印染前处理助剂开发关键技术.ppt

“闰土”杯中国织纺工程学会纺织印染助剂第四届年会专题报告 当前印染前处理 助剂开发的几项关键技术 常州纺织服装职业技术学院 高介平 2010年8月26日28日于宁波 Tel一、新经济环境下对前处理助剂的要求 1、低碳经济背景提出的新要求 低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的新 经济增长模式 ，印染行业当前唯有通过技术进步，开 发出节能减排的无低费可实施技术方案，并真正落实到 生产及工艺中去，才能尽快融入新经济模式。 2、印染企业成本控制的要求 印染企业谋求生存和发展的根本是成本控 制，因各同类生产企业生产技术的同质化迅速， 使得只有控制好原材料采供成本、各生产环节用 料及水电汽成本、维护环保达标底线的生存成本 ，才能在我国实体经济和虚拟经济并进的新经济 环境下获得良性的发展，其中水电汽的价格近几 年在逐渐上升，成为近几年印染企业成本控制关 注的重要问题。 总之：能节水节电节气的、对印 染企业技术实施属于无低费方案（当 前企业成本控制要求）、能满足快速 碳循环且低生物毒性（当前环保要求 ）进而低碳（全人类生态要求）的产 品，是印染前处理助剂发展的主流技 术方向。 二、当前印染前处理助剂开发的几项关键技术 1 1、关于表面活性剂、关于表面活性剂 1-1 前处理助剂用表面活性剂选择 前处理助剂用表面活性剂是具有润湿和渗透、乳化、 分散和洗涤功能的阴离子和非离子表面活性剂通过复配增 效技术得到，当前研究文章和公开专利报道主要选用脂肪 酸盐、脂肪醇聚氧乙烯类、司盘类、吐温类、脂肪酸聚氧 乙烯类、脂肪胺聚氧乙烯类、脂肪酰胺聚氧乙烯类、脂肪 醇聚氧乙烯乙酸类（AEC）、烷基糖苷（APG）、松香及 衍生物类、活性膨润土、双生子类（Gemini) 、烷醇基葡 糖酰胺等。 1 12 2 前处理助剂用表面活性剂须突破的关键技术前处理助剂用表面活性剂须突破的关键技术 对于象脂肪醇聚氧乙烯类、司盘类、吐温类、脂肪酸聚氧乙 烯类、脂肪胺聚氧乙烯类、脂肪酰胺聚氧乙烯类等表面活性剂我 们已经有了其功能性的基础数据（如HLB值等），但对脂肪醇聚 氧乙烯乙酸类（AEC）、烷基糖苷（APG）、松香及衍生物类其 功能性的基础数据比较欠缺，由于结构和功能之间的关系没有建 立系统的数据，给复配时选择带来困难，生产厂家给出的说明往 往是什么性能都具备，但事实上并非如此，近几年我们研究工作 小组对AE3C-8和AE9C-13研究发现： AE3C-8有较好的润湿渗透性 ； 而AE9C-13有较好的乳化分散性，又如烷基糖苷（APG）类作 为表面活性剂的性能并不十分理想，但添加入配方3以上，可大 幅提高前处理助剂的耐碱性， 而松香醇（胺）聚氧乙烯醚类有优于烷基酚聚氧乙烯 醚的乳化分散性，这可能是松香衍生物分子结构中的 萜烯三个六元环存在而造就了这一现象，自从因 APEO、NPEO在印染助剂中受到限制使用后，高效 低成本的乳化分散剂始终困扰着我们，而松香及其衍 生物是价格相对低廉的化工原料，且松香是一类不依 赖石油的、可生物降解、符合碳循环规则的产品，活 性膨润土吸水膨胀后对有机物及表面活性剂的吸附能 力较强、对金属离子的交换能力和对杂质的分散力也 很强，所以早就被朗盛（原拜尔）看成无COD的（ 无碳）、性能优异的表面活性剂用于复配TANNEX GEO前处理剂。 