環保染整技術之:非水介質染色技術


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紡織印染行業染色用水量和廢水排放量問題突出。采用非水介質染色,從源頭制止污染、減少反應副產物,符合綠色發展理念。重要的非水介質染色技術包括有機溶劑染色和超臨界CO2染色等。



有機溶劑染色技術

溶劑染色以有機溶劑作為染色介質,在有機溶劑中染料更容易與纖維結合,染色溫度比傳統工藝低,可減少熱量消耗,節省能源;染色介質采用有機溶劑,染色時不需水,節省染色過程水消耗;溶劑與水不相溶,染色后廢液易于回收。早期用于染色的溶劑多為氯代烯烴,因其無法溶脹纖維、溶解染料,比較適用于分散染料染合成纖維,但易發生氧化還原反應,對環境和健康也有嚴重危害。

溶劑反膠束染色法是一種新型的溶劑染色方法,該染色方法是將活性染料先溶解于少量水中制備高濃度的染料水溶液,然后將其分散于有機溶劑連續相中形成反膠束,再對纖維素纖維進行染色。浙江理工大學劉今強教授等人利用D5(十甲基環五硅氧烷)作為非水介質,開發出活性染料/D5懸浮體系染色方法。



此外,浙江理工大學王際平教授主要負責的“非水介質染色關鍵技術研究與產業化示范”國家重點研發計劃項目,主要針對傳統印染行業在紡織品染色過程中水資源的巨大消耗和污水排放多、難處理的問題,采用兩種不同的原創性關鍵技術體系(硅基非水介質染色關鍵技術和極性/非極性二元非水介質染色關鍵技術)來達到染色全過程節水95%、污水零排放的目的。


超臨界CO2流體染色技術

超臨界CO2流體染色技術主要適用于非離子類的難溶性分散染料,適染的纖維包括滌綸、錦綸、醋酯纖維,也曾被研究用于丙綸和芳綸染色,最近被研究用于羊毛和棉等天然纖維的染色,其中最有前景的首推滌綸染色。



該技術采用CO2作為染色介質,把染料溶解送到纖維孔隙,使染料快速均勻地上染到織物上,染色結束后,CO2又可與染料充分分離,不需要清洗、烘干等操作過程,未利用的染料可回收。超臨界CO2染色技術在染色過程中無需助劑,不用水做介質,不用染色后處理和染后烘燥,可節能80%左右,染色速度也比傳統工藝快好幾倍,效率較高。CO2還可以反復循環使用,殘留的染料可以粉末狀態回收,真正實現了高效節能環保。

但是,采用超臨界CO2流體染色也存在一些需要解決的問題。一是生產設備價格高,而且是高壓系統,一次性投資較大;二是適用于超臨界CO2流體染色的染料品種不夠齊全,有關染色工藝也有待于進一步研究完善。


磁控濺射“染色”技術

磁控濺射技術不需要使用水、蒸汽和化學品,不存在環境污染,所制備的復合織物鍍層致密均勻,結構穩定,不僅保持了織物原有的柔軟性和服用性,還賦予紡織品各種功能。磁控濺射技術在染色加工中同樣有用武之地,將金屬材料及其氧化物、半導體材料或非金屬材料轉化為復合納米粒子,直接濺射到織物表面,從而產生色彩和圖案。


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