纯碱在纺织业中的应用范文1
关键词：棉织物；涤棉织物；前处理；短流程
中图分类号：TS192 文献标志码：A
High Efficient and Short Process of Pre-treatment Process of Cotton and T/C Fabric
Abstract： This paper introduced the method and classification of high efficient short pretreatment process of cotton and T/C fabric. The selection of equipment， development and application of related agents were discussed. The promotion method and application prospect of the technology were also given.
Key words： cotton fabric； T/C fabric； pretreatment； short process
棉及涤棉混纺织物前处理中的退浆、精练、漂白 3 道工序，采用常规的三步法工艺稳妥成熟，重现性好，但加工机台多，时间长，效率低，能耗高。高效短流程前处理工艺是在棉及涤棉混纺织物染整前处理过程中将传统的退浆、精练、漂白 3 道工序合并为两道或 1 道工序，根据合并工序的方式不同，可以分为二步法工艺和一步法工艺。从工艺实施过程来看，高效短流程前处理工艺过程主要有浸轧工作液反应（冷堆法或汽蒸法）水洗 3 个重要环节，为保证前处理高效短流程工艺达到高效率、高质量的处理水平，必须从这 3 个环节入手，选用高效的配套助剂，合理设计工艺处方，优选出最佳的工艺条件。
1 二步法工艺
1.1 退浆 ― 精练、漂白合一工艺
常用的工艺是将棉及涤棉混纺织物先进行退浆，再进行精练、漂白一浴处理。这一工艺的关键是：退浆要净，最大限度地去除浆料和部分杂质，以减轻精练、漂白一浴处理工序的压力；要选择优良的精练、漂白用剂，在去除棉纤维上杂质的同时，使精练、漂白浴中得双氧水稳定地分解，以取得良好的精练、漂白效果。退浆可采用酶退浆、氧化剂退浆等常用的退浆方法。精练、漂白可以是碱氧一浴或酶氧一浴工艺。
以淀粉上浆为主的棉织物为例，可以选择酶退浆工艺。常用的浸轧法工艺流程为：浸轧热水浸轧酶液堆置或汽蒸水洗。浸轧热水可以加快浆膜溶胀，促使酶液能较好地渗透到浆膜中去。浸轧酶液时，织物的轧余率控制在100%左右，在酶液中加入适量的活化剂效果更佳。对于高温酶，则可以采用连续化轧蒸工艺。浆料水解后，需要经过热水水洗才能在织物上去除下来，可以在热水中加入洗涤剂或烧碱提高洗涤效果。
精练、漂白碱氧一浴是将退浆后的织物浸轧含有NaOH、H2O2及表面活性剂的碱氧液后进入汽蒸箱进行汽蒸，按设备不同主要有液下履带汽蒸箱工艺和履带汽蒸工艺两种。液下履带汽蒸箱工艺的特点是：织物进入液下履带汽蒸箱浸渍时，采用较低的温度、较短的时间，保持H2O2在浸漂中稳定性，对纤维损伤较小；加工过程中织物松弛，布面无折痕、擦伤等疵病，处理后半制品手感较好，白度、毛效较高。但此工艺需要具备自动化程度较高的液下履带汽蒸箱，设备成本投入大，双氧水和碱的消耗也较大。在通常的履带汽蒸工艺中织物的带液量受到限制（轧余率只有60% ～ 80%），烧碱的用量高，H2O2在浓碱高温的条件下很难保持稳定。处理后半制品的白度、毛效往往难以达到后加工的要求，织物强度损伤也较大。
精练、漂白酶氧一浴工艺是在低碱或无碱的条件下，织物采用精练酶与H2O2同浴处理后堆置，精练酶可以用果胶酶或果胶酶与纤维素酶的混合酶，经过优选处方和工艺条件，处理后的织物毛效高、白度好、强力损失较低，能符合后续染色加工的要求。
1.2 退浆、精练合一 ― 漂白工艺
将退浆与精练合并，然后进行常规漂白。在退浆、精练合一的处理过程中应使用高效的精练剂，在碱和高效精练剂的协同作用下，以取得良好的处理效果。此工艺由于碱的浓度较低，对纤维损伤较小，工艺安全系数较高，用H2O2漂白时，一般氧漂稳定剂均可使用。但退浆与精练合一后，浆料不易洗净，为此退浆、精练后必须加强水洗，从而提高退浆与精练的效果。
采用生物酶进行退浆、精练合一处理也取得了良好的效果。织物先浸渍淀粉酶和果胶酶的混合酶，再用特定的净洗剂等表面活性剂处理，水洗后立即进行漂白，漂白采用常规工艺。采用生物酶技术进行处理，节约了水和能源，同时减少了碱的用量，对保护环境有利。
退浆、精练合一 ― 漂白二步法工艺中，在碱和高效精练剂或生物酶及特定的净洗剂等表面活性剂的协同作用下，通过强化水洗条件，可取得良好的处理效果，织物半制品的毛效、白度都能满足后加工的要求。与常规三步法相比，降低了能耗和生产成本。
2 一步法工艺
将棉及涤棉织物前处理中退浆、精练、漂白 3 道工序合而为一，与传统的前处理工艺比较，其最大的特点是工艺流程短，可以减少设备投资，降低能耗。由于纯棉坯布含杂质多，尤其对一些上浆率高的厚重织物要达到良好的处理效果，就必须加大化学剂的用量、强化工艺条件。但在高浓度化学剂和高温等剧烈条件下会造成织物的损伤，且由于工作液中化学剂用量增加，导致印染废水处理负担加重。目前纯棉织物的退浆、精练、漂白一步法前处理工艺，虽有一些企业进行尝试，但还存在着较高的风险。在涤棉织物前处理退浆、精练、漂白一步法工艺方面却有较多的应用。棉及涤棉织物退浆、精练、漂白一步法工艺可以分为汽蒸法和冷轧堆法。
2.1 浸轧 ― 汽蒸法
浸轧 ― 汽蒸法是将烧毛后的织物浸轧较高浓度的碱、氧化剂、稳定剂、高效精练剂以及生物酶制剂等配制而成的工作液后，在高温汽蒸条件下进行的一步法工艺。由于该工艺可以利用印染厂已有的设备进行处理，因此颇受企业欢迎。
此工艺的在履带汽蒸箱上实施时，织物的带液量不高，只适合于一些含杂少的纯棉轻浆织物和涤棉混纺织物。若在R型汽蒸箱或液下履带式汽蒸箱上进行时，织物通过汽蒸箱上部的汽蒸和下部液下浸渍，可以提高处理效果。
2.2 冷轧堆法
冷轧堆法是在室温条件下进行的一步法工艺。在室温下，尽管化学剂浓度较高，但化学剂的反应速率低，必须延长作用时间，才能达到满意的效果。由于冷轧堆法处理条件温和，对纤维的损伤相对较小，适用于一般棉织物的退浆、精练、漂白一步法处理。
3 高效短流程前处理工艺分析
3.1 浸轧工作液
3.1.1 工作液的配制
高效短流程前处理是把常规的退浆、精练、漂白三步工艺要去除的杂质，合并在一步或两步中完成，根据二步法或一步法的处理要求，必须对工作液的组成进行合理的设计。如在棉织物退浆、精练合一的工艺中，碱既为退浆剂又是精练剂，这是因为碱退浆和碱精练是棉织物最为普遍的退浆、精练方法，虽然在常规的前处理中是两个独立的加工过程，但又是相互渗透和相互联系的，即在碱退浆的同时，棉纤维上的天然杂质也在发生分解作用；而在碱精练时，退浆后织物上残余的浆料也可以进一步被去除。若将碱退浆和碱精练合二为一，使棉织物上的浆料和油蜡、果胶等天然杂质的去除在一个工序中完成，则在工作液的组成中必须选择渗透剂、高效精练剂等助剂来满足加工要求。
又如在精练、漂白碱氧一浴工艺中，碱剂必须达到足够的浓度才有可能获得良好的精练效果，但众所周知，过氧化氢漂白在弱碱性（pH值10.5 ～ 11）条件下进行较为理想，显然在碱氧同浴中不能满足这一条件，过高的碱浓度会引起过氧化氢无效分解，生成的O2和过氧氢自由基HO2・导致纤维受损。因此在精练、漂白碱氧一浴法工艺中还必须选用耐碱性较强、稳定性优良的氧漂稳定剂才能获得满意的处理效果。
3.1.2 浸轧设备与工艺条件
工作液经浸轧装置浸轧后在织物上进行吸附、扩散和溶胀，这些过程的进行程度都与织物上的带液量有关。高效短流程设备大多采取高给液和透芯给液等措施，如Goller（高乐）的Dip. Sat. Plus高给液系统，先经过中小辊轧车，轧余率控制在60%，在保证织物不损伤的情况下，最大限度地驱除织物内部的空气，然后再迅速进入高给液槽，原先被空气占据的织物内部空间被工作液取代。在高给液槽的浸渍槽中，化学品溶液反复在织物间穿透，不断占据纤维间的空隙。织物经过 3 个浸渍槽的反复浸渍，渗透时间延长，最终使化学品均匀地渗透到纤维芯部，达到“透芯”的效果。
一般来说，提高浸轧温度能降低工作液的粘度，有利于液体向纤维内部扩散。但若工作液温度高于布面温度，则当织物浸入工作液时，织物空隙中的空气受热膨胀而阻碍液体的渗透，因此在实际生产中还是以室温下浸轧工作液为宜。
3.2 汽蒸或堆置
3.2.1 汽蒸工艺条件
在纯棉织物精练、漂白碱氧一浴的汽蒸法工艺中，为达到煮练匀透，漂白纯净的要求，汽蒸时既要考虑碱与蜡质、果胶等天然杂质的足够的反应时间，又要兼顾过氧化氢的分解速率，故常压汽蒸的时间一般需要60 ～ 90 min。在用烧碱进行纯棉织物退浆、精练合一汽蒸法工艺中，常压汽蒸的时间一般需要60 min以上，此时棉织物上的浆料和天然杂质得以充分地膨化、分解，织物处理后的效果较好。在纯棉织物退浆、精练、漂白一步法工艺中，要去除的杂质集中在一道工序中，对汽蒸条件设置的要求更高，例如采用瑞士贝宁格公司的平幅退浆、精练、漂白联合机，该机汽蒸为上层导辊（回形穿布），下层为双层辊床履带，使织物在蒸箱中保证有足够停留时间。
3.2.2 堆置工艺条件
在纯棉织物精练、漂白碱氧一浴的堆置法工艺中，由于在室温下作用，各化学剂的反应速率低，要达到加工要求的去杂程度，则需要长时间的堆置，一般纯棉织物打卷冷堆的时间要24 h以上。由于作用条件温和，工作液的扩散和渗透又很充分，常能使一般加工过程中难以去除的杂质（如棉籽壳）能被除去。对涤棉混纺织物退浆、精练、漂白一步法采用冷堆工艺也已取得了良好的效果。也有将浸轧工作液后布卷的堆置温度提高至40 ～ 60 ℃，可缩短堆置时间，即所谓的“温堆工艺”。该工艺的关键和难点是保持堆置过程中的温度恒定，否则将会造成布卷内外各片段之间的处理效果差异而影响织物的后加工。
3.3 高效水洗
在短流程前处理工艺中，织物经浸轧工作液和汽蒸（堆置）后，织物上大量的杂质需要通过充分的水洗才能被去除，因此，短流程前处理工艺必须经过高效水洗才能达到处理的要求。高效水洗常采用的是高温洗液、强力冲洗、逆流振荡等方法，国内外各公司开发的高效水洗设备都基以这些方法来设计制造的，如贝宁格公司的Injecta平幅冲洗机是一种专门用于高效短流程前处理工艺的强力水洗设备。该水洗联合机除采用全程逆流供水外，由于织物在水洗狭缝通道内，提高了水洗传质过程的浓度梯度，从而提高了洗涤效果。
3.4 新型助剂的应用
上世纪90年代后期，短流程前处理就开始应用于各种织物，以高效精练剂为代表的与短流程相配套的助剂被不断地研制出来。此类助剂既具有良好的渗透、乳化、分散等性能，又具备优异的耐碱、耐高温、和安全环保等特点的高效精练剂的应用是发展高性能前处理剂的一个重要方面。
浙江传化公司的高效精练剂TF-188不仅具有好的耐碱渗透性、耐碱稳定性与除杂能力，而且能赋予织物良好的白度和毛效。河北科技大学新型高效精练剂由于其主要功能成分为脂肪醇聚氧乙烯醚类磷酸酯，和其它类型表面活性剂复配后，由于协同效应，兼具了良好的乳化分散性及净洗性能。南通科兴化工有限公司以AMESS、APG、脂肪醇醚等表面活性剂为主要成份，制成的精练剂KX301+，具有高效、耐强碱为生物降解。科凯精细化工（上海）有限公司采用无硅多功能液体精练剂PC代替常规的粉状精练酶，应用于棉织物退煮漂一步法前处理，不仅能够减少硅垢，改善织物手感，而且明显降低水电汽消耗，减少废水中的含盐量，有利于废水处理。西安工程科技学院合成的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯类精练剂WJ，具有良好的渗透性、耐碱性、生物降解性，安全无毒，适合于各种冷轧堆短流程工艺。浙江纺织服装职业技术学院开发的高效煮练剂ESA-864由四氯乙烯、非离子型乳化剂和阴离子润湿剂组成，与H2O2组成弱碱性体系对涤棉织物进行退煮漂一浴法处理，能避免H2O2强碱浴中分解过激、损伤纤维，经处理后织物半制品质量能达到常规三步法工艺的水平，可以满足后加工的要求。
除了高效精练剂以外，用于过氧化氢低温漂白的活化剂、过氧化氢漂白的耐碱稳定剂、高效渗透剂、高效螯合分散剂以及茶皂素等其他助剂，也陆续被开发应用于棉及涤棉混纺织物短流程前处理工艺中。这些与短流程相配套的新型前处理剂研制和开发与应用，对于提高短流程前处理的效果起到了至关重要的作用。
4 结语
当今节能减排已成为染整行业转型升级、可持续发展的必然趋势，因此高效、低能耗的短流程染整前处理工艺的研究，作为染整加工工艺中的一项重要新技术在国内外引起了广泛的关注与重视。棉及涤棉混纺织物高效、低能耗的短流程前处理，经过多年来探索与研究，已应用于多个织物品种。但就短流程前处理工艺的推广应用，生厂企业必须根据生产品种的特点、纤维原料的组成、织物组织规格，结合加工要求、设备类型、助剂的选用等因素，因地制宜地优选出合适的短流程前处理工艺。
参考文献
[1] 徐谷仓.染整织物短流程前处理[M].北京：中国纺织出版社， 1999.
