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2023-05-12

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脊竖轮(接上期) 3高性能前处理剂高性能前处理剂高效、节能、节水、减排,这不仅是取代进口前处理剂的需要,更是加快前处理剂技术升级和品种结构调整的重要内容,这对我国纺织行业发展低碳经济的作用很大。

利用各种高新技术是开发高性能前处理剂的有效途径之一。近年比较突出的高新技术有催化技术、绿色溶剂反应技术、复配增效技术、生物技术、循环利用技术、纳米技术和微乳化技术等。特别是催化技术,它是目前各国制造业关键技术中最富有生命力的组成部分,具有高选择性、高收率、高纯度、低污染等特点,属于原子经济反应技术,能产生显著的节能减排效果。催化技术包括:酶催化技术、相转移催化技术、分子筛催化技术、非晶态镍催化技术、金属化合物催化技术、骨架镍催化技术等。复配增效技术又称组合增效技术或合金技术,是开发高性能前处理剂的又一重要高新技术,具有节资、节能、节水、减排、降本的显著效果。该技术大致分为两种方式:一种是外复配方式,即用两种樱信或两种以上具有不同性能的助剂按照一定原理和比例进行复配,这是目前国内外助剂制造商的主要制造方式;另一种是内复配方式,即在一种助剂分子结构中引入另一种助剂的功能基因,使之具有新的功能。运用这些高新技术制造出来的新型高性能前处理剂能最大程度地提高纺织品加工质量,提高工作效率,节能减排,节资降耗。

3.1高效前处理剂

提高前处理剂的处理能力和效率,有利于节能节水节时以及降耗降本减排,这也是当前开发高性能前处理剂的重要发展方向之一。该类产品主要包括以下 4 种。

3.1.1高效乳化剂

氨纶由于具有独特的弹性,大量地用来与其他纤维组成混纺织物,涤/氨混纺织物就是其中之一,另外还有锦/氨混纺织物、棉/氨混纺织物等。涤/氨混纺织物一般采用氨纶包心和并纱为主,这些纱主要用于内衣、服装、袜业、体育运动服、家纺面料等领域。其中的氨纶含量高达 10% 以上,甚至超过 20%,使得氨纶纺丝产生了困难。为了使该纤维正常地通过喷丝孔,纺丝时需加入少量润滑剂,润滑剂主要是有机硅油类,氨纶与涤纶的混纺比越高,坯布上含有的有机硅油量就越多。然而,存在于坯布上的有机硅油难以乳化,必须在印染加工时或之前最大程度地去除,否则在印染加工时布面容易产生色花、色渍、色斑等情况,同时色牢度明显下降。一般情况下,涤/氨混纺坯布在染色前通过精练去除氨纶丝有机硅油,精练时需加入精练剂即氨纶专用除硅油剂。目前国内市场上的氨纶专用除硅油剂主要有两种,即溶剂型和乳化剂型。

溶剂型受精练温度影响较小,但许多溶剂不同程度地会产生危体健康和污染生态环境的问题。而乳化剂型不能采用过高的精练温度,因为不同的乳化剂有不同的浊点,当温度超过其浊点时,乳化剂的乳化能力明显下降,大大削弱了对有机硅油的去除效果。针对这种情况,国外公司以开发乳化剂型为主。

Stockhausen公司的Sultafon D是一种低泡的高效润湿/精练剂、乳化剂,具有低气泡性,特别适用于在氨纶中难乳化的有机硅油如硅酮油和矿物油的洗除。该助剂与Solopol ZF(聚合物络合剂)组合处理的棉织物质量稳定且能同浴进行染色,这样可使加工成本和时间减少 60% 以上、加工能力增加 25% ～ 33%,且大大减少排出的污染液。Depicol PC9是一种高效乳化剂或环保型高性能洗净剂,它能从高氨纶含量的织物中有效地除油,特别是有机硅油,它与Setavin PAS(酸性纤唤染色的pH值缓冲剂)和Depicol AY(防止织物染色后热熔固着时发黄的助剂)等组合能使锦/氨混纺织物(混纺比 80∶20)实现一浴精练、染色和固着。这种技术与常规工艺相比,可减少 50% 的加工时间,降低 80% 的染浴量,大大地提高了设备的染色能力和降低了染色、用水与排水等的费用,且不会影响染色物的色牢度。另外,上述的Tissocyl RC9也是一种能移除锦/氨混纺织物中含有的硅酮油的高效乳化剂。

