适应低碳经济要求的新型前处理剂的开发与应用(二)
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。近年来，突出的高新技术包括催化技术、绿色溶剂反应技术、复合增效技术、生物技术、循环利用技术、纳米技术和微乳液技术。尤其是催化技术，是各国制造业关键技术中最具生命力的部分，具有高选择性、高收率、高纯度、低污染的特点，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、相转移催化、分子筛催化、非晶态镍催化、金属化合物催化、骨架镍催化等。复合增效技术，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，具有显著的节本、节能、节水、减排和成本效果。这项技术大致可以分为两种方式:一种是外复合，即将两种或两种以上不同性质的添加剂按照一定的原理和比例进行复合，这是目前国内外添加剂生产厂家的主要制造方式；另一种是内部复合，即将另一种佐剂的功能基因导入一种佐剂的分子结构中，使其具有新的功能。利用这些高新技术制造的新型高性能前处理剂，可以最大限度地提高纺织品加工质量，提高工作效率，节能减排，节约资金和消耗。
3.1高效预处理剂
提高预处理剂的处理能力和效率，有利于节能、节水、省时、降耗、降本、减排，也是当前发展高性能预处理剂的重要发展方向之一。这类产品主要包括以下四种。
3.1.1高效乳化剂
氨纶因其独特的弹性，被广泛用于与其他纤维形成混纺织物，包括聚酯/氨混纺织物、尼龙/氨混纺织物和棉/氨混纺织物。涤氨混纺织物一般采用氨纶包芯纱和并纱，主要用于内衣、服装、袜类、运动服、家纺面料等领域。氨纶含量高达10%，甚至超过20%，氨纶纺丝困难。为了使纤维正常通过喷丝板，纺丝时要加入少量的润滑剂，主要是硅油。氨纶和涤纶的混纺比越高，坯布中含有的硅油就越多。而坯布上的硅油很难乳化，必须在印染前或印染过程中最大程度地去除，否则印染过程中布面容易产生花、污、斑，色牢度明显下降。一般来说，涤氨混纺坯布在染色前要进行精练，去除氨纶纱线上的硅油，精练时要加入精练剂，即氨纶专用的硅油去除剂。目前国内市场上氨纶的硅油去除剂有溶剂型和乳化剂型两种。
溶剂型溶剂受精制温度影响较小，但很多溶剂会造成危害人体健康和不同程度污染生态环境的问题。但乳化剂类型不能用太高的煮练温度，因为不同的乳化剂浊点不同。当温度超过它们的浊点时，乳化剂的乳化能力明显下降，大大削弱了硅油的去除效果。针对这种情况，国外公司主要开发乳化剂。
斯托克豪森公司的Sultafon D是一种低泡高效的润湿/精练剂和乳化剂，具有低泡性，特别适用于洗涤氨纶中难以乳化的硅油，如硅油、矿物油等。用这种添加剂配合Solopol ZF(高分子络合剂)处理的棉织物质量稳定，可一浴染色，可降低加工成本和时间60%以上，加工能力提高25% ~ 33%，并大大减少了污染液的排放。德必可PC9是一种高效乳化剂或环保型高性能洗涤剂，能有效去除氨纶含量高的织物上的油污，尤其是硅油。与Setavin PAS(酸性染色用pH缓冲剂)和Depicol AY(染色后热熔固色时防止返黄的助剂)配合使用时，尼龙/氨混纺织物(混纺比为80∶20)可精练、染色、固色一浴。与常规工艺相比，该工艺可缩短加工时间50%，减少染浴用量80%，大大提高了设备的染色能力，降低了染色、用水和排水的费用，且不会影响染色产品的色牢度。此外，上述Tissocyl RC9也是一种高效乳化剂，可以去除尼龙/氨混纺织物中含有的硅油。