[2] 吴建华，王宝岳.高效煮练剂ESA-864在棉织物退煮漂工艺中的应用[J].纺织科学研究，2002（4）：51-54.
[3] 徐谷仓.染整短流程前处理工艺、助剂和设备的现状与展望[J].纺织导报，2001（5）：116-121.
[4] Volker Kunzmann.Goller高效Dip-SatPlus高给液系统[J].王济永，译.印染，2007，33（12）：35-36.
[5] 陈立秋.退煮漂短流程工艺设备[J].印染，2004，30（1）：37- 42；2004，30（2）：34-36；2004，30（3）：33-35.
[6] 李培恒，梁剑，黄飞，等.高效精练剂TF-188[J].印染，2012， 38（13）：37- 38.
[7] 刘金树.新型高效精练剂的研制与应用[J].印染助剂，1999， 16（2）：14- 16.
[8] 黄红生，陆建辉.环保型高效精练剂的制备及应用[J].染整技术，2004，26（5）：37-39.
[9] 赵爱国，刘成林.棉织物的无硅液体精练剂退煮漂一步法工艺[J]. 印染，2014，40（12）：21-24.
[10] 王小娟，贺江平，陆少锋.新型高效耐碱精练剂的研制[J].纺织科技进展，2006（1）：46-47.
纯碱在纺织业中的应用范文2
4.1二次浸渍工艺
二次浸渍的目的主要是节省化工料,降低成本,在技术上是降低碱纤维素的游离碱浓度,同时也降低半纤维素含量,在黄化过程中能适当减少二硫化碳的投入量,制得的粘胶中碱纤比也较小,约为 0.5 左右,也可降低纺丝时的硫酸耗量。据了解,国内大多数粘胶短纤维生产线都采用二次浸渍工艺。
二次浸渍工艺是20世纪60年代由芬兰某公司首先提出的,但在欧洲并没有推广应用。Lenzing(兰精)公司始终没有赞同此工艺,原因是该公司以榉木为原料,用亚硫酸盐法自制溶解浆,浆粕质量好,采用湿浆连续投料,一次浸渍,压榨过程中能控制碱化反应,碱纤维素组成较高,游离碱的含量低。压液过滤效果好,能除去纤维等杂物,再用透析法除去半纤维素。浸渍液清晰,色泽浅,铁及其他杂质含量低。碱纤维素粉碎度较好。黄化制得的粘胶中碱纤比较高,约为 0.7 左右,因而粘胶熟成度稳定,黏度也较高,控制在 50 s以上,可纺性好,纤维强度和伸长度等指标均符合国际市场的要求,因此认为没有必要采用二次浸渍工艺。据国内用户反应,用兰精公司产品纺制的纯粘胶短纤纱质量高,条干均匀,可纺性好,产品销售价格也较高。
1989年,Maurer(毛雷尔)公司为原九江化纤厂设计了年产 2 万t的粘胶短纤维生产线,以棉浆为原料,采用间隙投料,浸渍定时、定量,控制浆粥浓度,然后将浆粥送入辅助浸渍桶继续浸渍,采用连续网式压榨和粉碎,在两次网压之间用 150 g/L的稀碱液喷淋碱纤维素,洗去其中的游离碱,降低了碱含量,可是在黄化时二硫化碳的投入量仍然需要 35% 左右,甚至超过,如果少加,溶解和过滤就会发生困难。
浆粕浸渍是粘胶纤维生产的头道工序,其中有工艺问题和设备问题。浆粕浸渍应控制浸渍碱液、浆粥浓度、碱化反应,以达到压榨倍数(压榨度)和粉碎度均衡一致。浸渍碱液的浓度、温度和纯净度极为重要,纤维素的碱化过程在理论上只需 1 ～ 2 min即能完成,但是纤维素的膨润、半纤维素的溶出需要较长时间,还要降低碱纤维素中游离碱的含量。如果浸渍碱液含有过多的膨润纤维、半纤维素或是铁、灰等杂质,压榨就会发生困难。由于木浆和棉浆有所区别,每个工厂的压榨倍数因不同的生产技术而各异,一般为1∶2.8 ～ 1∶3.2。碱纤维素中碱的含量以 16% 为宜。过度压榨,碱含量偏低,会在纺丝阶段出现疵点。碱纤维素的粉碎度应尽量细,无颗粒硬块,密度约 150 ～ 180 g/L,用于粘胶长丝时以 100 ～ 130 g/L为宜。如果为了增加投料量,将碱化温度提高到 50 ～ 55 ℃,将不能获得合格的碱纤维素,因为温度和产量不呈正比。
4.2减少黄化副反应
黄化要求反应完全,提高酯化度,减少副反应,二硫化碳用量应适当合理,以获得过滤性能好、具有良好可纺性的粘胶。黄化机实施全自动控制,要做到减少黄化副反应,必须从碱纤维素的质量抓起。黄化机设备应满足工艺要求,达到较高的真空度,空机内不应积存水,夹套调温水能正确调节温度。黄化工艺的关键是根据碱纤维素的组成,正确设定黄化反应温度、压力、时间、二硫化碳添加量、碱液添加量、碱液浓度以及搅拌速度等各项参数,其中反应温度、压力和时间的变化必须保持一致。要消除大颗粒凝胶粒子,黄化出料后应立即进行粗打碎和细打碎,保持低温溶解 均匀。
经兰精公司实验,黄化机的容量和装料量之间也存在一定的关系,装料不宜太满,需要有一定的空间,否则影响二硫化碳与碱纤维素的气相反应速率和效果。
我国现有的粘胶短纤维生产线大都采用毛雷尔式或兰精式大型黄化机、干法黄化全程自动控制。每批甲纤料量有2 500、3 000 和 3 500 kg等 3 种设备,现在的装料量大都超过设计额定限量。用于粘胶长丝的黄化机每批甲纤料量不宜过大,660 kg或 700 kg为宜,但据了解,目前超量投料现象较普遍。
4.3粘胶过滤性能
粘胶的过滤性能是验证黄化和溶解质量的直观方法,可用KW值来表示。年产 3 万t的粘胶短纤维生产线的正确配置应为两道KKF过滤机(头道 9 台,2 道 6 台,废胶过滤2 台),可满足生产要求。如果通不过,则说明粘胶质量太差,或者KKF过滤机的质量有问题。如在头道KKF过滤机之前需再加板框过滤机过滤,就说明粘胶性能很差。板框过滤机的拆台换布频繁,既浪费粘胶、增加排污,又消耗能量、增加成本。废粘胶应全部回收稀碱液,用于配制溶解碱液,原液车间可以做到少排放或基本不排放废粘胶。
KKF过滤机的关键在于活塞行程和滤网的安装不能有短路和漏胶,要保证粘胶的过滤量,过滤网是兰精公司的专利产品,特制的规格和结构。正常情况下,过滤网使用 3 ～ 6 个月需用热碱液清洗,一副网的使用寿命至少为 1 年。在KKF过滤机前应安装篮式预过滤器,并及时清理。
我国粘胶长丝的过滤基本都采用 3 道板框过滤机过滤,也有将头道过滤改为KKF过滤机,保留后两道板框过滤机的。
德国Enka(恩卡)公司生产粘胶长丝,配备两道板框过滤机就能正常生产,每道滤机除了用化纤毡、细布之外,必须要用 2 层棉浆板。棉浆板滤材是葡萄糖基未经反应的特制棉纤维素,甲纤含量高,吸碱值和膨润度低,反应性能几乎为零。滤材的更换周期为 2 ～ 3 个月,粘胶过滤速度不要求快,原液车间基本能做到不排废粘胶。连续纺丝机的喷丝头更换周期为 120 天,最长达 150 天。
意大利Rieti人造丝工厂采用FENDA(芬达)预敷PVC小颗粒自动过滤机作为头道粘胶过滤,效果良好,再用板框过滤机,用 6 层滤材,其中两层是棉浆粕,作为第 2 道和第3 道过滤,可满足粘胶长丝的质量要求。芬达滤机的关键在于PVC颗粒的密度和预敷技术,将一定密度的PVC颗粒与相同密度的碱水均匀混合成为悬浮液,然后输送到每个盘上作为滤层,滤层必须均匀铺满PVC颗粒并有一定厚度,不留死角。在碱水除去后,将PVC颗粒与粘胶混合输送到滤层上,首次输送的含有PVC颗粒的粘胶应进行反复循环过滤,直到粘胶中不再含有PVC颗粒时才能输送至下道工序。PVC颗粒的输送速率和芬达滤网的直径经过了周密的设计和计算,不能轻易改变。当过滤压差达到设定值时,进行自动反洗,回收PVC颗粒,整个工艺过程为全自动控制。过滤后的粘胶可纺性好,意大利连续纺丝机的喷丝头更换周期为 90 天。
奥地利St. Poelten Glanzstoff公司的粘胶长丝工厂采用两道板框过滤机,后来头道过滤改用KKF过滤机,第 2 道过滤仍保留板框过滤机,以棉浆粕为滤材,纺丝机喷丝头的更换周期为 90 天。
4.4粘胶的可纺性
纺丝机喷丝头的计划更换周期和非计划更换率是判断粘胶可纺性的依据,但良好的可纺性并不等于就能生产出优质的粘胶纤维。粘胶质量不合格及纺丝浴的弊病会使喷丝孔堵塞而产生疵点。喷丝头的材质、孔径形状和光洁度极其重要,不可忽视。理想的喷丝头计划更换周期为:粘胶短纤维纺丝机为 200 ～ 300 h,粘胶长丝纺丝机为 90 ～ 120 天。喷丝头的非计划更换率按每天 24 h计,两者都应≤ 0.2% ～ 0.5%。
现在国内普遍由于浆粕质量较差以及工艺控制波动频繁等原因,都未能达到上述的技术水平,纺丝机频繁更换喷丝头,因而经常产生较多的废胶和废丝。
4.5纺丝牵伸倍数和牵伸方式
粘胶自喷丝头喷出后至第一受丝机构之间的拉伸是缓慢进行的,纺丝牵伸倍数的设定应按不同产品而异。半连续离心式纺丝机粘胶长丝的缓伸为正值,而粘胶短纤维的缓伸值设定为负值,如负值较大,有利于在二浴里得到较大的牵伸,反之则小。纤维的总牵伸率和牵伸分布,包括缓伸段都应经过工艺计算,因为它决定了纤维素的大分子排列和结晶度,最终在成品上表现为不同的强度、钩接强度和伸 长度。
牵伸方法的不同决定了成品质量。粘胶短纤维有这样一种牵伸方法,即纺丝的丝条集束后在空气中牵伸,然后进入二浴槽里收缩,此时回收二硫化碳,这种纤维有较大的伸长率和较好的卷曲度。
选择最佳的牵伸倍数和牵伸方式应根据不同的粘胶和纺丝浴的组合,检测物理指标和纤维截面形状作出判断。粘胶长丝的牵伸大小,还应视产品是用于针织加工还是机织加工而定。
4.6无锌纺丝
纺丝浴中硫酸锌的含量决定了纤维皮、芯层结构和截面形状,它与纤维强度、染色均匀度有密切关系。实践证明,硫酸锌的含量为 10 g/L左右是最佳数值,不可不用。以前为了减少硫酸锌的流失,曾经试验将硫酸镁代替一半硫酸锌混合使用,试验结果不尽如人意,最后还是放弃。此外,硫酸铝的效果也不理想。防止硫酸锌污染的根本措施在于回收硫酸锌,而不是弃用硫酸锌。粘胶短纤维纺丝的二浴回流应该回到酸站处理,循环使用。长丝的去酸水收集后,可用碳酸钠溶液中和,回收硫酸锌。去酸水用离子交换树脂法回收硫酸锌的效果虽好,但高质量的树脂需要进口,成本高。高强粘胶帘子线的高强力和Modal纤维的高湿模量除了加入保密的添加剂之外,还需含高浓度硫酸锌的纺丝浴才能获得。
4.7纺速与疵点的关系
