面對坯布、印染布產量逐年增加(見表1),污水排放節能環保要求越來越嚴的形勢,我們必須在生態環保的保證下,又好又快的發展。據專家介紹,印染行業前處理廢水的COD值約占印染行業COD排放總量的40-60%,漿料是主要誘因,是難降解的PVA等漿料的問題。因此解決紡織上漿的環保性、降低退漿廢液的COD值,是我們棉紡織行業與印染行業共同追求的目標。從治污要從源頭治理的方針出發,紡織上漿的工作者們更感責任重大,必須要加快推進環保上漿的進程。這里我想就環保上漿探討以下問題。
表1:2006~2009年產量級布及印染布產量
2006年 | 2007年 | 2008年 | 2009年(規模以上) | |
布產量(億米) | 550 | 675 | 710 | 567.44 |
印染布(億米) | 430.3 | 490.19 | 494.33 | 539.8 |
一、紡織上漿的必要性與無用性
紡織上漿在整個織造工序是不可缺的關鍵環節,因為通過對紗線上漿要賦予經紗可織性,使紗線強力增強、紗線耐磨性提高、紗線毛羽減少,保證織造的順利進行,上漿效果的優劣對織造的生產效率起著決定性的作用。然而,經緯紗在織機上交織形成織物后,附著在紗上的漿料即完成其使命。盡管上漿對織造非常重要,但對后道的染整加工卻是一道障礙。因為在染整加工前必須要退漿,且必須去除干凈。按照減排的要求,退漿廢液應是可降解并可回收利用的,因此研究紡織上漿,既要上得好,又要退得凈,還必須要達到節能環保要求。因此保證紡織上漿的環保性,對染整加工的節能減排就顯得非常重要,
二、環保上漿
環保上漿,除了漿料性能和應用需滿足經紗上漿的工藝與技術要求外,還應符合下列要求:
1、制取漿料的原材料的選用,符合生態標準的要求;
2、漿料成分中不含《環境標志》所列出的不應有的物質;
3、漿料生產過程符合清潔化生產及環保要求;
4、上漿過程中漿料不應散發出“有害氣體”和有害揮發物;
5、退漿、煮練后的織物上應該不含甲醛、含氯有機物等有害、有毒殘留物質及難降解的物質
6、退漿廢液中的殘漿應有高的生物降解性或易被分解處理、可回收再用。
三、PVA對紡織上漿的貢獻與問題
1、優良的上漿性能
聚乙烯醇(PVA)是一種成膜性優良的高分子化合物,它是常用漿料中成膜性能最好的一種,漿膜常被稱為“堅而韌”。PVA是在1940年第一次用于紡織上漿,它解決了滌棉織物上漿的難題。而我國是自20世紀60年代開始大量使用PVA,由于它具有優良的上漿性能,即使是現在也還是被認為是滌棉混紡織物、合成纖維、純棉高緊度及細支、高支高密、高難度品種的首選漿料,據上分析,PVA對紡織上漿貢獻及作用很大。
2、生物降解性能差
在七十年代以前,由于PVA具有十分低的BOD(生化需氧量),他對環保的危害未引起人們的重視,因而PVA用于紡織上漿的市場不斷擴大。然而,隨著人們對環保要求的不斷提高,PVA在1978年被美國率先例入了污染物的行列,原因是他對酸、堿和一般微生物很穩定,不易被分解。雖然PVA有十分低的BOD,但COD卻很高,可生化降解性能差(見表2)。
表2:漿料的BOD5/CODcr對比值
漿料種類 | BOD5/mg.L-1 | CODcr/mg.L-1 | BOD5/CODcr |
淀粉醋酸酯 | 7968 | 8468 | 0.942 |
PVA | 984 | 16107 | 0.061 |
摘自周永元編著《紡織漿料學》
3、退漿不凈
針對含有PVA的常用退漿工藝有,表面活性劑退漿工藝,適用于低粘度的PVA,要消耗大量的水和蒸汽;堿氧退漿工藝,淡堿不宜退凈PVA漿料,如要提高退凈率則要在濃堿條件下,需消耗大量的水和蒸汽;氧化劑退漿工藝,成本高,氧化劑造成纖維強力損傷5%左右。總之,無論那種退漿工藝,布面上或多或少帶一些退不凈的殘留PVA漿料,染整后的布面色澤不鮮亮,而且消耗大量的蒸汽和水,給染整加工的質量及功能性整理要帶來一系列的問題。
四、積極推行環保上漿,對環境負責
雖然PVA具有優良的上漿性能,但其生物降解性能差,不能滿足環保要求,
必須用環保漿料