我国也开发了一些乳化剂型的除硅油剂。杭州多恩纺织科技有限公司的氨纶精练剂CPA � New是一种去除天然和合成纤维各种油剂的特效乳化剂,特别是可以避免因氨纶油剂中的硅油组分去除不净而产生的各种染色问题。上海兴康化工有限公司的无泡硅油精练去除剂安美宝丁和上海晟越纺织材料有限公司的有机硅去除剂Symorl CS � 88(又称除硅灵)也都有这种功能。至于溶剂型的除硅油剂则相对较少,如上海晟越纺织材料有限公司的溶剂型强力除油剂Symorl BKH等。

3.1.2高效渗透剂

练漂液在织物中的渗透力和渗透状况直接关系到织物的练漂效果,并对节能减排具有重要的作用和意义。浙江宏达化学制品有限公司的强力渗透剂D 1070具有高渗透力,在织物中渗透快速、均匀,能提高练漂效果,有利于织物质量稳定和高效。这种高效渗透剂通常采用在碱性条件下具有极强渗透力的表面活性剂,例如KT 08是一种阴离子型的异构醇硫酸酯表面活性剂,中性条件下无表面活性,但在浓碱溶液中具有极强的渗透力。TEP也是一种阴离子表面活性剂,在强碱和高温条件下具有极强渗透力,且具有卓越的乳化、脱油和洗涤等功能,它们都是一些新型前处理表面活性剂。

3.1.3高效冷轧堆精练剂

冷轧堆前处理工艺与常规工艺相比,温度低、碱浓度高、碱氧液对棉坯布的渗透更困难。特别是低温下对油脂、蜡质的乳化能力差,容易造成织物边与中、内与外的白度和毛效有差异从而出现染色疵病。因此开发高效冷轧堆精练剂对扩展冷轧堆前处理工艺和短流程练漂工艺以及节能减排的作用很大。

杭州多恩纺织科技有限公司的强力精练剂CP � 8是一种高效冷轧堆精练剂,它具有润湿、煮练、漂白等多种功能,应用后证明在冷轧堆精练中能达到很好的毛效(30 min毛效为 9.1 cm)和白度、一步完成、具有优异的冷堆效果、无需复漂工序、节约工时、降低成本。冷轧堆配方为:强力精练剂CP � 8 8 g/L,氧漂稳定剂HOP 6 g/L,萃取分散剂HB � New 2 g/L,苛性钠 30 ～ 35 g/L,双氧水 15 ～ 16 g/L。经上述处理的织物染色时若同时采用工艺优化剂PH 55,能确保染色重现性,提高上染率,使用于难染的艳蓝色或翠蓝色以及粘胶或丝光棉的染色等可有效地改进匀染性。义乌市中力工贸有限公司和浙江纺织服装职业技术学院合作研制的高效冷轧堆精练剂ZL � 321也具有这种特性,它是用高效渗透剂、双氧水低温漂白活化剂、新型金属络合剂和环保型表面活性剂等组成。

3.1.4高效螯合分散剂

在棉、麻织物前处理阶段,退浆时用作上浆防腐剂的铜、锌离子的存在不利于退浆,浆料与杂质易再次沉积在纤维上,影响底布的白度。煮练时煮练液中的钙、镁离子和果胶盐会严重影响煮练后织物的毛效、白度和手感。漂白时铁等金属离子会加速双氧水的分解,造成织物局部过氧化、强力下降甚至产生破洞。另外,硬水中的钙、镁等金属离子易形成不溶性金属盐沉淀在织物和设备上,影响产品质量,造成设备结垢。因此必须加入高效螯合分散剂才能有效地解决织物在前处理中表现出来的疵病。高效螯合分散剂必须具备下列性能:

(1)对水不溶物或无机盐类具有极佳的分散功能,可防止再附着纤维;

(2)对钙、镁等金属离子有极佳的螯合屏蔽与分散能力;

(3)应用于棉、麻的精练,可提高白度、改进手感;

(4)在退浆工艺中可促进淀粉浆料的膨化和分散已水解的浆料;

(5)在氧漂过程中是一种很好的双氧水稳定剂,还可以防止硅斑的形成;

(6)可提升棉、麻的染着率,提高匀染性和鲜艳度,防止色泽萎暗,增强摩擦牢度;

(7)不含磷和禁用化学物质;