粘胶长丝的毛丝问题是整个生产中所有弊病的综合表现,国际市场对毛丝的指标比染色均匀度更加重视,在织造中毛丝就是断丝,严重影响布面质量,且增加劳动用工。在相同的工艺参数条件下,纺速增加无疑会增加毛丝。
根据国外一些工厂的经验,纺速应根据工艺需要进行调节,包括粘胶的组成、熟成度、黏度、凝固、分解、去酸时间和纺丝浴组成等,检验纤维截面形状和测定剩余酯化度等。如果过分追求纺速,喷丝头易堵塞,毛丝会增多,工人操作劳动强度加大,车间内的气味也会增大,纺丝浴循环量要加大,加强送、排风则会增加能耗。
国产R535A型半连续离心纺丝机的纺速现已普遍提高到 80 ～ 90 m/min,纺丝车间温度提高到 26 ℃,有的甚至提高到 28 ℃,在冬季维持此室温会增加较多能耗,但目前大都忽视了要保持相对湿度 80% 的重要性。经过多年努力,产量虽有提高,但染色均匀度提升不快,毛丝仍然存在,在去酸水托盘上还会找到较多滴落的小粘胶块,这说明喷丝头有堵塞,产生了毛丝。国产粘胶长丝在国际市场上难以满足高档用户的质量要求,导致价格一直上不去。因此,若要进一步提高质量,有必要重新考虑最佳纺速问题。
粘胶短纤维的疵点(粘胶块、并丝和纤维损伤等)也随着纺速提高而增加。毛雷尔公司为原九江化纤厂生产线设计的纺速为 40 m/min,兰精公司为原唐山化纤厂生产线设计的纺速为 44 m/min,现在纺速都已提高。如果疵点增多了,说明纺速提高得太快。为提高产量,通过增加纺锭或喷丝头孔数的方式是合宜的,但也有一定限度。由于生头时操作不当,超倍长纤维增多,丝束变粗,导致牵伸不均匀,纤维的物理指标不匀率过大。如果切断机和精练机超负荷运转,纤维铺层厚度不均匀,也会降低精练和烘干质量。
4.8保护环境,安全生产
粘胶纤维生产企业的主要污染源是二硫化碳、硫化氢气体以及硫酸、烧碱、硫酸锌等化工料。搞好环境保护,安全生产要从节能、减排做起,密闭工艺设备,治理“三废”污染,实施清洁生产,达标排放。
4.8.1废气治理
根据国家标准《恶臭污染物排放标准》GB 14554 ― 1993颁布的排放标准,排气筒高度应为 120 m,允许排放量为:硫化氢 21 kg/h,二硫化碳 97 kg/h。
如要达到上述排放标准,且未采取废气回收措施,则粘胶长丝工厂的日产量最大为 10 t,粘胶短纤维工厂则为 20 t(其中含冷凝回收二硫化碳以 50% 计)。
国内已有多家粘胶短纤维工厂配备废气治理装置,采用丹麦托普索公司WSA技术回收硫酸以及由德国Lurgi公司开发、台湾富台公司改进的硫化物和二硫化碳回收技术,都已投入运转并达到上述排放标准。部分粘胶短纤维工厂采用废气燃烧法回收亚硫酸钠或硫酸,或采用碱液处理废气回收硫化钠的装置目前也已投入运转,能做到部分达标排放。还有部分工厂尚未建设废气治理装置,主要是经济和成本问题。
国家要求全硫量回收达到 85% 以上,各地环保部门正在全力督促超标排放的粘胶短纤维企业实施废气处理,限期达标排放。
粘胶长丝工厂在生产中排出的废气浓度较低,用上述的几种处理技术难度较大,而从国外引进的生化处理技术BIOGAT装置和KVT SULFOX REG装置,皆因收集到的二硫化碳和硫化氢废气浓度波动较大,且投资大,处理成本高,至今未能正常投入使用。
日本Unitika(尤尼吉卡)公司1983年日产粘胶长丝 23 t,用碱液吸收其中的硫化氢气体,使生成硫化钠溶液,作为丝饼后处理脱硫用,尾气没有臭味,直接排空。
意大利Rieti人造丝厂1994年日产 18 t,采用脱气装置使纺丝浴脱除气体,同时将纺丝机上的废气区分高浓度和低浓度两种,浓度高的废气用碱洗塔吸收,浓度低的废气通过 60 m高的排气筒高空排放。该厂还收集黄化机的排空废气,用冷凝法回收二硫化碳,预计可回收黄化投入量的 10% 左右(对甲纤为 3% 左右),但实际回收量并没有那么多,因此该冷凝设备被搁置。
St. Poelten Glanzstoff工厂年产粘胶长丝 5 000 t,强力帘子线 15 000 t。第 1 套废气处理装置采用KVT SULFOX NK技术,1999年投入使用,处理强力帘子线废气 3 万Nm3/h,废气浓度 3 ～ 15 g/m3,将二硫化碳和硫化氢气体经氧化、催化后回收浓硫酸;第 2 套废气处理装置采用KVT SULFOX REG技术,2001年底投入使用,处理粘胶长丝废气 10 万Nm3/h,废气浓度 2 ～ 5 g/m3,以同样的工艺回收低浓度硫酸。
对我国粘胶长丝“三废”处理的建议:①积极组织科技力量,对于已经从国外引进的生化处理技术BIOGAT装置和KVT SULFOX REG装置,抓紧消化吸收,总结经验,早日投入使用;②改进长丝纺丝机的密闭性,调整纺丝车间的送、排风量,提高废气浓度;③学习粘胶短纤维的废气处理经验,并验证用于粘胶长丝低浓度废气治理的可能性。
4.8.2废水治理
根据国家标准《污水综合排放标准》GB 8978 ― 1996,废水允许排放标准为:pH值 6 ～ 9,色度(稀释倍数)50,悬浮物(SS)70 mg/L,BOD5 20 mg/L,COD 100 mg/L,硫化物 1.0 mg/L,氨氮 15 mg/L,总锌 2.0 mg/L。各省已制定了废水排放的地方标准,各地企业应遵照执行。
工信部最新规定的耗水量指标对废水排放量进行了限定:粘胶短纤维每吨产品 65 m3,粘胶长丝连续纺每吨产品260 m3,半连续纺丝每吨产品 280 m3。
目前,我国粘胶的废水治理大都能实现了达标排放,问题是棉浆黑液处理至今还没有好办法。一些企业曾将棉浆黑液试制成胡敏酸胺用作农家肥料,因试验成本较高,试验未能持续下去。棉浆黑液的色度指标最难达到。为解决这一问题,曾尝试过的方法包括:活性污泥法、厌氧好氧法、石灰法、煤渣吸附法、活性炭吸附法、燃烧法苛化回收碱等,但效果并不理想。据了解,国外有浓缩燃烧法回收碱、湿法氧化法回收碱等技术。
西班牙Purchaser公司利用芬兰Conox公司研制开发的棉浆浓黑液纯氧燃烧器回收浓黑液中的碱,装置投资近 8 000 万元,运转费用较高,但回收来的碱液价格便宜,这让一些企业在经济上无法接受。
为了保护环境,某棉浆粕厂从浓黑液中提取减水剂(粉剂)后用作防止水泥搅拌发生凝固的添加剂,并已小试成功,污水处理后出水的COD能达到 ≤ 100 mg/L,减水剂售价可与运转成本相抵消,经过小试可实现产业化,但投资也需 4 000 万元。
4.8.3废渣治理
粘胶纤维工厂的废渣量排放较小,没有毒性,不存在大问题。
关于废气和棉浆黑液的治理问题,建议企业向相关行业协会反映,组织成立专题研究,将排污罚款方式改为经济资助,供给试验经费。
5粘胶长丝的发展前景
世界粘胶长丝2008年的总产量为 29 万t,而我国已达 20 万t,国外虽只有少数几家工厂生产粘胶长丝,但织绸行业对粘胶纤维的需求量并未减少,外商来我国购买丝饼,都要逐个挑选,但仍远不能满足其质量和数量要求。
粘胶长丝的发展道路应是革新技术,提升产品质量,提高出口产品的售价,增加利润,治理“三废”,保护环境。据了解,目前我国半连续离心式纺丝机产品占 77%,连续纺丝机产品占 20%,还有 3% 为老式离心纺丝机产品。其中,老式离心纺丝机机型已经落后,质量最差,但在国外经过改进后,仍在使用。奥地利St. Poelten Glanzstoff工厂就是一个典范,纺丝机喷丝头的更换周期为 90 天,其生产的粘胶长丝和强力帘子线质量上乘,原因值得研究。
恩卡公司曾介绍了一种新型高速连续纺技术,彻底改革了当时的纺丝方法,将粘胶与纺丝浴同时从上而下、在管中成形垂直纺丝,纤维呈皮芯结构,结构均匀,减少了因摩擦而产生断丝的几率,染色均匀性可达到灰卡 5 ～ 6 级,纺丝速度可达 500 m/ min。
日本也有类似技术,纺丝速度达 1 000 m/ min,链板上的丝条在松弛状态下进行后处理,成品丝伸长率大而沸水收缩率小,毛丝小于 3 个/100 万m,做到了优质高产。
6结语
纯碱在纺织业中的应用范文3
摘要：综述了聚酯纤维抗静电改性的研究进展，根据改性实施阶段分别从聚合阶段、纺丝阶段和纤维或织物后整理3方面进行阐述，评述了各种改性方法的优缺点，并指出舒适性、耐久性、工业化是抗静电聚酯纤维未来发展不可或缺的趋势。
关键词：聚酯纤维；抗静电；改性
聚酯纤维（涤纶）广泛应用于服装、家饰以及其他工业领域。然而聚酯纤维的大分子间以共价键相互连接，不能电离，也不能传递电子和离子，另外其分子基团极性较小，属于疏水性纤维，从而易产生静电[1]。静电不仅对聚酯纤维的生产过程造成困难，使织物相互缠绕、吸尘，而且还会使服装纠缠人体，产生不适感，此外，静电还是引起火灾、爆炸等事故的主要诱发原因之一，从而限制了聚酯纤维的应用。因此为了拓展聚酯纤维的应用，对其进行抗静电改性显得尤为重要。标准状况下的普通合成纤维的体积比电阻为1013Ω•cm以上，属于绝缘材料，经抗静电改性后的聚酯纤维，其体积比电阻可以达到107~1012Ω•cm[2]。对纤维进行抗静电改性主要有3个途径：①提高纤维亲水性；②电荷中和法；③静电逸散法[3]。目前国内外对聚酯纤维抗静电的改性方法很多，根据改性实施阶段可大致分为3类，一是聚合阶段改性；二是纺丝阶段改性；三是纤维或织物后整理。
1聚合阶段改性
聚合阶段改性主要是利用共聚法，即在合成聚酯时加入亲水性单体或抗静电剂等改性组分，使其与聚酯单体通过共聚来增强聚酯材料本体的电导率，从而提高聚酯纤维的抗静电性能[4]。共聚法常用的抗静电剂为聚乙二醇及其衍生物。在早期研究者中，石明孝等[5]曾采用聚乙二醇(PEG-2000)合成的聚醚酰胺作为抗静电剂，然后与PET切片熔融共混纺丝。当抗静电剂质量分数3%时，改性纤维的抗静电半衰期从纯PET纤维的267.3s下降到21.9s，满足抗静电要求。但是，聚乙二醇的附着性差，易喷出，所以通常要加入第二抗静电改性组分—磺酸盐或无机盐，以改善PEG与PET的相容性，另外还可以加入导电聚合物（如纳米级金属氧化物），使其与抗静电剂起到协同抗静电作用。张国强等[6]以三氧化二锑、醋酸钴和醋酸钠为催化剂，同样采用原位聚合在聚酯合成时加入间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠（SIPE）、聚乙二醇（PEG）及无机导电粉体，制备了抗静电聚酯，熔融纺丝得到聚酯纤维。