中国也开发了一些乳化剂型硅油去除剂。杭州多恩纺织科技有限公司氨纶精练剂CPA？New是一种去除天然和合成纤维各种油剂的专用乳化剂，特别是用于避免氨纶油剂中硅油成分去除不彻底导致的各种染色问题。上海康星化工有限公司生产的无泡硅油精练剂安美宝定，上海盛悦纺织材料有限公司生产的脱硅剂Symorl CS 88(也称硅酮酏剂)也有此功能。至于溶剂型硅油除油剂，相对较少，如上海盛悦纺织材料有限公司的溶剂型强力除油剂赛莫尔BKH
3.1.2高效渗透剂
练漂液在织物中的渗透性和状态直接关系到织物的练漂效果，对节能减排具有重要的作用和意义。浙江宏达化工制品有限公司的强力渗透剂D 1070渗透力强，能快速均匀地渗透到织物中，提高练漂效果，有利于织物质量的稳定高效。这种高效渗透剂通常采用碱性条件下渗透力强的表面活性剂。如KT 08是一种阴离子型硫酸异醇酯表面活性剂，在中性条件下无表面活性，但在浓碱性溶液中有很强的渗透力。TEP也是一种阴离子表面活性剂，在强碱和高温条件下有很强的渗透力，具有乳化、除油、洗涤等优良功能。它们都是新型预处理表面活性剂。
3.1.3高效冷轧堆精练剂
与常规工艺相比，冷轧堆前处理工艺具有温度低、碱浓度高、碱氧液更难渗入棉坯布的优点。特别是在低温下，油和蜡的乳化能力差，容易造成织物边缘和中间、内外的白度和毛效差异，从而导致染色疵点。因此，开发高效冷轧堆精练剂对拓展冷轧堆前处理工艺和短流程练漂工艺以及节能减排具有重要作用。
杭州多恩纺织科技有限公司强力精练剂CP？8是一种高效冷轧堆精练剂，具有润湿、精练、漂白等多种功能。经应用证明，在冷轧堆煮练中能达到良好的毛管效应(30 min毛管效应为9.1 cm)和白度，且一步完成，冷轧堆效果极佳，无需再漂，节省工时，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？新2 g/L，烧碱30 ~ 35g/L，双氧水15 ~ 16g/L，若同时使用工艺优化剂PH 55，用于艳蓝或翠蓝、粘胶或丝光棉等染色时，可保证染色重现性，提高上染率，有效提高匀染性。义乌中利工贸有限公司与浙江纺织服装职业技术学院联合开发了高效冷轧堆精练剂ZL？321也有这个特点，由高效渗透剂、双氧水低温漂白活化剂、新型金属络合剂、环保型表面活性剂组成。
3.1.4高效螯合分散剂
棉麻织物前处理阶段，退浆时作为上浆防腐剂的铜、锌离子的存在不利于退浆，浆料和杂质容易再次沉积在纤维上，影响基布的白度。精练液中的钙、镁离子和果胶盐会严重影响精练后织物的毛效、白度和手感。铁等金属离子在漂白过程中会加速双氧水的分解，导致织物局部过氧化，强度下降，甚至出现破洞。另外，硬水中钙镁等金属离子容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，有必要添加高效螯合分散剂来有效解决织物前处理中的缺陷。有效的螯合分散剂必须具有以下特性:
(1)对水不溶性物质或无机盐具有优异的分散作用，能防止纤维再附着；
(2)对钙、镁等金属离子具有优异的螯合屏蔽和分散能力；
(3)应用于棉、麻的精练中，可提高白度和手感；
(4)在退浆过程中能促进淀粉浆料的膨胀，分散水解浆料；
(5)它是氧漂过程中过氧化氢的良好稳定剂，还能防止硅斑的形成；
(6)能提高棉、麻的上染率，提高匀染性和亮度，防止褪色，增强摩擦牢度；
(7)无磷和禁用化学品；