2、辅助剂中的关键技术 随着对退煮漂合一等短流程工艺技术及 低温节能练漂技术的深入研究，在前处理助 剂中常添加辅助剂以提高前处理助剂的应用 性能，常添加的辅助剂有氧漂稳定剂、金属 萃取封闭剂、以降低棉类制品中棉蜡熔点的 有机增溶溶剂、以加快棉类制品中色素释放 的纤维膨化剂、污垢释出剂、抗油污再沉积 剂、低温氧漂活化剂、低温氧漂催化剂等， 近几年围绕低温氧漂活化剂四乙酰乙二胺 (TAED) 、壬酰基苯磺酸（NOBS）等在印染 前处理助剂中的应用问题，已有很多文献进 行了系统的研究并形成了一些专利产品，低 温氧漂活化剂虽然从节能的角度降低了漂白 温度，但由于该类化学品市场价格较高，添 加量较大，必须与双氧水满足1：2的化学计 量关系，使得在实际应用的综合成本控制上 与现有低价的高温漂白助剂相比没有显示很 多优势，给市场接受度造成一定困难，而低 温氧漂催化剂的添加量在ppm级就能产生明 显的效果，所以这里重点总结一下低温氧漂 催化技术的发展现状。 2-1 2-1 大环四酰胺类中的大环四酰胺类中的TAMLTAMLTM TM TAMLTM 最初是由卡内基梅（CarnegieMellon ）大学的科林斯（Collins）教授发现并合成的低温 氧漂催化剂，获得1999年美国总统绿色化学挑战奖 中的学术奖，其结构如下： 研究发现该类复合物添加量在ppm级时，在低温（50）时 能选择性催化双氧水对木质素、色素的高效分解，而对纤维 素的损伤较小，并且用于家庭洗涤时，能有效抑制浮色染料 的迁移，对与纤维内部的染料没有损害。 2 2- -2 2 三氮杂环壬烷衍生物类金属络合物三氮杂环壬烷衍生物类金属络合物 三氮杂环壬烷衍生物类金属络合物的典型代表物Mn- TMTACN,其结构为： 该类化合物添加量在ppm级，在30就有较好的催化双氧水漂 白能力，对木质素和脱落色素有选择性作用，并且可抑制染料 迁移，最早由联合利华推向市场，但后来发现对纤维和染料有 较大损伤，目前如何通过对分子的进一步修饰，改善功能在进 一步研究中。 2-3 三元胺衍生物锰（铁）配位化合物 三元胺衍生物锰（铁）配位化合物的标志性化合物，是近年 由汽巴精化推出的商品Tinocat TRS，其结构为： 研究发现该类化合物添加量在ppm级时，在低温（30 40 ）时能选择性催化双氧水对木质素、色素的高效分 解，而对纤维素的损伤较小，并且用于家庭洗涤时，能有 效抑制浮色染料的迁移，对与纤维内部的染料没有损害。 2 2- -4 4 三联吡啶类金属配位化合物三联吡啶类金属配位化合物 这是一种可以实施低温催化分子氧漂白的催化剂三联吡 啶类金属配位化合物是目前包括保洁、联合利华、汽巴精 化、日本花王等研究的焦点技术，其分子结构为： 研究发现该类化合物添加量在ppm 级时，在低温（3040 ）时能催 化双氧水或氧气对色素的高效分解，而 对纤维素的损伤较小，并且用于家庭洗 涤时，能有效抑制浮色染料的迁移，对 与纤维内部的染料没有损害。 就目前而言，以上提到的催化剂均 属定制化学品，都还没有大规模生产， 所以，即使以ppm数量级添加到前处理 助剂中，其成本价格也是广大印染企业 所不能接受的，近来我们研究小组在对 上述仿酶催化剂进行化学合成工艺及应 用性能研究的基础上，通过量子化学数 据的键能估算和络合物电化学性能测试 ，发现了一些廉价的有机物作为辅酶， 进一步降低了上述催化剂的用量，使新 型低温前处理助剂的成本与目前常规产 品逼近。 3、近期一些试验成果 31 新型氨纶除油精练剂 由AEC表面活性剂类、松香胺聚 氧乙烯醚、高沸点低挥发环保溶 剂等复合配制得到一种高效的新 型氨纶除油精练剂。 32 棉针织物低温练漂剂 在上述除油精练剂中添加低温氧 漂催化剂和辅酶，可得到一种棉 针织物低温练漂剂，与目前各工 厂流行使用的197精练酶做对比 试验，初步测试结果如下： 试样号12 197精练酶3g/L 低温练漂剂1.5g/L 片碱1.5g/L 温度（ ） 9865758595 时间（min ） 6090756030 H2O2(30%)10g/L 浴比1：15 试样号12 棉籽壳无无 亨特白度82.882.5 毛效（