幾年來從推進替代PVA上漿的效果看,在純棉中、細支普通產品上可完全不用PVA上漿,對滌棉產品及純棉高支高密、高緊度產品,PVA的用量逐漸減少,在少用上也取得了成效。也希望印染企業積極采用無PVA上漿的坯布,助推無PVA上漿。
五、取代PVA上漿中的問題
從十幾年的發展來看,取代PVA并非簡單,有市場因素、技術因素、社會責任與效益、政策與法律法規等因素。具體分析,一是紗線及面料的產品檔次提高,上漿的要求及技術難度加大,如紗線的品種變化,多種纖維混紡、純棉紗支向高支化發展、超常規捻度紗(或低捻度或高捻度紗)、滌棉混紡紗的比列增大等;織造向無梭化、高速化、大張力發展,織造品種的高緊度、大寬幅,織造難度加大等;二是環保要求越來越高,生態紡織品的要求,漿料的低含磷或不含磷等有害物質、易生物降解等;三是漿料生產、上漿生產、織造生產、染整生產等過程的清潔化、節能化要求越來越高;四是漿料研發的能力薄弱,可以與PVA上漿性能媲美、性價比優、性能穩定而成熟的替代產品太少;五是企業對社會責任與企業效益的追求不同,因此易受PVA價格下跌的影響,而又放棄無PVA上漿;七是市場的推動力不足,下游印染企業尋求無PVA上漿坯布的需求不多,無PVA上漿還處于有需求的被動行為。以上因素使完全替代PVA上漿進程緩慢,但在少用PVA上還是取得了明顯的效果。
六、上漿與退漿協調發展,上下游聯手促進無PVA上漿保證環境友好
現在研究紡織上漿生產工藝時,紡織上漿的工程師們已轉變了以前只看織造不管染整退漿要求的觀念,已將染整加工退漿的環保性、節能性
1、上漿要滿足可織造性要求
上漿質量的優劣,是保證可織造性的關鍵性因素,上漿的目的是要漿液均勻的粘附于紗線內外,使紗線耐磨、貼伏毛羽紗身光潔,還要具有一定的柔韌性,以適應高速織造的張力變化和強力要求。
2、優選易降解、對環境污染小的漿料
主體漿料一定要滿足環保要求,還要考慮其他輔助漿料的環保性,才能保證整體漿液配方的環保要求。要選擇BOD5/CODcr≥0.3的主體漿料,廢水生物處理性較好;如高性能變性淀粉、可降解的聚丙烯酸類漿料等,不含磷或低含磷量的主體漿料。
3、無PVA上漿的坯布對提高染整加工質量提供了必要的保證條件
隨著人們對面料產品的品質、色彩、手感、功能性等要求越來越高,而要實現這個要求,染整加工的前處理質量是關鍵環節,那么PVA退漿不凈的問題也就凸顯出來,如:有PVA的坯布因退漿不凈,會出現染色的邊中差、色光暗淡及深度差異;退漿不凈會影響功能性整理的耐久性、免燙的、防水、防油的整理效果。
4、無PVA上漿也是運用生化染整工藝的前提條件。
生化染整工藝,不僅可以有效減少加工工序,縮短加工時間,降低能耗和用水量,而且能大大降低加工成本。生物技術的應用可為印染行業實現清潔生產帶來希望。但應用的前提條件是不能含有PVA。
因此,無PVA的上漿對提高染整加工的質量和應用生物技術已成為迫切要解決的問題。
七、環保上漿的途徑
有專家曾提出,對PVA漿料帶來的環境污染問題,紡織工業目前可以采取的對策是開發商品化PVA降解酶及其退漿工藝,或推行氧化退漿工藝代替現行的堿推漿工藝。對于不用PVA的措施是:
1、開發可降解的環保漿料:如,高性能深度變性淀粉,開發天然高分子漿料、高性能易降解的聚丙烯酸類漿料、低粘度的改性PVA;
2、優化漿液配方:
3、使用先進的紡紗工藝,改善紗線質量,應用先進的上漿工藝技術,減少上漿量;
4、PVA回收循環再利用技術的應用,在目前還不能完全擯棄PVA上漿的情況下,減少PVA對環境的污染,回收PVA是有效的措施;
八、建議
1、推行無PVA上漿,需要國家節能減排方面的鼓勵政策的支持,特別是對紡織上漿的關鍵技術的研發和推廣應用的支持;
2、棉紡織行業與印染行業聯手開展不用PVA的示范工程,推進環保上漿。
為實現環保漿好每一米布,降低每噸退漿廢液的COD,需棉紡織行業和印染行業攜手共同努力。
參考文獻:
1、《紡織漿料學》作者:周永元,;
2、《2008年全國漿料和漿紗技術年會論文集》,作者:李錫軍等“不用PVA上漿實現清潔化生產”
3、《2009藍天中國印染行業節能環保年會論文集》上冊,“我國織物退漿工藝對環境的污染與對策”作者:李戎等