(8)能生物降解。

这种高效螯合剂的单体一般都含有氨基、羟基、羧基、不饱和键,如马来酸酐、丙烯酰胺、丙烯酸等。石家庄市联邦科特化工有限公司的新型螯合分散剂LD � 330不仅对重金属离子有极强的络合作用和分散性,还能防止污物与悬浮物的沾污,而且耐酸、耐碱、耐盐、不含磷等,不过它的生物降解性还有待提高。德国Stockhausen公司开发的高效金属络合剂Solopol ZF是一种以糖为基础的可生物降解的聚合物络合剂,能与棉中的金属、钙和镁等离子相结合,可用来取代目前使用的生物降解性比较差的金属络合剂。

3.2耐碱前处理剂

织物在前处理阶段有不少工序是在强碱介质中进行的,因此对前处理剂的耐碱稳定性和耐碱渗透性要求很高,近年国内外相继开发了多种耐碱前处理剂。

3.2.1耐强碱的双氧水稳定剂和螯合剂

Huntsman(亨斯迈)公司的Tinoclarite CBB和Yorkshire(约克夏)公司的Serquest CA等,它们都能耐浓度为 120 g/L的强碱,可使双氧水漂白有好的稳定性并对钙、镁、铁离子有优良的螯合作用,特别适用于棉及其混纺机织物的双氧水连续高温蒸煮漂白工艺,具有加工白度好、去杂效果显著和纤维损伤小等优点。

3.2.2耐碱精练剂

浙江华晟化学制品有限公司开发的精练剂HS � 200具有优良的耐碱稳定性和耐碱渗透性,在相同用量下其精练效果优于市场上的同类产品,煮练工艺的用量为 0.3 g/L,轧蒸工艺的用量为 3.0 g/L,均有良好的精练效果。

3.2.3耐碱渗透剂

上海大祥化学工业有限公司的耐碱丝光渗透剂3300 DX,还有南京雅博科技有限公司的耐氯渗透剂SC � 01,它们都具有耐碱及耐氯等各种氧化剂的特性,渗透快速均匀,用量少,是羊毛丝光的首选渗透剂。

3.3快速前处理剂

为了提高织物前处理的节能减排效果,发展快速前处理剂也是途径之一,市场上的产品包括高要宝时化工有限公司的快速氧漂剂Stabiron BLG、快速除氯润湿剂Prote � sol ATZ(筒子纱专用前处理剂)、金德盟化学(香港)有限公司的快速渗透剂以及南京雅博科技有限公司的耐氯渗透剂 SC � 01等。

4多功能前处理剂

采用高新技术开发多功能前处理剂,也是当前适应低碳经济要求的新型前处理剂开发热点之一,它把多种功能集为一体,不仅缩短了工时,而且节能减排,具有显著的效果。Clariant(科莱恩)公司开发的Sandoclean T10 lig是一种具有润湿、净洗、稳定等多种功能、易生物降解、适合退煮漂三合一工艺的多功能型前处理剂,它由脂肪醇、聚乙二醇醚和芳香族磺酸盐复配组成。该公司的Sirrix DNA也是一种在双氧水漂白中具有软化、脱色、分散、中和以及反催化作用的环保多功能前处理剂。

近年我国结合节能减排也研制了不少多功能前处理剂。上海亿华工业化学品有限公司开发的多功能前处理剂YH � SC是一种用于以棉为主的织物的助剂,它集精练、稳定、螯合分散和碱作用等 5 种功能为一体。宁波金纺精细化工有限公司的涤棉爽JF � 99适用于T/C、T/R、CVC等混纺织物,是一种可使棉前处理和涤纶染色同浴进行的多功能助剂,使用时将混纺织物在 40 ℃入浴,加入涤棉爽JF � 99, 5 min后加入双氧水,再经过 5 min加入染料升到 130 ℃染色,工艺简单、使用方便。与混纺布的传统工艺,即:碱性漂白 → 酸性染涤 → 碱性套棉相比,该助剂可节省螯合剂、精练剂、碱剂、氧漂稳定剂、冰醋酸和高温匀染剂,还能避免涤纶低聚物的出现,并且没有染斑、色点等疵病。以 1 t T/C针织布为例,可节水 50 t、节电 150 kW・h、节汽 50 t、节时3 ～ 4 h、减少污水排放 50 t,设备利用率提高 20% 以上。此外还有山东金鲁化工有限公司的五合一速效精练剂和上海大祥化学有限公司的一剂型精练漂白剂C � 320、C � 24、F � 26、DN等。

由于前处理的目的是去除纤维内外的杂质,保证织物获得适当的白度和吸湿能力,因此多功能前处理剂特别是多功能精练剂兼有乳化力、润湿渗透力、洗涤力、消泡能力强等重要性能,必须选择符合要求的原料如表面活性剂等来组成。

