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环保型助剂的发展综述2020-02-27东华大学化学化工与生物工程学院 瞿凌曦 蔡再生 摘要：本文简要的介绍了有关助剂的法律法规，分析了印染行业的市场现状，指明了印染行业中存在的问题，介绍了目前环保型助剂的生产与应用，并分析了助剂的发展趋势。 关键词：印染助剂 环保 生态纺织品 1 前言 随着社会的发展和进步，作为一个不可或缺的行业，纺织印染的可持续性发展成为人们所关注的焦点。目前，欧洲提倡应用的“3E”系统的Efficient（效率）、Economy（经济）、Ecology（生态），以及清洁生产的“4R”原则，即Reduction(减小)、Reuse（可再利用）、Recovery(回收)、Recycle（循环）将成为21世纪世界产业技术发展的主流。助剂是纺织印染行业必不可少的化学试剂，在使用的过程中会产生大量的污染和废水，开发绿色、节能、环保的助剂成为大势所趋。 1.1 有关生态纺织品印染助剂的标准 目前开发的印染助剂均为环保型，低毒、低甲醛乃至无甲醛，不含有致癌的胺和环境激素，可生物降解，可从其中萃取的重金属含量应低于限量。助剂的研发必需遵循有关生态纺织品的技术标准，目前国际上正在使用的法规主要有三种： (1) 国家政府制定的标准，如REACH法规、欧盟生态标签(Eco-label)，特别是2002年5月15日欧洲委员会在其“官方公报”上公布的2002/371/EC法规，是欧盟判定纺织品生态标签的新标准、RSL 清单、全球有机纺织品标准等。 (2) 民间组织或行业协会制定的标准，如Oeko-Tex Standard 100的2002年版及每年的修订本。 (3) 国际著名买家制定的限用物质条款，如Clean Fashion和Comitextil等。 其中，REACH是欧盟法规“化学品登记，评估，许可和限制”的缩写，于2007年6月1日起生效。本规定对化学品的主要控制措施是登记，限制，通知和授权。纺织印染产品的控制主要体现在限制有害物质和高度关注物质的通知两个方面。Oeko-Tex Standard由“奥地利纺织研究所”设计，由15个国家组成的“国际生态纺织品研究”并于1992年4月7日发布的检验协会发布，现己广泛使用，是最具影响力的纺织生态学之一，是有害物质的测试方法和纺织品及配件标准及各种纺织品的适用对象。欧洲共同体于1992年以法律形式引入了标准生产链标准Eco-Lable，它是世界上最严格和最具影响力的生态纺织技术标准。2007年6月，美国服装和鞋类协会发布了第一版限制物质清单(RSL)，其中包含的家用纺织品中的化学品、服装和鞋类产品以及其他物质受到全球法律或政府法规的限制。 2 印染助剂的发展现状 随着科学技术的进步，纺织工业将不断注入新技术。随着各种新纤维的出现，纺织印染助剂已经提出了更高的要求。因此，在新纤维的发展中，新技术道路研究，将成为中国纺织印染助剂行业未来发展的主要趋势。在响应国家政策的基础上，还要以满足日益增长的需求的形式满足纺织品安全业绩，中国的印染行业将大力推进绿色环保、清洁技术。所谓的绿色环保，即必须具备良好的安全性能，满足国家设定的具体指标，不能有环境刺激的因素。因此，绿色环保已.成为纺织印染助剂发展的主流。 3 国内印染助剂行业存在的主要问题 我国印染的布匹量逐年递增，目前中国已经成为了世界上最大的印染布出口国之一，在保证生产速度高效、稳定的基础上，环保、节能的工艺更符合当今社会的要求，但印染助剂行业仍然存在一些问题： 首先是国内纺织品印染助剂的行业标准较为落后。虽然在世界范围内，各种生态纺织品助剂的标准都有，但它们既是传统标准，也是一般标准，甚至在某些特定方面都不完整。中国的纺织印染助剂在检测方法标准和产品指标标准方面严重滞后，导致整个印染行业相对滞后。 其次是国内纺织印染助剂行业存在组成不明确，缺乏固有的数据特征的缺点。当前国际标准要求助剂应当注明其各种理化特征、毒性以及危险性（包括沸点、表面张力、爆炸性、自然点、氧化性、相对密度、颗粒度、凝固点、水溶性、分配、可燃点、闪点、燃点、蒸汽压等），但是我国纺织印染助剂行业没有统一的标准，并且成分不明，没有注明其特性数据，助剂中的杂质也没有说明，因此也无法指定出相应的生态毒理学标准。这不但增加了纺织印染助剂行业按照欧盟REACH法规要求进行助剂注册的成本，而且有可能影响企业生产助剂的产品结构。 最后，新的印染助剂的开发和应用停滞不前，我国目前是世界上最大的高品质纺织品出口国，高效率的印染助剂需求将不断增加，但中国自己开发生产的纺织助剂品种多样化世界上仅有8%的品种数量，特殊高档添加剂的比例较低，对进口助剂的依赖严重，如有机氟系列助剂基本完全来自于国外，自主研发较少。