当加入导电粉体质量分数为1%时，聚酯纤维的质量比电阻达到2.1×108Ω•g/cm2，抗静电效果显著。徐关祥[7]在聚酯聚合阶段添加纳米级二氧化硅和氧化锌得到纳米改性聚酯，直接通过熔体纺丝制得抗静电聚酯纤维。经纳米改性制备的聚酯纤维，因掺入了半导体性质的二氧化硅和氧化锌，从而能够形成良好的静电屏蔽性能，大幅度降低其静电效应。陈晓蕾等[8]采用原位聚合的方法制备了抗静电涤纶（PET）/锑掺杂二氧化锡（ATO）纳米复合材料，再经熔融纺丝制备出抗静电复合纤维。当ATO质量分数为1%时，纤维的体积电阻由2.7×1013Ω•cm下降到4.9×108Ω•cm，且抗静电纤维的渗滤阀值1.05%，低于传统抗静电填料。采用共聚法制得的聚酯纤维不仅具有理想的抗静电性能，而且耐久性良好，但此方法还存在一定的局限性。因为在聚酯合成时引入其他化合物需要改变聚酯合成工艺流程，面对众多的聚酯产品，此方法普遍适应性较差，且成本较高，所以尚未实现工业化生产。
2纺丝阶段改性
纺丝阶段改性可以通过在纺丝熔体中以某种形式（如母粒等）加入亲水性化合物或抗静电剂等改性组分，以改善纤维的抗静电性能；亦可以通过改变纺丝设备来提高纤维的吸湿性，从而提高纤维电导率，达到抗静电效果。
2.1共混改性
共混改性通常是添加具有导电性能的有机或无机物，并通过对其进行表面处理等方法，改善其在聚酯基体中的相容性等，提高体系的导电率，再经纺丝制得抗静电聚酯纤维。早期，通常采用PEG等多元共混体系来实现抗静电性能。仲蕾兰等[9]曾采用聚酯-聚乙二醇-十二烷基苯磺酸钠-硬脂酸盐四元共混体系，制备得到可纺性良好、抗静电性能优良的聚酯纤维。但添加的改性剂种类及含量较多，导致纤维强度下降。随着时展，碳纳米管（CNTs）因具有优良的力学性能、电性能和电磁性能[10]，能显著提高聚合物的抗静电性能，从而受到各界广泛关注。闫承花[11]采用碳纳米管与聚酯切片混合制成抗静电母粒，再将抗静电母粒与PET切片共混纺丝制得PET/CNTs共混纤维，其通过添加少量的CNTs就能明显改善聚酯纤维的抗静电性能。当PET/CNTs共混纤维中CNTs的质量分数为0.8%时，其质量比电阻能达到6.75×108Ω•g/cm2，且纤维的抗静电性能随CNTs质量分数增加而增大，但考虑到加工问题，CNTs添加量不宜过大。刘柯妍等[12]采用聚酯分别与多壁碳纳米管（MWNTs）和羧基化多壁碳纳米管（MWNTs-COOH）共混制备得到复合材料，CNTs在PET中形成三维导电网络，提高了聚酯的导电性，从而经纺丝制备的聚酯纤维的抗静电性能也得到改善。由于MWNTs-COOH分散性好，与PET有较强的界面结合和相互作用，所以PET/MWNTs-COOH的导电性优于PET/MWNTs。共混改性无需改变聚酯合成的工艺流程，易于调整，且制备的抗静电聚酯纤维持久性较强。另外，共混改性可选择的抗静电材料种类较多，但这些材料与聚酯的相容性较差，会引起材料的表观和机械性能下降。
2.2纤维截面异形化
“异形”是相对于圆形而言，即在纤维生产中，通过改变喷丝板孔型或纺丝工艺条件来生产制造各种非圆形截面的纤维。目前，异形截面纤维至少有数十种，如扁平型、三角形、L型、C型、哑铃型、十字形等[13]。异形截面纤维具有很多优点，如吸水性强等。相对于圆形截面纤维，异形截面纤维的比表面积增大，吸水性增强，纤维的抗静电性能也随之提高。李翠芳等[14]研究分析了异形聚酯纤维的吸湿性能。在低温高湿条件下，相比于普通聚酯纤维，三叶形纤维的吸湿速率和平衡含水率更高，从而三叶形聚酯纤维的抗静电性能也要高于普通聚酯纤维。但是，仅通过改变喷丝设备制备的聚酯纤维抗静电性能得不到大幅度改善，且对环境湿度依赖较大，所以通常将改变喷丝设备与其他改性方法并用。裘大洪等[15]设计出“王”字形喷丝微孔，通过喷丝孔制备得到异形纤维，并且丝束牵伸过后，通到环氧改性丙烯酸钠的溶液中，再进行固化，即在纤维本体上固着一层抗静电层，从而得到高透气导湿抗静电纤维。叶敬平等[16]先将纳米二氧化硅以化学接枝的方法接枝到聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）中制得抗静电聚酯切片，再将其与普通PET切片共混熔融经“一”字形喷丝板纺丝制得抗静电聚酯纤维，由于二氧化硅以化学键键合的方式存在于纤维中，故此纤维的抗静电性能耐久性较强。
3纤维或织物后整理
3.1表面处理改性
表面处理改性即对纤维或织物进行表层改性，不引起聚合物内部结构的变化，可大致分为3类：表面涂覆改性、等离子体改性、碱减量改性。
3.1.1表面涂覆改性
顾名思义，表面涂覆改性即在纤维表面涂覆表面活性剂类抗静电剂，从而提高纤维的吸湿性，降低表面电阻，改善纤维的抗静电性能。吕景春等[17]研发出一种提高聚酯纤维抗静电性能的复配整理剂，即先采用对苯二甲酸、乙二醇和聚乙二醇经熔融缩聚制得聚酯聚醚型亲水整理剂，再将其与去离子水混合配置成亲水整理液，然后向亲水整理液中加入非离子表面活性剂、高分子亲水性物质和壳聚糖溶液，得到复配整理剂。将聚酯纤维织物放入上述复配整理剂中，经二浸二轧工艺，烘干、冷却，得到同时具有优异亲水性和抗静电性的聚酯纤维。Chu等[18]利用溶胶-凝胶技术分别制备了纯TiO2水溶胶、纯ZnO水溶胶以及TiO2/ZnO复合水溶胶，通过浸压、烘干、烘焙等工序整理到涤纶织物表面。经处理后，涤纶织物的回潮率大大提升，抗静电性能也随之改善。就稳定性而言，纯ZnO水溶胶最好，纯TiO2水溶胶最差，复合水溶胶介于两者之间。戴杰等[19]利用三聚氰氯将壳聚糖的羟基引入到聚乙二醇分子链上，得到水溶性较好的壳聚糖衍生物（TCSO-PEG2000）。再用TCSO-PEG2000整理剂对涤纶织物进行处理。当整理剂质量浓度为8g/L、焙烘时间为5min、焙烘温度为120℃时，涤纶织物具有较好的力学性能、亲水性能及抗静电性能。此方法操作简单，成本较低，所以目前仍被广泛采用。常规表面涂覆方式制得的聚酯纤维，虽满足抗静电要求，但抗静电效果难以长久保存，不耐水洗，且在低湿度环境中无法起到抗静电效果。
3.1.2等离子体表面改性
等离子体表面改性是通过等离子体处理以及在材料表面进行等离子体接枝来改变材料表面结构的一种表面处理方法[20]。Ma等[21]采用低温等离子体对聚酯纤维织物进行表面处理，放电电压为50V，电极间隙为4mm时，织物的抗静电性能得到明显改善，再将处理后的织物浸渍于70℃、质量分数为60%的丙烯酸溶液中，停留30s，即通过等离子处理在涤纶表面引入羧基基团，提高织物吸水性，从而进一步提高织物的抗静电性能。Dincmen等[22]利用等离子体技术将二甲基二烯丙基氯化铵（DADMAC）和二丙烯酸乙二醇酯接枝到涤纶织物表面，其中DADMAC作为抗静电单体，二丙烯酸乙二醇酯为交联剂，二者在织物表面形成单体/交联层，使织物实现耐久抗静电性能。
3.1.3碱减量改性
碱减量处理是指在高温和较浓的烧碱溶液中处理涤纶织物的过程。碱处理可改变纤维的表面形态及内部结构，使纤维表面受到刻蚀而产生微坑，形成孔隙，利用毛细吸水原理提高纤维吸水率[23]。但是，由于碱处理过程本身会造成纤维大分子的断链和剥离，也会造成纤维的质量损失。戴杰等[24]利用碱减量法对涤纶织物进行改性，发现经处理后的涤纶织物性能发生变化：织物纤维变细，纤维孔隙率提高，从而改善了织物的抗静电性、透气性、吸湿性。由于纤维表面孔隙较多，纤维的断裂强度也随之降低。
3.2表面接枝改性
表面接枝改性是利用热引发、紫外线、高能射线等，使纤维聚合物与亲水性单体接枝聚合的方法[25]。亲水性单体在纤维表面构成泄漏电荷通道，以降低纤维表面电阻，从而增加抗静电效果。聚苯胺具有特殊的电学、光学性质，经掺杂后可使聚合物具有导电性及电化学性能。Kutanis等[26]以重铬酸钾为催化剂，在水相盐酸溶液中将聚苯胺（PAn）接枝到涤纶织物表面得到PAn/PET复合导电材料，从而改善涤纶织物的抗静电性能。Abdel-Halim等[27]将壳聚糖、氯均三嗪-β-环糊精（MCT-β-CD）分别接枝于涤纶棉和涤纶织物表面，即通过接枝的方式引入羟基，提高织物吸湿性，且接枝了MCT-β-CD的织物比接枝壳聚糖的织物的吸水性能更好，从而抗静电效果更加优良。经表面接枝处理后，聚酯纤维的抗静电性能得到明显提升，且耐久性较好，但织物手感较差，设备投资费用较大，且对空气湿度有很强的依赖性，目前尚未实现工业化。
3.3在织物中嵌织导电纤维
嵌织式抗静电织物是在织物中等间距地置入导电纤维，利用导电纤维的静电诱导/电晕放电/泄露等作用的综合效果[28]，像避雷针诱导雷电的原理，在织物中构建起静电泄漏和逸散的通道，增加静电荷逸散的速度，从而起到抗静电作用。韦毅俊等[29]将钛酸酯偶联剂处理后的碳黑分散在苯酚/四氯乙烷中制得溶解涂覆液，再将溶解-涂覆液均匀涂覆于PET纤维表面，制得碳黑/聚酯导电纤维，并将其嵌织到基体织物中，使得含导电纤维表面电荷密度均小于7μC/m2，可满足抗静电要求，且其抗静电性能基本不受水洗影响，具有较好的抗静电耐久性。石墨烯是一种新型碳材料，具有独特的二维纳米结构，电子传输率高、导电性能优越、机械强度非常高，所以在聚合物中添加少量石墨烯便可获得优良抗静电效果。于伟等[30]设计了一种含石墨烯的高强度抗静电聚酯纤维面料，其特征在于面料织物由径向纤维和纬向纤维编制而成。他们采用石墨烯与聚酯共混、挤出造粒，制成高石墨烯含量的聚酯母粒，然后与普通聚酯切片共混纺丝。径向纤维中的石墨烯含量高于纬向纤维，所以纬向纤维在织物中起增强作用，而径向纤维在织物中起抗静电效果。但石墨烯价格昂贵，所以此方法仅存在于实验阶段。
4结语
综上所述，在制备聚酯纤维的不同阶段都可以对其进行抗静电改性，但是改性方法各有优缺点。目前聚酯纤维抗静电改性已取得较大进展，有很多改性品种已投入工业化生产，但仍有不少品种还处于研究阶段。舒适性、永久性、工业化是未来抗静电聚酯纤维发展不可或缺的趋势。
参考文献
[1]陈伟,郭静.抗静电涤纶的研究及发展[J].聚酯工业,2007,20(2):5-7.