5专用型前处理剂

专用型前处理剂是指专用的、高效、节能、减排的新型前处理剂,最主要的是采用生物技术制造的生物酶或酶制剂。在染整工艺中使用酶制剂或生物酶加工已被公认为一种绿色染整技术,它具有专一、效率高、反应快、节能、节水、节时、不损伤纤维、避免后续染色不匀与提高给色量、对环境污染少等特点。目前,该技术已扩展到几乎所有的纺织湿加工领域,广泛地用于前处理各工序中,如用于棉纤维退浆处理的淀粉酶、用于棉纤维光洁与减量处理的纤维素酶、用于棉纤维精练的果胶酶、用于棉纤维漂白的过氧化酶、用于退煮漂一步法(短流程)加工的多功能复合酶,还有脱氧酶、脂肪酶等。

近年来一些公司结合对织物前处理的新要求和低碳经济的更高目标,加强对酶化学的研究,开发出了新一代酶制剂,其特点是加工的织物有更好的性能、对节能减排有更好的效果。

Bayer(拜耳)公司的Baylase EVO是一种新型生物酶制剂 ―― 果胶酶,它能用于移除纤维壁中含有天然棉蜡的果胶,与Diavadine UN(一种专用的表面活性剂)组合后能温和地移除蜡,使被处理的织物比传统的苛性钠处理经受较少的质量损失,并且有柔软的手感和高亲水性,同时也能改进产品外观,全部加工成本最多可节省 25%。Novozymes(诺维信)公司的Scourzyme NP(精练酶)利用生物原理将棉、麻纤维上的果胶分解,有利于纤维中脂、蜡质和其他杂质的去除,其应用条件更温和,能对织物进行更有效的精练,且织物手感更柔软,能量和水的消耗更低,对环境的负面影响也更小。德国AB公司的BIOTOUCH全新一代纤维素酶和果胶酶使棉抛光织物的前处理工艺一浴两步或一浴三步成为可能。即第一和第二步:生物精练+生物抛光(pH值= 5.0,55 ℃,40 ～ 60 min);第三步:轻煮或净漂(可选择性地与第一步、第二步同浴进行),它能最大限度地缩短工时(省略了传统的抛光和灭活工序),最大限度地节能节水,并降低织物强力损失风险,适用性广泛。

随着我国纺织行业酶制剂应用速度的加快,我国酶制剂的开发也在不断强化。青岛康地恩生物科技有限公司的精练酶KDN可应用于棉、麻及其交织或混纺纤维/纱线/织物的前处理工序中,由于降低了工艺温度、减少了处理时间、避免了高温碱煮的剧烈处理条件,因此纤维的化学损伤减少,处理后的织物手感柔软、舒适性提高、刺痒感降低,同时提高了生产效率、降低了能耗水耗、减轻了废水处理负荷。山东金鲁化工有限公司的高效精练酶JL � 90系列适用于前处理的间歇或连续工艺,用量少、毛效高、白度好、失重低、可生物降解,大大降低了废水中的COD值。无锡市德冠生物科技有限公司的精练酶CBS亦是如此。

6结语

当前节能减排和环境保护被提到了前所未有的高度。为了振兴纺织行业,开发适应低碳经济要求的新型前处理剂对染整行业降低能耗、减少排污等方面非常重要,并已成为我国助剂行业发展的重点之一。新型前处理剂的开发必须遵循国内外市场上关于生态纺织品的各种法规和技术标准,并采用各种高新技术,最大程度地显示出节能减排降污的效果和提高织物的内在质量,保证后续染色和整理等工序的稳定与高效,为振兴纺织工业发挥重要的基础作用。

参考文献

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潍坊康地恩生物科技有限公司是2008-07-17在山东省潍坊市高密市注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股的法人独资)，注册地址位于山东省潍坊市高密市夷安野核大道东祥和路南（夏庄工业园）。

潍坊康地恩生物科技有限公司的统一社会信用代码/注册号是91370785678114407L，企业法人李玉强，目前企业处于开业状态。

潍坊康地恩生物科技有限公司的经营范围是：生产销售饲料添加剂、混合型饲料添加剂、添加剂预混合饲料、食品添加剂、饮料(乳酸菌饮料)、工业用果胶酶及酶制剂，微生物技术研发；经营与颂祥掘本企业产品相关的进出口业务。(依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动)。在山东省，相近经营范围的公司总注册资本为446101万元，主要资本集中在1000-5000万和100-1000万规模的企业中，共861家。本省范围内，当前企业的注册资本属于良好。

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