(8)可生物降解。
这种高效螯合剂的单体一般含有氨基、羟基、羧基和不饱和键，如马来酸酐、丙烯酰胺和丙烯酸。石家庄联邦科特化工有限公司新型螯合分散剂LD？330不仅对重金属离子有很强的络合和分散作用，还能防止污垢和悬浮物的污染，耐酸、耐碱、耐盐、无磷，但生物降解性有待提高。Solopol ZF是德国Stockhausen公司开发的一种高效金属络合剂，是一种可生物降解的糖基高分子络合剂，可与棉花中的金属、钙、镁等离子体结合，可用于替代目前使用的生物降解性差的金属络合剂。
3.2耐碱预处理剂
在织物的前处理阶段，很多工序都是在强碱介质中进行的，因此前处理剂的碱稳定性和耐碱渗透性都很高。近年来，国内外开发了许多耐碱前处理剂。
3.2.1过氧化氢稳定剂和耐强碱螯合剂
亨斯迈(Huntsman)的Tinoclarite CBB，约克郡(Yorkshire)的Serquest CA等。，两者均能耐受浓度为1.20g/L的强碱，能使双氧水漂白具有良好的稳定性和对钙、镁、铁离子的优异螯合作用，特别适用于棉及其混纺织物的连续高温煮漂工艺，白度和除杂效果好。
3.2.2耐碱精练剂
浙江华盛化工有限公司研制的精练剂HS？200具有优异的耐碱稳定性和耐碱渗透性，其精练效果优于同用量的市场同类产品。精练工艺用量为0.3 g/L，轧蒸工艺用量为3.0 g/L，均有较好的精练效果。
耐碱渗透剂
上海大祥化工有限公司的耐碱丝光渗透剂3300 DX，南京亚博科技有限公司的耐氯渗透剂SC？01，具有耐碱、耐氯等氧化剂的特性，渗透迅速均匀，用量少，是羊毛丝光的首选。
3.3快速预处理剂
为了提高织物前处理的节能减排效果，开发快速前处理剂也是途径之一。市场上的产品有高要宝石化工有限公司的快速氧漂剂stabrion BLG和Prote？Sol ATZ(奶酪专用前处理剂)，金德梦化工(香港)有限公司快速渗透剂，南京亚博科技有限公司耐氯渗透剂SC？01等等。
多功能预处理剂
利用高新技术开发多功能前处理剂也是适应低碳经济要求的新型前处理剂开发的热点之一。集多种功能于一身，既缩短了工作时间，又节能减排，效果显著。科莱恩(Colijn)有限公司研发的Sandoclean T10 lig是一种多功能前处理剂，具有润湿、清洁、稳定等多种功能，易于生物降解，适用于退浆、煮练、漂白三合一工艺。它由脂肪醇、聚乙二醇醚和芳香族磺酸盐组成。该公司的Sirrix DNA也是一种环保型多功能前处理剂，在双氧水漂白中具有软化、脱色、分散、中和、抗催化作用。
近年来，我国也结合节能减排开发了许多多功能前处理剂。上海宜化工业化学品有限公司开发的多功能前处理剂YH？SC是一种棉基织物的助剂，集精练、稳定、螯合分散、碱作用五大功能于一体。宁波金纺精细化工有限公司的涤棉凉爽JF？99适用于T/C、T/R、CVC等混纺织物。是一种多功能助剂，能使棉前处理和涤纶染色一浴完成。使用时，将混纺织物浸泡在40℃和涤棉凉爽的JF？99、5分钟后加入双氧水，5分钟后加入染料升温至130℃染色。该工艺简单易行。与混纺织物的传统工艺，即碱漂→酸性染色→碱棉遮盖相比，该添加剂可节省螯合剂、精练剂、碱剂、氧漂稳定剂、冰醋酸和高温匀染剂，还可避免聚酯低聚物的出现，不存在斑点、色斑等疵点。以1 t/c针织面料为例，可节水50 t，节电150 kW。h，节约蒸汽50 t，节约时间3 ~ 4 h，减少污水排放量50 t，提高设备利用率20%以上。另外还有山东陆金化工有限公司的五合一速效精练剂和上海大象化工有限公司的精练漂白剂C的一个剂型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，保证织物获得合适的白度和吸湿性，因此多功能前处理剂，尤其是多功能精练剂具有乳化力、润湿渗透力、洗涤力、消泡能力等重要性能，因此需要选择符合要求的原料，如表面活性剂等。