[2]周帆,顾爱军,曾文兵,等.聚酯纤维及其织物的抗静电处理工艺[J].合成纤维,2012,41(12):6-8.
[3]王青,王永志.聚酯材料抗静电方法[J].聚酯工业,2008,21(6:9-11.
[4]马娟,金剑,金欣,等.抗静电聚酯纤维及织物的研究现状[J].合成纤维,2016,45(10):1-4.
[5]石明孝,余茂林,祝一峰,等.抗静电剂对抗静电PET纤维表面形态的影响[J].合成纤维工业,1998,21(1):12-14.
[6]张国强,王锐,朱志国,等.新型抗静电聚酯纤维的制备及其结构性能[J].纺织学报,2013,34(1):7-11.
[7]徐关祥.一种抗静电可降解聚酯纤维:CN,101701374A[P].2010-05-05.
[8]陈晓蕾,王鲁民.纳米ATO在制备抗静电PET单体EG中的分散性[J].纺织学报,2008,29(6):1-6.
[9]仲蕾兰,袁孟红,何小军.共混抗静电涤纶纤维的研制[J].中国纺织大学学报,1995,21(3):94-99.
[11]闫承花.聚酯/碳纳米管共混纤维的抗静电性能[J].合成纤维,2012,41(2):20-22.
[12]刘柯妍,丁长坤,郭成越,等.聚对苯二甲酸乙二醇酯/多壁碳纳米管复合材料制备与性能研究[J].功能材料,2014,45(23):23025-23028.
[13]吴荣瑞.我国聚酯纤维改性的技术发展[J].高分子通报,2008,(8):101-108.
[14]李翠芳,刘红茹,张玉芳,等.三叶形涤纶织物的吸湿性能[J].纺织学报,2014,35(3):22-26.
[15]裘大洪,叶敬平,鲁传旺.一种抗静电聚酯纤维及其纺丝所用的喷丝板:CN203976991U[P].2014-12-03.
[16]叶敬平,朱亦祥,鲁传旺.一种抗静电的有光聚酯纤维的加工方法:CN,104073909A[P].2014-10-01.
[17]吕景春,王春霞,祁珍明,等.用于提高聚酯纤维抗静电性的复配整理剂及整理工艺:CN,105839411A[P].2016-08-10.
[19]戴杰,郭晓玲,朱学林,等.聚乙二醇接枝壳聚糖对涤纶织物性能的影响[J].合成纤维,2014,43(9):31-36.
[20]秦伟,张志谦,黄玉东,等.冷等离子体处理对PET纤维/环氧复合材料界面改性的研究[J].复合材料学报,2002,19(4):25-28.
纯碱在纺织业中的应用范文4
【关键词】 超高效液相色谱-串联质谱; 玩具; 致癌染料; 致敏染料
simultaneous determination of 16 carcinogenic and allergenous dyestuffs in toys by ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometryma qiang，bai hua*，wang chao，zhang qing，ma wei，zhou xin，dong yi-yang，wang bao-lin(chinese academy of inspection and quarantine，beijing 100123)(china agriculture university，beijing 100083)(dongning entry-exist inspection and quarantine bureau，dongning 157200)abstract a comprehensive analytical method based on ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry has been developed for the simultaneous determination of 16 carcinogenic and allergenous dyestuffs(acid red 26，basic red 9，disperse blue 1，acid violet 49，disperse blue 3，solvent yellow 1，dispersed blue 106，disperse orange 3，disperse yellow 3，basic violet 1，basic violet 3，disperse red 1，solvent yellow 3，disperse blue 124，solvent yellow 2 and disperse orange 37).various toy samples，including textile，leather，paper，wood，balloon，modeling clay，limitation tattoo and aqueous liquid，were extracted under ultrasonication.qualitative and quantitative analysis was carried out for the analyte under the mrm mode after the chromatographic separation on waters acquity uplc beh c18(50 mm × 2.1 mm，1.7 μm) column.the limits of quantitation(loq) for the 16 dyestuffs were in the range of 1.0－8.0 μg/kg.the mean recoveries at the three spiked levels of 5－100 μg/kg were 81.3%－98.6%，with the intra-day precision less than 11% and the inter-day precision less than 14%.the method is accurate，rapid，sensitive，and adapt to the inspection of the 16 dyestuffs in toys.
keywords ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry; toys; carcinogenic dyestuffs; allergenous dyestuffs
1 引言
我国是玩具产品的生产和消费大国，也是国际玩具产品的主要出口国。Www.133229.CoM玩具材料中含有的有毒有害化学物质可通过吞咽、舔食、皮肤接触、眼睛接触、吸入等方式进入体内，从而对儿童的健康安全造成严重危害， 玩具的安全性一直是社会关注的热点问题〖1〗。在染色过程中，染料分子通过吸附、扩散等多种化学或物理处理，从染液转移到被染物上而使之染色〖2〗。目前，已经证实存在多种可诱发人体癌变或引起人体皮肤、黏膜或呼吸道过敏的致癌和致敏染料〖3〗。鉴于致癌和致敏染料的严重危害，许多国家和世界权威组织相继颁布了严格的法规和技术标准进行限制。按照欧洲标准化委员会制订的en 71玩具安全系列标准对玩具化学性能的要求，酸性红26、碱性红9、分散蓝1、酸性紫49、分散蓝3、溶剂黄1、分散蓝106、分散橙3、分散黄3、碱性紫1、碱性紫3、分散红1、溶剂黄3、分散蓝124、溶剂黄2、分散橙37等16种致癌和致敏染料在玩具产品中不得检出〖4〗9噬闹繁曜糘eko-tex standard 1000〖5〗、欧盟2002/371/ec指令〖6〗、我国国家标准《生态纺织品技术要求》〖7〗、环境保护行业标准《环境标志产品技术要求 生态纺织品》〖8〗也分别将酸性红26等染料列为致癌和致敏染料。
目前，检测致癌和致敏染料的方法主要有高效液相色谱法〖9~12〗、离子对色谱法〖13〗、液相色谱-质谱法〖10，11〗和气相色谱-质谱法〖14〗等，但这些方法的灵敏度、选择性和分析通量还存在不足。超高效液相色谱技术与传统的液相色谱技术相比，大幅度改善了液相色谱的分析速度、分离效率、样品通量和灵敏度。超高效液相色谱与串联四极杆质谱联用，能够充分发挥超高效液相色谱的高速、高分离度与串联质谱的高选择性、高灵敏度的优势，采用多反应监测扫描方式可提供特征的母离子及其子离子信息，为目标化合物的定性与定量分析提供了可靠依据。本研究建立了同时测定玩具中16种致癌和致敏染料的超高效液相色谱-串联质谱分析方法，在9 min内完成了16种染料多组分的快速分离检测，为玩具样品的高通量快速检测提供了可靠的分析平台，可应用于玩具的实际检验工作和产品质量控制。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
acquity超高效液相色谱仪、quattro micro api三重四极杆质谱仪、masslynx数据处理系统（美国waters公司）；milli-q超纯水器（美国millipore公司）； kq-600b型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）； ms2型漩涡振荡器（德国ika公司）； n-1000型旋转蒸发仪（日本eyela公司），配有bc-55型真空冷却系统（日本yamato公司）； acrodisc ghp双性滤膜（美国pall公司）； 乙腈、甲醇、无水乙醇（hplc级，美国fisher公司）； 乙酸铵（hplc级，美国acros公司）； 实验用水为经milli-q净化系统（0.22 μm过滤膜）过滤的去离子水； 氮气、氩气（>99.999%）； 其它试剂均为分析纯。
酸性红26（纯度84%）、碱性红9（纯度95%）、酸性紫49（纯度96%）、分散蓝3（纯度20%）、碱性紫1（纯度30%）、碱性紫3（纯度80%）、分散蓝124（纯度70%）和溶剂黄2（纯度95%）购自德国dr.ehrenstorfer公司；分散蓝1（纯度30%）、溶剂黄1（纯度99%）、分散蓝106（纯度95%）、分散黄3（纯度30%）、分散红1（纯度95%）、和分散橙37（纯度95%）购自美国sigma公司；分散橙3 (纯度95%)和溶剂黄3 (纯度99%)购自美国acros公司，16种染料的标准物质均为市场上最高纯度标准样品，它们的化学文摘号、染料索引号等参数见附表1（/table/090704.pdf）。
2.2 色谱条件
waters acquity uplc beh c18柱（50 mm×2.1 mm，1.7 μm）；流动相：乙腈（a）和5 mmol/l乙酸铵溶液，ph=5.0（b），梯度洗脱程序：0~2.0 min，28%~40% a；2.0~6.0 min，40% a；6.0~9.0 min，40%~95% a；9.0~9.5 min，95% a；9.5~10.0 min，95%~28% a。流速0.3 ml/min；柱温30 ℃；样品室温度20 ℃；进样量5 μl。
2.3 质谱条件
电喷雾离子源；正离子扫描；毛细管电压4.0 kv；射频透镜电压0.1 v；离子源温度120 ℃；去溶剂气温度350 ℃；去溶剂气流量600 l/h；锥孔气流量50 l/h；光电倍增器电压650 v；碰撞气体为氩气，碰撞气压0.32 pa； 多反应监测（mrm）模式检测，16种染料的质谱分析参数见表1， mrm色谱图见图1。
表1 16种致癌和致敏染料的质谱分析参数（略）
table 1 ms parameters for 16 carcinogenic and allergenous dyestuffs analysis
图1 16种致癌和致敏染料的mrm色谱图（略）
fig.1 mrm chromatograms of 16 carcinogenic and allergenous dyestuffs
色谱峰编号同表1（the peak numbers are the same as in table 1）.
