微膠囊化分散染料清潔生產的探討
1、紡織印染行業面臨的環保形勢和對策
資料顯示,全球水資源總量不足140億億噸。其中淡水約占2.5%,而這2.5%的淡水中可供人類及生物直接享用的僅有0.01%的地面河川和部分湖泊水。20世紀世界人口增加了兩倍,而人類用水量卻增加了五倍之多。據悉,全世界每天有200噸左右的垃圾被倒入地表水中,不斷地破壞著這并不富有的水資源。
據報道,我國每年27億噸的工業污水只有不到30%經過處理,而處理過的污水不到50%達到國家排放標準。
中國是全球環境問題尤其突出的地區之一。印染行業是污染大戶,主要是對水資源的污染。
染整加工是耗水量極大的生產過程。據統計,每染100kg織物,使用不同的染料耗水量大致如表1。
一個年加工能力為6000~7000噸的中型印染廠,每年耗水量超過1Mt,這些水使用后全部成為工業污水。
國家環保局提出,到2010年全國所有印染行業的工業污水必須達到國家排放標準。摘掉污染大戶的帽子是印染行業生存和發展的必由之路,也是當務之急。
圍繞清潔生產這個課題,長期以來染色工作者進行了大量的探索和試驗,研究開發環保型染料、助劑;開發非水系染色。采用溶劑染色法、氣相染色法、轉移印花(染色)法以及磁性吸附轉移染色法等等。比如,轉移印花技術的優點是工藝流程短、設備簡單、無需水洗或者以水為介質,但是不足之處是轉移紙只能一次性使用,不僅成本高,還因轉移紙以及轉移紙上殘留染料仍會造成污染。又如超臨界二氧化碳染色工藝有很多優點,但是技術條件苛刻,數百個大氣壓下運轉是機械制造和設備操作、維修上的難題,因而工業化應用進展遲緩。
微膠囊化染料染色是一種以常規設備和水為介質,但不破壞水質的清潔生產工藝。
2、微膠囊技術的應用
微膠囊技術是20世紀30年代發展起來的一項新技術。由于具有獨特的性能,已廣泛應用于醫學、農藥、化妝品、涂料、油墨和添加劑等多個領域。目前,國
功能性微膠囊是由兩部分組成",即壁材或稱殼層部分和芯材部分。其平均直徑小到1μm以下,可達到納米級,大到數百微米。壁材并不是單純起一個容器的作用,而是具有緩釋、防護、發泡等功能。芯材則是有效成份,但往往需要壁材的“幫助”才能充分發揮出來。也就是說,微膠囊發揮的是整體功能。
微膠囊技術在紡織行業中的應用較晚[1]。目前主要用于變相材料、新穎染料、特種助劑以及醫用紡織品等方面,開發了具有特殊美學功能和優點的發泡印花、發泡涂層以及發泡植絨工藝,還有隔熱、隔音性能和醫療效用的新型紡織產品。在20世紀80年代國內曾開發出用于后整理(香料、防臭、殺菌)的微膠囊技術。
20世紀70年代,日本matsui公司發表了分散染料最適合微膠囊化的觀點。據報道,日本hayashi化學公司已開發出微膠囊化染料,并應用于滌綸、腈綸、聚酰胺和羊毛等纖維染色,獲得多色效應。日本林化學公司將反應性染料以水為溶劑進行微膠囊化,制得MCP-T型微膠囊染料。當膠囊中染料向纖維轉移并固著后,呈現出微細的雪花顆粒狀色彩。歐美等國也有此類報道。