5特殊预处理剂
专用前处理剂是指一种专用、高效、节能减排的新型前处理剂，其中最主要的是生物酶或生物技术制成的酶制剂。在染整加工过程中使用酶制剂或生物酶处理已被公认为绿色染整技术，具有专一、高效、反应快、节能、节水、省时、不损伤纤维、避免后续染色不匀、改善色馈、环境污染小等特点。目前，该技术已推广到几乎所有的纺织湿加工领域，广泛应用于前处理工艺，如棉纤维退浆用淀粉酶、棉纤维抛光减量用纤维素酶、棉纤维精练用果胶酶、棉纤维漂白用过氧化物酶、一步法(短流程)退浆漂白用多功能复合酶以及脱氧酶和脂肪酶。
近年来，一些公司将织物前处理的新要求与低碳经济的更高目标相结合，加强了酶化学的研究，开发了新一代酶制剂，其特点是处理后的织物性能更好，节能减排效果更好。
拜耳公司的Baylase EVO是一种新型生物酶制剂――果胶酶，可用于去除纤维壁上含有天然棉蜡的果胶。当它与Diavadine UN(一种特殊的表面活性剂)结合时，可以温和地去除蜡，使处理后的织物比传统的烧碱处理质量损失小，手感柔软，亲水性高。同时还能改善产品外观，总加工成本最高可节省25%。诺维信公司的Scourzyme NP(煮练酶)利用生物原理分解棉、麻纤维上的果胶，有利于纤维中脂肪、蜡质等杂质的去除。其应用条件更温和，能更有效地对织物进行精练，织物手感更柔软，能耗和耗水量更低，对环境的负面影响更小。德国AB公司的新一代纤维素酶和果胶酶BIOTOUCH使纯棉抛光织物的前处理一浴或两三步成为可能。即第一、二步:生物冲刷+生物抛光(pH = 5.0，55℃，40 ~ 60min)；第三步:轻煮或净漂(可选与第一步和第二步同浴进行)，可最大限度缩短工时(省略传统的抛光和灭活工序)，最大限度节能节水，降低织物强力损失风险，适用性广。
随着酶制剂在我国纺织行业应用的加速，我国酶制剂的发展也在不断加强。青岛康迪恩生物科技有限公司的煮练酶KDN可应用于棉、麻及其交织或混纺纤维/纱线/织物的前处理工艺。由于降低了工艺温度，缩短了处理时间，避免了高温碱煮的苛刻处理条件，减少了纤维的化学损伤，处理后的织物手感柔软、舒适、刺痒。同时提高了生产效率，降低了能耗和水耗，减少了废水处理负荷。山东陆金化工有限公司的高效精练酶JL？90系列适用于间歇或连续预处理工艺，用量少，毛细效应高，白度好，失重低，可生物降解，大大降低了废水中的COD值。无锡德冠生物科技有限公司的精练酶CBS也是。
6结论
当前，节能减排和环境保护被提升到了前所未有的高度。为了振兴纺织行业，开发符合低碳经济要求的新型前处理剂对于降低染整行业的能耗和污染排放非常重要，也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关于生态纺织品的各种法规和技术标准，采用各种高新技术，最大限度地展现节能减排、减少污染的效果，提高织物的内在质量，保证后续染整工艺的稳定性和高效性，为振兴纺织工业发挥重要的基础作用。
参考
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