2.4 标准储备液和工作液的配制
准确称取适量的各染料标准品，用甲醇溶解并定容至100 ml，配制成1000 mg/l标准储备液，于－20 ℃下保存。准确量取各染料标准储备液5 ml，用甲醇定容至100 ml，配制成50 mg/l混合标准储备液。使用时，用甲醇逐级稀释成混合标准工作液，于4 ℃下保存，现用现配。
2.5 样品处理
2.5.1 纺织品、皮革、纸张、木材、气球、造型黏土、贴纸材质玩具材料的处理 取代表性样品，测试试样应从单个样品上的可触及部分移取，同种材料可合并作为同一测试试样，将其剪碎至3 mm×3 mm以下，混匀。准确称取1.0 g试样置于50 ml具塞锥形瓶中，准确加入15 ml无水乙醇，超声提取15 min。将提取液转移至50 ml鸡心瓶中，残渣再加入15 ml无水乙醇提取一次。合并提取液，用旋转蒸发仪于40 ℃水浴减压浓缩至近干，用氮气缓慢吹干后，准确加入1 ml甲醇溶解残渣，过0.20 μm微孔滤膜后，供uplc/ms/ms测定。
2.5.2 可接触液体玩具材料的处理 取代表性样品，测试试样应从单个样品上的可触及部分移取，同种材料可合并作为同一测试试样。准确称取1.0 g试样置于50 ml具塞锥形瓶中，准确加入15 ml无水乙醇，超声提取15 min，将提取液转移至50 ml鸡心瓶中，用旋转蒸发仪于40 ℃水浴减压浓缩至近干，用氮气缓慢吹干后，准确加入1 ml甲醇溶解残渣，过0.20 μm微孔滤膜后，供uplc/ms/ms测定。
3 结果与讨论
3.1 样品处理方法的优化
酸性红26等16种染料的正辛醇/水分配系数（kow）介于－0.83~4.58之间，极性范围分布较宽，各染料均在无水乙醇中有较好的溶解性。因此，选择无水乙醇为提取溶剂。为了减少操作步骤及获得尽可能高的提取率，采用超声提取方式对样品进行提取。考察了不同提取时间（10， 15， 20和25 min）和提取次数（1， 2和3次）的提取效果，确定了最佳的样品处理条件。
3.2 色谱条件的优化
3.2.1 色谱柱的选择 采用亚微米小颗粒填料色谱柱可获得更高的分离度、样品通量和灵敏度。分别考察了具有不同选择性的uplc色谱柱（规格均为50 mm×2.1 mm，1.7 μm）对16种染料的分离效果：c18及c8（直链烷烃）、shield rp18（内嵌有氨基甲酸酯极性基团）、phenyl（苯基连接在c6直链的硅甲基官能团上）、hilic（硅胶基质）、hss t3（三键c18烷基键合）。结果表明，16种染料在acquity uplc beh c18色谱柱上获得了最为理想的分离效果。
3.2.2 流动相的选择 分别考察了反相色谱常用的有机相溶剂（甲醇和乙腈）与不同种类和ph值的挥发性缓冲液组成的流动相体系，如甲醇（或乙腈）-5 mmol/l甲酸铵溶液（ph值分别调节为3.75， 4.00， 4.25， 4.50， 4.75， 5.00， 5.25， 5.50和5.75）、甲醇（或乙腈）-5 mmol/l乙酸铵（ph值分别调节为2.75， 3.00， 3.25， 3.50， 3.75， 4.00， 4.25， 4.50和4.75）、甲醇（或乙腈）-0.1%甲酸溶液等对染料化合物的色谱行为和离子化程度的影响。结果表明，以乙腈-5 mmol/l乙酸铵溶液（ph=5.0）作为流动相时获得了最优的色谱峰形、分离效果和质谱信号响应。进一步比较了乙酸铵缓冲液离子强度的影响，乙酸铵溶液浓度从2 mmol/l变化到10 mmol/l的结果表明，5 mmol/l乙酸铵为最佳添加量。由于上述16种染料包括酸性染料、碱性染料、分散染料、直接染料等类别，化学结构上涵盖了偶氮型、三芳甲烷型、蒽醌型、杂环型等，各染料的化学性质和保留性质相差较大，选择梯度洗脱方式，通过优化流动相梯度洗脱条件实现了16种染料的有效分离。
3.3 质谱条件的优化
在esi+和esi－离子化模式下，分别进行全扫描以选择适当的电离方式和准分子离子峰。实验结果表明，大部分染料在离子源esi+电离方式下，可获得较高丰度的〖m + h〗+母离子。酸性红26、酸性紫49等含钠染料的母离子为〖(m－nna)+(n+1)h〗+，碱性红9、碱性紫1、碱性紫3等含氯染料的母离子为〖m－cl+h〗+，16种染料的二级质谱图见附图1（/fig/090704.pdf）。在确定各染料的母离子后，采用子离子扫描方式进行二级质谱分析，对子离子进行了优化选择，确定定量离子和辅助定性离子，通过优化毛细管电压、一级锥孔电压、二级锥孔电压、射频透镜电压、碰撞能量、质谱分辨率等质谱参数，使每种染料的准分子离子与特征碎片离子产生的离子对强度达到最大。
3.4 uplc/ms/ms与hplc/ms/ms的比较
本研究组曾建立了同时测定玩具中酸性红26等16种致癌和致敏染料的hplc/ms/ms方法，其完成一次样品分析的时间为27 min， 流动相消耗量为27 ml（流速为1.0 ml/min）。而本方法在9 min之内即完成了对16种染料的分析测定，分析时间为hplc/ms/ms方法的1/3，显著提高了样品分析通量，完成一次样品分析的溶剂消耗量仅为2.7 ml，为hplc/ms/ms方法的1/10，提高了分析速度，降低了分析成本，减少了废液产生。
3.5 线性范围和检出限
分别配制一系列标准工作溶液，在选定的色谱条件和质谱条件下进行测定，16种染料的线性方程、线性范围和相关系数见表2。以信噪比为10估算定量限（loq），16种染料的定量限为1.0~8.0 μg/kg。
表2 16种致癌和致敏染料的线性方程、线性范围和相关系数（n=3）（略）
table 2 linear equations，linear ranges and correlation coefficients of 16 carcinogenic and allergenous dyestuffs(n=3)
3.6 方法的回收率和精密度
分别称取经测定不含有16种染料的纺织品、皮革、纸张、木材、可接触液体、气球、造型黏土、贴纸等材质的玩具样品1.0 g，分别添加不同浓度标准溶液，每个添加浓度6个平行样，进行添加回收率和精密度实验，用超高效液相色谱-串联四极杆质谱进样测定。在低、中、高的3个添加水平范围内的平均回收率为81.3%～98.6%。16种染料中代表性物质的回收率和精密度结果见表3，全部结果见附表2（/table/090704.pdf）。在一日内不同时间点和不同日期（5 d内）测定的日内精密度均小于11%； 日间精密度均小于14%。
3.7 样品测定
应用本方法对布绒、皮革、纸制、木制、泥制等不同类型的玩具样品共25件进行了分析测定，均未检出含有致癌和致敏染料。
表3 玩具（纺织品、皮革、纸张）中16种致癌和致敏染料的部分添加回收率结果（n=6）（略）
table 3 results of recovery for 16 carcinogenic and allergenous dyestuffs in textile，leather and paper samples(n=6)
【参考文献】
1 department of supervision on inspection，general administration of quality supervision，inspection and quarantine of the people’s republic of china(国家质量监督检验检疫总局检验监管司).toy safety testing and regulation(玩具安全测试及法规).beijing(北京)：china standard press(中国标准出版社)，2007： 170
2 chen shi-neng(陈士能).encyclopedia of chinese chemical products(中国化工产品大全.中卷).beijing(北京)：chemical industry press(化学工业出版社)，1998： 859
3 he jin-xin(何瑾馨).the chemistry of dyes(染料化学).beijing(北京)：china textile & apparel press(中国纺织出版社)，2009： 11
4 safety of toys-part 9：organic chemical compounds-requirement. en 71-9-2005
5 ko-tex standard 1000，ko-tex international，ausgabe/edition 01/2009
6 commission decision of 15 may 2002 establishing the ecological criteria for the award of the community eco-label to textile products and amending decision 1999/178/ec(2002/371/ec)
纯碱在纺织业中的应用范文5
关键词：废旧棉纺织品；回收再利用；化学法；物理法；高附加值产品
中图分类号：TS102.9 文献标志码：A
The Recycling Way of Waste Cotton Textiles
Abstract： Various recycling methods of cotton textiles and cotton blended textiles from different sources were introduced in this article. Based on detailed analysis， the authors found that mechanical method is still a dominant way of recycling waste cotton textiles， and some new technologies for developing higher valueadded products with waste cotton textiles are also paid attention by the industry.
