环保助剂
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在国内外前处理助剂中,主要组份均为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复配物,或与其它无机、有机物的混合物。这样既能提高润湿、渗透、分散、增溶、去污等能力,同时又可弥补非离子表面表面活性剂和阴离子表面活性剂各自存在的不足。在复配时要根据各厂的要求,如耐碱性、渗透力、白度、毛效等。例如:在配制渗透剂时,有的要求耐碱性较高(如丝光渗透剂),有的要求耐碱性一般(在509/LNaoH以下),有时要求耐酸性要好(羊毛碳化渗透剂),应在原料选择上有所区别。在配制精练剂时,有的耐碱性较好(烧碱和助剂等混合在一起置于高位槽中)。而一般直接投人轧槽中使用,耐碱性要求可低些。所有这些,要根据工厂中工艺条件决定使用何种助剂原料,一般来讲,烷基醇酞胺、烷基聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸钠、2-烯基磺酸钠等可耐10兔/LNa0H左右,不适合配制丝光渗透剂及耐高碱精练剂,而烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基硫酸钠、烷基硫(磷)酸酚盐等可耐高强碱。在配制精练剂时,其主要目的是去除棉纤维中蜡质、果胶、蛋白质、有机杂质等,以烧碱为主添加表面活性剂,有利于碱的吸附、润湿、渗透、加速蜡质的乳化、分散,并使其保持分散和悬浮状态而被水洗去。据研究,不论使用何种表面活性剂(一般不使用阳离子表面活性剂)都能使棉蜡去除。因此,一般采用阴离子与非离子表面活性剂的复配物,复配时还要考虑其CMC和HLB值,以HLB值相接近为宜。其中阴离子表面活性剂的碳链以C13-16为好,非离子表面活性剂的碳链以C:2一14为好。例如:由ASA60(HLB 13.0)、十六烷基磺酸钠(HLB 12.08)、AEO-6( HLB 12.12),三种组份相复配的精练剂,其应用效果较好。
非离子表面活性剂存在浊点间题,应用时受温度限制,复配时应注意。但非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂复配后,浊点可提高,如渗透剂JFC(浊点在45℃左右)与SAS60复配后可提高浊点至90℃左右。
有些表面活性剂在复配时,有提高功效和增效作用,例如:磷酸三丁醋与Tx-10、辛醇与Tx-10合理复配后,对织物的润湿、渗透力可大大提高,甚至超过渗透剂JFC。三聚磷酸钠加人ABS在制造洗涤剂时,可提高对亲水性纤维的润湿、净洗作用,但对疏水性合成纤维其效果不佳,此时可将ABS与马来酸、衣康酸、丙烯酸等聚竣酸型鳌合剂相结合,再加人镁盐等复配后,则其润湿、净洗效果可大有提高。又如sA凡。的耐碱性在1009/LNaoH左右,若与OER。合理复配后,则耐碱性可提高到1809/LNaoH左右,且有较好的渗透性。2-烯基磺酸钠与ABs按40/6叶匕例复配,可明显提高洗涤效果。茶皂素与其它表面活性剂合理复配后,可制成无碱洗毛剂,其净毛的柔软性、蓬松度、弹性、牢度等方面都胜过碱性洗毛剂。其参考配方为:茶皂素5%~15%、AESI%~15%、APE+AE02%~10%,添加剂l%~5%。前处理助剂的复配,是一项复杂而具有科学性的技术,合理掌握复配技术,既可提高助剂的产品质量又能降低成本。
我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/T18401—2004《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及Tecp)、邻萃基苯酚(OPP)、邻苯二甲酸酯、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-Label还明确禁止使用7种表面活性剂以及由它们组成的制剂和配方。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(DTD-MAC),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)和二乙烯三胺亚乙酸(DTPA)。
APEO的生物降解率在4%-80%,平均低于40%,急性毒性LD50<2000mg/kg,水生物毒性LC50<3.0mg/l(鲤鱼),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LD50<2500mg/l,LC50<4.0ms/L有较强毒性,对皮肤和内脏有刺激性,也有一定的致畸性。三种主要季铵盐类柔软剂,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时,生物降解性很差。因此Eco-Label明确禁
3.1.2.1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,2005年市场份额分别为6.4%和32%。
(1)APEO是一类重要的非离子型表面活性剂,它的代用品种很多,比较实用。市场可以供应的品种有:
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%,毒性比APEO低,有些产品是无毒的,是一类无公害的非离子表面活性剂。但分布宽,浊点易波动,水溶性低。目前已加以改进。
②烷基多糖甘(APG)
由葡萄糖或淀粉与脂肪醇在酸催化下生成,所以是无毒性产品,LD50为1.0—1.5mg/kg,ECO50高达100mg /L(C8-10APG),5天生物降解率大于80%,最终可达99.3%。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。
③N—烷基葡萄糖酰胺(AGA)
以葡萄糖和脂肪醇为原料,是一类新型的绿色表面活性剂。AGA的表面张力很低,C12AGA为28.5mN/m,临界胶束浓度(CMC)为5.79×10-3mol/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脂肪醇聚氧乙烯甲醚(FMEE)
近年来发展起来的一类新型非离子表面活性剂。它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,实现嵌入式聚合而成,是一类绿色环保产品,很快能被生物降解,无毒性,对人体刺激性低于FEO,对鱼类也很安全。FMEE具有杰出的渗透润湿性,尤其具有优良的乳化性和洗涤作用。它的分子结构为:RCOO(CH2CH20)nCH3,R与n 均可变化而获得不同HLB值的品种。
(2)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t,占世界表面活性剂总量(1250万t)的1/3左右。它的取代品研究开发很多,如α--烯烃磺酸盐(AOS),脂肪酸甲酯α--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。