随着世界市场对功能性纺织品的要求越来越高，我国现有的助剂已经无法满足生产和应用的需要，各种环保的功能性助剂的开发越来越重要。 4 环保型印染助剂的生产应用 为了响应绿色节能环保的要求，各研究小组针对染色过程的不同阶段的助剂进行了开发和改进，主流趋势是减少污染、降低成本、减少能耗，开发对环境污染和破坏较小的助剂，本文叙述了几种环保型的印染助剂的制备和应用。 4.1 环保型前处理助剂 石振东等人发明了一种活性染料的前处理剂，其组分包含了氨基酸盐，该氨基酸盐为色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸、半胱氨酸等氨基酸中的一种或两种以上的组合。该前处理剂能够大幅度降低无机盐的用量，有利于环境保护和降低生产成本，实现了低无机盐的活性染料染色。石振东等人同时也公开了一种活性染料染色的前处理剂，采用乙二胺四乙酸离子盐作为染色的前处理剂，可以明显提高活性染料染色的上染率和固色率，降低促染剂无机盐的用量，并且无需改造传统活性染料染色设备，各种活性染料的染色技术参数无需变化，从而提升环保效果和降低生产成本，实现环保低盐活性染色。 张杰提供了一种染整工艺前处理剂的制备方法，首先将朱瑾叶洗净，烘干后粉碎以制得朱瑾叶的粉末。将朱瑾叶粉末与盐酸溶液加入到反应容器中，同时控制料液比，回流提取后抽滤分离残渣，将滤液收集起来并减压蒸馏，加入活性炭去除滤液中的色素。加入无水乙醇后利用沉淀、离心的方法获得朱瑾叶浸出液，与渗透剂、柔软剂混合均匀，即得到了绿色环保的棉织物染整工艺前处理剂。 4.2 环保型染色助剂 徐美君等发明了一种环保型的与染色一浴分散剂，适用于各种混纺织物，其在毛涤腈、涤腈棉等多种纤维混纺织物上的同浴染色的优势更加明显，对染料有较强的分散性，具有很好的匀染性，有效地避免了染料的离子性不同而造成的沉淀等问题，使多种染料多种纤维可以在一浴中完成染色，节水节电、省时省力，符合节能环保的要求。 阳波等人发明了一种环保型高温匀染剂，将油酸与环氧乙烷作为原料进行聚合反应，获得匀染剂母料，并将母料与油酸进行酯化反应得到A组分，与尿素和磺酸进行磺化反应制得B组分，再讲A组分和B组分进行复配得到高温匀染剂，该匀染剂不含苯酚、苯乙烯酚等对环境有污染的成分，是一种绿色环保的产品。 4.3 环保型含氟整理剂 含氟整理剂主要分三类：含氟丙烯酸酯整理、氟化脲整理剂、氟硅整理剂。含氟整理剂具有多项优良的特征，优良的化学稳定性，低摩擦系数和毒性，在含氟整理剂中加入硅元素制成氟硅整理剂，增强了其耐气候性、耐热性和耐寒性，同时赋予其优良的耐溶剂性。传统的含氟整理剂环境污染大，不易降解，具有生物累积性，已被禁用。但新型有机氟化合物毒性小，易降解，基本不具有生物累积性，对环境的影响很小甚至没有影响，是一种环境友好型的印染助剂，有良好的发展空间。 美国3M公司于1953年成功研制出了有机氟拒水拒油剂，其主要成分为全氟络酸铬，到二十世纪七十年代美国在含氟整理剂的研发方面已达到世界领先水平。德国的Hoechst公司于1987年研制出了水溶性的含氟聚氨酯拒水拒油整理剂。相比之下，我国在有机氟拒水拒油助剂的研究起步较晚，对含氟整理剂的研究最早是在二十世纪六十年代中期，中科院确立了全氟丙酮、调聚法和电解氟化法三条路线共同研制。 Hao Lifen等人用BA、DM、HpA、DFMA分别通过种子乳液聚合和溶液聚合法合成了两种新型含氟聚丙烯酸酯乳液CFBDH和SFBDH，然后分别用接触角测定仪测量了两种新型聚合物的接触角，结果显示CFBDH的拒水性比SFBDH优异。 付少海等人设计了一种胶乳型短支链全氟烷基拒水拒油整理剂，添加了改性纳米氧化物。该整理剂适用于纤维素纤维、蛋白质纤维和各类化学纤维及其混纺，整理后的织物手感良好，各项牢度优异。该整理剂不含有机溶剂，使用时安全性高。其成分中不含有对环境或者人体有危害的成分，符合环保要求。 4.4 环保型印花助剂 严洪华等人以天然脂肪、尿素和过硫酸钾作为活性剂，以羟甲基纤维素和天然胶的混合物作为增稠剂，以磺酸钠、非离子聚丙烯酰胺和亚硫酸钠的混合物作为助长剂，开发了一种环保的印花助剂，大幅降低了在印花过程中所产生的污染废弃物，是一种节能环保印花助剂。 劳吉清等人发明了一种防静电的印花助剂，其中的防静电的组分的主要成分是牛磺酸钠和N-羟甲基丙烯酰胺，增稠剂则是使用了多项天然的增稠物质以使得增稠效果得到了明显的提升。该发明使用天然脂肪和尿素作为活性剂，大幅减少了污染物的产生。 5 结语 综上，环保型助剂的开发对印染行业有着十分重要的意义。它既符合如今社会对可持续性发展的要求，也对人类和环境无毒害和污染性。在满足社会发展要求的同时，也能拥有高效的印染效果。 |