Key words： waste cotton textiles； recycle； chemical method； mechanical method； high value-added product
棉纤维是最重要的纺织原料之一，也是产量最高的天然纤维。据统计，2011/2012年度全球消费棉花共计2 424.3万t，其中我国的消耗量约占全球的40%。近年来，随着纺织工业的发展和人们生活水平的提高，加上纺织品的使用周期缩短，造成废旧纺织品的数量不断攀升。据估计，2012年我国废旧纺织品的存量已达2 300 t。它们大部分被焚烧和掩埋，造成环境污染和资源的极大浪费，这其中，纯棉及含棉纺织品占了很大一部分。与此同时，由于世界人口不断增长，一些国家开始减少棉花种植面积而用以种植粮食，为棉纤维的产量稳定带来一定的隐患。因此，对废旧纺织品特别是废旧棉纺织品的再利用势在必行。可喜的是，我国已在《“十二五”纺织工业科技进步的重点任务》和《纺织工业“十二五”发展规划》中明确指出加大对废旧纺织品回收再利用的政策引导和资金投入。本文从废旧棉纺织品的来源入手，根据不同的来源将其分类，按类综述了回收再利用的方法，以为从事此项研究的工作者们提供一些参考。
1 废旧棉纺织品的来源
废旧棉纺织品主要来源于 3 个方面：一是来自生产企业，企业在纺纱、织造和成品生产及加工等各生产工序中产生的棉短纤、废纱、废布和落棉等；二是来自日常生活中的废弃纯棉织物，如服装、床上用品、毛巾和地毯等；三是来自混纺织物中的棉纤维。
2 废旧棉纺织品的回收再利用
2.1 废旧棉纺织品的分类
针对废旧棉纺织品来源的不同，对其回收再利用的方法和用途也有所不同。回收的纺织品首先必须进行分拣，主要包括 3 个步骤。
①首先要评估可再利用性，主要是看其是否有再加工价值。对于不能再循环利用的废旧纺织品，可通过焚烧转化为热量；对使用过禁用偶氮染料和被有毒有害物质污染的纺织废料要直接剔除。
②对废旧棉纺织品进行分类。按照加工特性，纺织厂将纤维除杂、混合、梳理工序中产生的车肚花、盖板花、落棉等称为软质废料，可直接使用。若纤维已经形成纱线或织物，称为硬质废料，不可以直接使用，必须将其开松梳理成单纤维状态。
③对混纺织物根据其用途决定是否对其进行纤维成分分离。
2.2 软质材料的回收再利用
软质材料主要是纺织加工过程中产生的废料。此类废料仍然以棉纤维的形式存在，因此其回收再利用过程较为方便和简单。再利用时首先将其收集、分类、净化、干燥，采用转杯纺、摩擦纺或平行纺等方法纺成纱线，用于织物的生产，产品主要有牛仔布、粗纺面料、帆布、装饰布等。此类产品一般可以和原生纤维制成的产品相媲美，有很高的再利用价值。也可将其与其它纤维混纺，通过纺纱工艺加工成混纺织物，用于制作家居面料、工业用织物及各种毛毯、面料等 。另外，对于一些质量较差的软质材料可经过适当处理用作絮填料（如汽车隔热、隔音层等材料）。特别是用在聚酯泡沫塑料垫内，可大大增强其强度，延长使用寿命。
2.3 硬质材料的回收再利用
2.3.1 纯棉织物的回收再利用
（1）传统回收再利用方法
对于纯棉织物，传统的回收再利用方法主要是物理机械回收，此种方法类似于上述对软质材料的再利用方法。不同的是，首先要通过切割机将织物切割为适当的碎片，再经泺口机进行纤维加工。再加工纤维成棉后，要进入纺纱车间进行生产工艺加工。近年来随着新型纺纱技术的出现和不断完善，使采用回收纤维进行纺纱变成了现实。
在机械处理过程中，为了减少对棉纤维的损伤和飞花的产生，会根据不同的情况给湿，以保持所要处理的废旧棉纺织品处于柔软状态。机械处理技术中的关键是切割和开松技术，在20世纪90年代我国已设计出多功能可用于废旧棉纺织品回收的切割开松设备。根据不同原料的开松要求选择锡林组的数量，经渐进式物理作用而达到开松的目的。
废旧棉织物经切割、开松后得到的纤维分为可纺纤维和不可纺纤维两种，对于可纺纤维，可以利用摩擦纺、转杯纺和平行纺等纺纱技术进行纺纱。摩擦纱的紧度较小，表面丰满蓬松，弹性好，手感稍粗硬；转杯纺对纤维长度和纤度要求不高，正适合于废旧纺织品的加工，此外，转杯纱还适用于灯芯绒、劳动布、卡其和装饰用布等；平行纺适合加工废旧短纤维，所得包缠纱结构膨松，手感丰满，强力高，伸长率小，吸湿性好，可用于装饰材料、工业用织物及各种毛毯、服装衬里等。
对于经前处理工艺得到的不可纺纤维，可对其进行定向或随机排列后，再采用机械或化学方法进行加固、后整理等制成非织造产品。由于生产工艺流程短、成本低且对原材料的适应性好，因而再加工纤维非织造布是纺织废料回收再利用应用最广泛的领域。英国已出现利用回收的废旧布料织成的毯子种植各类花草，可绿化、美化城市。因棉花天生就是良好的绝缘体，美国一些公司已成功利用棉纤维作为隔音阻热材料，应用于家用装饰用品、土工布、过滤产品或汽车用过滤纸等中。
（2）化学回收再利用
棉纤维中纤维素含量占90% ～ 95%，化学法便是针对棉纤维富含纤维素这一特点而应用的一种再利用方法。
利用废旧纺织品造纸，首先要将织物打碎并制浆，通过打浆、施胶、加填等获得交织均匀的薄片，再经压榨、干燥、压光等形成纸或纸板。美国克兰造纸公司最先开辟了用废旧纯棉衣物生产优质造币用纸的新技术；姜明等用回收的废弃棉织物制得的纸张也可用来造币，其纸张厚度、抗张强度、耐折度和撕裂度均可达到国家标准。
纤维素是制造再生纤维的主要原材料。以废旧棉为原料，经制浆、碱化、黄化等工序，再溶于稀碱液中制成粘胶，经湿法纺丝而制成的普通粘胶纤维对酸碱较敏感，且湿强很差；而用高粘度、高酯化度的低碱粘胶，在低酸、低盐纺丝浴中纺成的高湿模量粘胶纤维就有良好的耐碱性和尺寸稳定性，其湿强也比普通粘胶高很多。采用NMMO有机溶剂溶解和干湿法纺丝工艺制成的Lyocell纤维对环境无污染，具有良好的亲水性、吸湿性和悬垂性等。将废旧纤维素溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液内，生成的水合纤维素经后加工得到的铜氨纤维由于纤维细软、光泽适宜常用于高档丝织或针织物。
另一种化学回收方法是对纤维素大分子或纤维表面进行改性，接枝新元素，使纤维素分子结构发生变化，从而形成一种纤维素衍生物材料。具有代表性的是用于食品和化妆品领域的水溶性羧甲基纤维素（CMC）。国外研制成功并已普及应用的“溶媒-淤浆法”工艺，便是采用废旧棉生产出的新型改性CMC，可应用于更为广阔的工业生产领域和复杂的使用环境，满足更高的工艺要求。此外，有文献报道了一种新型羧甲基纤维素纳的制备方法，此法在解决废旧资源回收利用的同时，也开辟了生产羧甲基纤维素纳的新途径。
（3）其他方法
在材料领域，性能优异的碳纤维材料一直备受追捧。2008年，Seiichi Inoue等人首次利用水热法处理微晶纤维素得到木炭，并通过分析表明，水热处理时纤维素发生脱氢、脱氧反应，水热条件促进了纤维素炭化。随后，M. Sevilla等人也通过水热法利用微晶纤维素制备出直径为 2 ～ 10 μm的球形碳材料，并详细分析了纤维素的炭化机理。
同样，国内也出现过类似的报道。太原理工大学的高晓月等人利用水热法将棉浆粕炭化制备碳纤维材料，并讨论了反应条件对产物表观形貌的影响。最近，戴晋明等人直接以废旧棉织物为原料，将棉织物做洗涤、粉碎等预处理后投入高压反应釜内，在一定条件下制备出了碳材料，分析表明得到的碳材料具有良好的形貌结构，其表面不但继承了纤维素大量的官能团，还形成了许多如羧基、羰基等新官能团，大大提高了碳材料的活性。研究者也尝试了别的方法来炭化棉纤维，如将废弃棉纺织品放入氮气气氛下的管式马佛炉中，在高温下使棉纤维炭化为良好的活性炭，高国龙等研究了采用磷酸活化法制备废棉布活性炭的工艺条件。制备的废旧棉布活性炭性能优于商品活性炭。利用这些方法回收再利用棉织物，得到产物的附加值较其他方法要高，且不会出现纺纱中的粉尘污染，以及粘胶纤维和造纸过程的环境污染，开辟了棉纤维化学再利用的新途径，值得更多的研究者深入探讨。
2.3.2 棉纤维与其他纤维混纺织物的回收再利用
（1）混纺织物纤维分离的回收再利用方法
纺织品多由成分不同、性能各异的纱线混纺而成，大多要将纱线分离后才能回收利用。由于纺织品纤维成分和混纺比例多种多样，因此针对所有类型的纺织品进行研究显然是不现实的。为此，研究者将目光集中到了最常见的涤纶/棉混纺织物上。
众所周知，单一聚酯的回收已比较成熟，而涤纶/棉混纺织物的回收仍处于研究阶段，总的来说其方法可归纳为物理法和化学法两种。物理法是利用特制的溶剂将棉纤维或涤纶溶解掉，从而将未溶解的部分滤出，进而分别利用。荣真等使用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）将涤纶/棉混纺织物中的棉纤维溶解，并得到聚酯。此法有效地分离了涤纶与棉纤维，被溶解的棉纤维则变成固态纤维素，用于造纸或与热塑性材料混合后，制成各种型材和板材等。化学法是将织物中涤纶或棉纤维降解为低聚体或单体，而另一种纤维不发生化学变化的方法。如NaOH可将涤纶/棉混纺织物中的聚酯解聚为对苯二甲酸和乙二醇，而在此条件下棉纤维不发生化学变化并被滤出，漂白后的棉纤维可用热NMMO水溶液溶解，纺丝制成Lyocell纤维。用乙二醇醇解聚酯而保持棉纤维不发生黄变等变化，滤出的棉纤维性能不但和原生纤维相仿，且醇解所得产物对苯二甲酸乙二酯更利于聚酯的重新聚合。
（2）混纺织物纤维未分离的回收再利用方法
不难看出，将涤纶/棉混纺织物分离再利用，所得产品的附加值较高，但其成本也较高，工艺复杂，且溶剂或解聚剂使用还会带来新的环境问题。因此，不将涤纶/棉混纺织物分离利用也在吸引着研究者的兴趣。首先，上述棉织物的传统回收再利用方法完全适用于混纺织物，打碎后重新纺纱或加工非织造布。2010年，浙江富源再生资源有限公司和总后勤装备研究所合作，将混纺成分稳定、色泽相同的废旧军服经过消毒、破碎、开棉以及纺丝等工序，变身为再生纤维材料，用于制造箱包、服装和毛毯等产品，很好地解决了废旧军服的存放问题。
此外，纤维本来就是一种很好的增强材料。对于混纺织物，可以充分利用各纤维的特性，将其作为增强体分散在聚合物基质中，从而改善聚合物的热塑性、保形性、强拉伸和弯曲性能，制成类似于聚合物共混体的补强性复合材料。而沈巨磊等人使用共混塑炼法制备以废弃聚丙烯颗粒为基体材料，废弃涤纶/棉、棉/麻混合纤维为增强材料的复合板材，获得板材具有较好的抗冲击和拉伸强度。最近，曾广胜等以NH4HCO为发泡剂，废纤维素纤维为增强体，PVA为基质，辅以其它助剂，利用挤出发泡法制备出的复合发泡材料，可进行生物降解。
3 结语
废旧纺织品的回收再利用不仅可以缓解纺织行业资源短缺的现状，而且可以减少对环境造成污染，具有巨大的经济效益和社会效益，符合我国国情，将是我国纺织行业发展循环经济的重要领域。通过以上分析可以发现：
（1）利用传统物理法将棉纺织品重新加工成短纤、纱线和织物以及非织造布等依然是当前主要的再利用方法，但这种方法对废旧棉织物的力学性能往往有一定要求，且得到的产物多以低端纺织品为主；
（2）利用废旧棉织物造纸或制造粘胶纤维的技术出现了一些革新和发展；
（3）利用废旧棉纤维制备碳纤维材料的新方法开始出现，此法对棉织物的力学性能无要求且产物的附加值较高，具有广阔开发和应用前景。
此外，利用棉纤维与其他纤维混纺的织物做增强材料的研究也值得参考与推广。同时不能回避的是：虽然人们对废旧纺织品回收再利用的意识逐渐提高，政府的重视程度也逐渐加强，但相对我国庞大的人口数量和废弃纺织品数量，我国废旧纺织品的回收再利用依然出于起步阶段，因此需要更多的研究者和企业共同推进此项工作。
参考文献
[1] 徐寰.我国纺织行业再生资源综合利用现状与分析[J].纺织导报，2012，30（5）：28-30.
[2] 顾明明，唐世君.我国废旧纺织品综合利用现状及发展方向[J].再生资源与循环济，2012，5（1）：27-29.
[3] 姚穆.中国纺织工业持续发展面临的机遇与挑战[J].中国纤检，2011（7）：43-45.
[4] 史晟，戴晋明，牛梅，等.废旧纺织品的再利用[J] .纺织学报，2011（11）：147-152.
[5] 严涛海，李金水.废旧纺织品回收利用的探讨[J].山东纺织科技，2012（2）：43-45.
[6] 张卓.国内外纺织品回收业的现状[J].环保，2001（2）：37-39.[7] 姚培建.纺织废料的回收与利用[J].纺织装饰科技，2008，22（2）：29-30.
[8] 韩丽，高雁，李静，等.废弃纺织纤维的再加工与再加工纤维的质量安全控制[J].中国纤检，2010（1）：74-77.
[9] Gulich B.机械工业在纺织品回收利用领域的作用[J].汪玲玲译.国际纺织导报，2004，32（2）：67-69.
[10] 严方平，徐勤，于素英，等.纺织废料再加工利用综述[J].中国纤检，2008（11）：26-57.
[11] 王来力，吴雄英，丁雪梅.废旧纺织品的回收再利用探讨[J].纺织导报，2009（4）：26-28.
