加强应用力度扩大应用范围,达到100%能替代碱氧工艺,保证真正实现清洁生产的要求。又如国内外已开发和正在开发的氧漂活化剂是对双氧水漂白工艺的一次重大革新和发展,国内已有企业在应用这项技术并取得成果。它不仅能降低热漂温度,缩短冷堆时间,提高产品质量,降低纤维强力损伤,而且在冷堆过程中无需烧碱(或少用)和稳定剂,有利节能降耗和生态环保,是实现清洁生产的有效工艺,应加大应用和宣传力度。目前国内已有生产(TA ED已在上虞染料化工厂生产,N BOS已在广东中山汉科精细化工公司生产成功)但活化剂的价格较高,会严重影响加工成本,为更好推广这一新工艺新助剂,还希望生产单位进一步扩大生产降低价格以保证染整工业清洁生产的实现。再如,采用茶皂素进行退煮漂浴法的清洁生产工艺,采用宽温酶DL 和复合助剂欧诺兰CO进行二步处理的欧诺兰清洁生产工艺,及山西彩佳印染公司开发的酶氧前处理设备等在生产上虽已取得一定成效,但在理论上欠充分,建议对上述工艺和设备进行一次专家论证以能有效推广。另外不符合生态要求的精练剂、净洗剂、氧漂稳定剂和螯合分散剂的代用品性能不如原有助剂,特别是APEO的代用品,其性能不如A PEO,价格比APEO 贵,这就要求助剂行业要加大研发力度,以解决这个突出矛盾来满足清洁生产的要求。又如PVA浆料的替代品为什么推广很慢,这里同样也存在这个矛盾,代用浆料价格较高,对紧密高支织物的上浆性能还不如PVA,这个问题也希望在推广中采取有效措施,予以解决,以能全部替代PVA浆料保证清洁生产的实施,在PVA浆料还未全部替代前还应采用化学凝结法来回收PVA浆料,以不影响清洁生产的实施。

(2)要加强对前处理工艺条件的优化,由于前处理工序在染整加工中是个基础工序,对其重要性的认识

2

纺织科技进展 2010年第4期