[12] 赵连英.新型纺纱技术的发展与产品开发论述[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，2009（1）：7-14.[13] 赵永霞，董奎勇.国内外非织造布技术与市场（二）[J].纺织导报，2007（11）：87-94.
[14] Hoon Joo Lee，Nancy Cassill.Analysis of world nonwovens market[J].Journal of Textile and Apparel，Technology and management，2006，5（3）：1-19.
[15] Cai Qianhua.Modifications of cellulose and their applications to pulp and paper[J].World Pulp and Paper，2007，26，（4）：18-22.
[16] 姜明，龙柱，林杰.打浆对废弃棉织物用于制浆造纸的影响[J].中国造纸学报，2012（增刊）：184-188.
[17] 赵永霞. 再生纤维素纤维的发展和对策[J].纺织导报，2008（11）：37-52.[18] 朱杨志.以废弃棉织物制备羧甲基纤维素钠工艺初探[J].科技传播，2012（10）：187-188.
[19] Seiichi Inoue，Seiji Uno，Tomoaki Minowa.Carbonization of cellulose using the hydrothermal method[J].Journal of Chemical Engineering of Japan，2008，41（3）：210-215.
[20] M Sevilla，A B Fuertes.The production of carbon materials by hydrothermal carbonization of cellulose[J].CAARBON，2009（47）：2281-2289 .
[21] 高晓月，王美蓉，王淑花，等.纤维素制备碳材料的工艺与机理研究[J].化工新型材料，2012，40（8）：119-122.
[22] 戴晋明，史晟，高立斌，等.一种用废旧棉纤维制备碳微球的方法[P].中国：CN102583304A，2012-07-18.
[23] 高国龙，李登新，孙丽娜.废棉布制备活性炭影响因素与机理研究[J].环境工程学报，2012，6（2）：637-640.
[24] 荣真，陈昀，唐世军.离子液体溶解法分离废弃涤棉混纺织物[J].纺织学报，2012，33（8）：24-29.
[25] 罗艳辉，蒲宗耀，黄玉华.废旧纺织品回收再利用的现状及其发展趋势[J].纺织科技进展，2010（3）：9-12.
[26] BAJWA SG，BAJWA D S，HOLT G，et al.Properties of thermoplastic composites with cotton and guayule biomass residues as fiber fillers[J].Industrial Crops and Products，2011，33（3）：747-755.
[27] YACHMENEV V G，PARIKH D V，CALAMARI J.Thermal insulation properties of biodegradable，cellulosic-based nonwoven composites for automotive application[J].Journal of Industrial Textiles，2002，31（4）：283-296.
[28] FINKLER M，NUNES R C R，ZATTERA A J，et al.Incorporation of waste textile fabric in high density polyethylene matrix[J].Progress in Rubber Plastics Recycling Technology，2006，22（2）：115-126.
[29] 张丽，刘梁森，邱冠雄.废弃纺织材料回收利用的研究进展[J].纺织学报，2013，34（4）：153-160.
纯碱在纺织业中的应用范文6
科技创新的内生动力引擎作用和人才教育杠杆支撑作用
（一）明确科技创新对行业发展的内生动力引擎作用。
“十一五”期间，在国家科技支撑计划的支持下，纺织纤维原料、印染节能减排、功能性纺织材料及新型纺纱技术等科技创新领域内的显著突破，充分发挥了对促进产业结构高度化、突破原料瓶颈、实现可持续发展等方面的内生动力引擎作用。
1.高性能纤维产业化技术取得突破，满足了航空航天、国防、环保、电子等领域的需要。高强高模聚乙烯纤维及其制品的产业化技术取得重大突破，建立了从纤维制备到军警用防弹防护装备生产的完整产业化体系。产品在防弹装备、航空航天、船舶及民用防护等领域得到了广泛应用。突破了T300碳纤维国产化关键技术与装备，实现规模化生产，为T700、T800等高性能碳纤维的研发提供了技术支撑。攻克了芳纶1313产业化技术难题，形成完整的间位芳纶工艺技术。产品广泛应用于高温烟尘过滤、耐热工装、消防服、特种军服、阻燃纺织品、电气绝缘、结构材料等领域。聚苯硫醚树脂、纤维产业化成套技术开发与应用，突破了纤维级聚苯硫醚树脂生产技术，开发了聚苯硫醚长丝和短纤维工业化集成技术，实现了PPS树脂和纤维成套工程化技术的完全国产化。
2.新型非棉纤维素纤维及功能性纤维材料开发获得进展，扩大了原料资源，提高了纤维功能化水平。突破了黄麻、竹、聚乳酸、甲壳素纤维及其纺织印染关键技术，首创了黄麻纤维生物—化学—物理可控精细化技术、协同脱色、结构软化及纺织印染加工技术；突破竹浆粕制备、纺丝技术及纺织印染关键技术，扩大易降解、可再生纺织原料资源的利用。针对国内聚酯纤维产业高性能差别化纤维少、产品功能单一、单位能耗大等突出问题，以提高聚酯的功能性、差别化和提质降耗为目标，开发了一些典型的高性能聚酯纤维制备关键技术。在线可控功能性聚酯纤维制备成套技术解决了直纺聚酯装置产品小批量、多品种的差别化问题，开发出光泽可控、抗紫外和有色等纤维品种；超柔软易染聚酯纤维制备及应用技术突破了新型共聚酯纤维织物的常压阳离子染料染色整理和深染关键技术，产品具有常压可染、色泽鲜艳、手感柔软、价格低等优点，实现阳离子染料可染纤维的升级换代；高舒适聚酯纤维制备及应用技术制备出吸湿速干、抗静电、抗起球等不同组合的多功能聚酯纤维面料。
3.一批印染节能减排技术取得突破，对纺织印染行业从源头上实施清洁生产起到了很好的示范作用。涂料印染新技术，自主开发了纤维变性技术、涂料染色工艺、助剂及设备，实现了染色、预烘、烘干一次性连续生产，节水30%以上、节能20%～30%。自主开发了丝绸及含丝多元纤维交织或混纺轻薄型织物全涂料印花的助剂体系以及直接印花和拔染印花工艺技术，使色牢度、手感柔软性、色泽鲜艳度、颜色均匀性等重要指标接近或达到染料印花水平，同时比传统印花节水30%以上、节能35%以上。棉冷轧堆染色技术，比常规染色加工节约用水15%，节约用电15%，节约蒸汽20%以上，节约染化料达22%。同时，一次染色成功率达96%以上，其产品左中右、头尾色差已经达5级。替代PVA的新型改性淀粉浆料生产与应用技术，研发了新型环保型接枝淀粉浆料及配套的工艺设备。新型淀粉改性浆料生产基本无污染物产生，浆料生产成本降低10%，节能15%。退浆精练用复合酶制备及其应用工艺技术，开发了高效低温复合生物酶催化退浆精练、双氧水受控分解技术和助剂，解决了印染行业生物酶前处理存在的PVA、棉籽壳去除不净，传统前处理废水污染严重的瓶颈问题。该成果节能减排效果显著，在生产过程中不使用高浓度强碱作为精练剂，退浆率≥90%，烧碱用量比传统碱煮工艺降低90%，COD值降低30%，节水25%以上，综合节能32%。棉型织物低温漂白关键技术，创新了仿酶催化剂配体合成方法，降低了催化剂成本，攻克了耐双氧水碱性果胶酶、角质酶的量产关键技术，突破了双氧水活化剂的规模化制备关键技术，开发了系列生物酶退浆精练、双氧水低温漂白前处理技术，将退浆精练温度从常规的100℃降低至40℃～80℃，漂白温度从常规的98℃降低至80℃，可实现节能35%以上、节水10%、减少废水排放10%以上。
4.超高支、轻薄高档纺织面料加工技术取得进展，提升了天然纤维面料加工技术水平，大大提高了产品档次和附加值，满足了高端纺织品的市场需求。超高支纯棉面料加工关键技术的研究成功，把我国的纺纱技术推向了一个新的高度，纯棉1.9tex纱代表了当今世界上纺纱技术的最高水平，解决了生产中纱线断头多等诸多技术难题，纺纱效率由30%提高到80%以上，纱线满足了生产高档织物的要求。高档超高支苎麻面料生产技术，通过对苎麻高效脱胶、紧密纺细纱技术及装备改造等一系列技术的研究，开发出了136Nm～400Nm系列精细化苎麻纱线和80Nm～160Nm苎麻/棉混纺针织用光洁纱，降低了纱线毛羽，改善了成纱质量和服用性能，开发出高支轻薄面料。
5.嵌入式复合纺纱关键技术取得突破，提高了纺纱技术水平和产品附加值，拓展了纺织原料的种类，实现了资源的优化利用。嵌入式复合纺纱是我国唯一拥有自主知识产权的新型纺纱技术，毛纺、棉纺、麻纺可分别实现200Nm/2～300Nm/2、300Ne/2～500Ne/2、100Nm/2～200Nm/2纱线的稳定生产，成纱毛羽降低30%，条干提高10%以上。该技术突破了现有环锭纺纱技术纺高支纱的极限，实现了优质纤维超高支纺纱、低等级纤维原料及下脚料（落毛、落棉）纺高支纱，实现了资源的优化利用；该技术突破了原有环锭纺纱技术对纤维长度、细度等性能要求，将一些原来不能在纺纱领域使用的纤维原料（如羽绒纤维）实现了纺纱应用，拓展了纺织原料的种类。
（二）明确创新型人才教育对产业结构调整的杠杆支撑作用。
新增长理论强调知识和科技人力资本是“增长的发动机”，作为生产投入要素的知识和科技人力资源具有“外溢效应”，即对人力资本进行知识投资可以为行业储备财富，激发产业新的发展活力与价值实现。提高全行业的技术创新水平和劳动生产率。
通过有效的激励机制，纺织工业对人才资源的孵化已经初见成效。不同层次的科技创新型人才，将是未来纺织工业转型提升的“第一资源”。在发达国家逐步向以制造业为代表的实体经济回归，东南亚国家将纺织工业作为主导产业的竞争态势下，他们更将成为转型提升的“稀缺资源”。未来，作为纺织工业科技创新的推动者，又是科技创新的唯一载体，科技创新型人才对产业结构调整、跨产业资源融合的杠杆与支撑效应将不断显现。
从科技创新型人才的内涵来看，可以分为三类：基础科学类、应用基础类和应用类。对于现阶段的产业发展需求而言，这三类科技创新型人才缺一不可。他们将成为产业结构由劳动密集型向技术密集型、知识密集型、资本密集型转化的中坚力量，针对这三种类型人才的职业教育体系，将有力地支撑创新人才优势转变为技术优势，最终促成由智慧力向生产力的转变。
科学定位未来工作重点
（一）“十二五”期间及未来科技创新的四项重点工作。
1.大力推进纤维原料开发，首先是量大面广的弥补天然纤维资源不足的超仿化纤开发，其次是高性能、差别化、功能化纤维和新型生物质原料的开发。
2.生态化染整新技术、生态纺织化学品、染整加工污染控制与资源化利用、纺织品特殊功能性整理技术，节能环保的纺织、染整加工技术。
3.产业用纺织品的关键技术，重点突破过滤材料、医用纺织品、土工与建筑用材料、交通工具用纺织品、安全防护、纺织复合材料等产业用纺织品制造技术。
4.提升纺织品品质和附加值的加工技术、新型纺织机械和信息化技术。
（二）从三个细分方向定位下一步的科技突破。
1.基础研究是向未来投入的科学资本，有利于形成新知识的前瞻性储备。因此，要扎实纺织科学原创性基础研究，提升科技创新本身的可持续发展能力。
2.绿色技术的应用是突破现有资源瓶颈，摆脱纺织工业路径依赖，实现可持续发展的关键所在。因此，要加快超仿真、功能性、差别化纤维、生物质纤维、高性能纤维的产业化研发，重点发展可再生、可降解生物质纤维加工技术，节能减排印染新技术，废水深度处理及资源回用技术等节能环保技术。
