隨著生活水平的提高，消費(fèi)者不僅要求衣著的美麗，也越來越關(guān)注服裝產(chǎn)品本身及其加工過程的生態(tài)環(huán)保性。作為紡織工業(yè)的重要組成部分，印染加工是美化人類生活的重要手段，但印染行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)的同時(shí)，也要為天更藍(lán)、水更清、空氣更清新承擔(dān)起更多的責(zé)任。近年來，由于環(huán)保不達(dá)標(biāo)，印染企業(yè)不斷出現(xiàn)關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)事件。印染行業(yè)的環(huán)保問題有不少需要行業(yè)自身來解決，但是有些問題可以而且必須從源頭(供給側(cè))才能更徹底地解決。本文重點(diǎn)探討印染上游行業(yè)中的最大品種 —— 聚酯的合成及聚酯纖維的成型加工中困擾行業(yè)發(fā)展的環(huán)保問題。

印染廢水中的銻

重金屬銻的化合物對(duì)人體健康有害，屬可疑致癌物，尤其傷害肝臟。研究者曾對(duì)紹興市86家典型印染企業(yè)廢水中重金屬銻排放現(xiàn)狀及排放源進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)總銻超標(biāo)率超過25%。那么印染廢水中的銻能去除嗎?有人通過試驗(yàn)，在廢水中添加硫酸鐵發(fā)生絮凝、吸附，使銻轉(zhuǎn)移到污泥中，而后進(jìn)行焚燒。銻雖然從印染廢水中轉(zhuǎn)移出來，廢水排放合格了，但是最終的污泥焚燒又使得銻轉(zhuǎn)移并進(jìn)入大氣中，其中一部分可能會(huì)被吸入人體，依然不能避免對(duì)人體的危害。

銻元素化學(xué)式及自然界中的銻

客觀地說，印染廢水中的銻與印染廠關(guān)聯(lián)不大，銻元素主要來自于坯布中的滌綸。我國滌綸的產(chǎn)量暫以4000萬t/a計(jì)，滌綸原料聚酯的合成過程中使用的催化劑約95%以上是醋酸銻或乙二醇銻等化合物，按照各元素的原子量計(jì)算銻元素在這些催化劑中占有的比例大約是40%。每生產(chǎn)1t聚酯需萬分之三(質(zhì)量比)的催化劑，也就是說年產(chǎn)4000萬t滌綸，其中含有銻元素的催化劑質(zhì)量為4800 t。滌綸織物或滌綸混紡織物大都需要在印染前進(jìn)行堿退漿，有些還需要進(jìn)行專門的堿減量處理。假設(shè)有50%的滌綸織物要經(jīng)過堿減量處理，加之退漿過程的減量率平均在15%左右，而上述處理過程會(huì)將滌綸中的銻元素帶入廢液，也就是說每年至少會(huì)有360 t的銻元素進(jìn)入印染廢水。

減少或根除印染廢水中的銻元素需要從幾個(gè)方面入手：(1)使用其他催化劑替代銻類催化劑;(2)純滌綸盡可能不上漿;(3)直接使用細(xì)旦或微細(xì)旦滌綸，免去印染過程的堿減量處理工藝。雖然銻類催化劑是聚酯合成過程應(yīng)用時(shí)間最久、研究和使用最成熟的催化劑，但它的毒性也早已被人們認(rèn)知，歐盟已就部分產(chǎn)品制定了相關(guān)限制法規(guī)。武榮瑞在《成纖聚合物的合成與改性》一書中有專門的章節(jié)，介紹了聚酯合成時(shí)可使用的縮聚催化劑有5類，包括銻、鈦、錫、鍺及稀土類化合物。

實(shí)際上武榮瑞等早在1980年始就已經(jīng)在系統(tǒng)地研究鈦系催化劑在聚酯合成中的理論問題及在生產(chǎn)中的應(yīng)用，在當(dāng)時(shí)我國只有小化纖的時(shí)代，先后在江蘇省的鎮(zhèn)江鈦白粉廠、蘇州化纖廠、江南絲廠、揚(yáng)州合成化工廠以及北京化工五廠、北京國棉一廠的0.5～2m3小聚合釜應(yīng)用了2年以上，直至后來在天津石化滌綸廠由帝人公司引進(jìn)的6m3間歇式聚酯合成裝置上獲得了應(yīng)用。此后，儀征化纖研究院、上海石化公司研究院、三房巷集團(tuán)及東華大學(xué)等單位都在進(jìn)行鈦系催化劑的深入研究，尤其天津石化研究院與天津石化滌綸廠在鈦/銻復(fù)合催化劑在聚酯合成中的應(yīng)用方面做了許多研究及產(chǎn)業(yè)化工作，并且已經(jīng)在10萬t/a連續(xù)式生產(chǎn)裝置大規(guī)模應(yīng)用。表明鈦系催化劑已經(jīng)受到了國內(nèi)大型化纖企業(yè)的關(guān)注，建議國家相關(guān)部門從政策法規(guī)方面給予引導(dǎo)與支持，盡快促進(jìn)非銻類催化劑在聚酯工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用。

印染廢水中的漿料

為了保證織物織造過程的順利進(jìn)行，提高織布的速度、降低斷頭率，通常都要對(duì)滌綸經(jīng)紗先行上漿，這些漿料主要有淀粉類、羧甲基纖維素、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸酯以及改性聚酯類化合物，也可以是幾種材料的混合使用。然而這些漿料又必須在織物染整加工前用堿溶液處理將其洗掉，否則會(huì)影響織物的染色和后續(xù)加工，但是這些化學(xué)物質(zhì)洗除后，勢(shì)必增加染整廢水中的有機(jī)物含量，提高了廢水的化學(xué)需氧量(COD)。

浙江桐昆化纖集團(tuán)已經(jīng)量產(chǎn)了一種在纖維成形過程給予強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)處理的紗線，網(wǎng)絡(luò)牢固、網(wǎng)點(diǎn)密度高;浙江匯隆化纖有限公司還生產(chǎn)了母粒著色的強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)纖維。這類強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)絲、紗線已經(jīng)在一些機(jī)織物上應(yīng)用，無需上漿便可以保證織造過程的正常進(jìn)行。這樣，既省去了上漿工序，自然也就無需退漿，既降低了生產(chǎn)成本，又降低了印染廢水處理的負(fù)擔(dān)，一舉兩得。但是，滌綸強(qiáng)網(wǎng)會(huì)帶來織物硬挺度高、手感柔軟性不良的弊病。在生產(chǎn)上可通過纖維的細(xì)旦化、多孔化來改善。

滌綸的堿減量

通常情況下，為了改善滌綸織物的手感和風(fēng)格，印染廠多會(huì)采取堿減量工藝。早期滌綸的生產(chǎn)加工，尚不具備生產(chǎn)細(xì)旦或微細(xì)旦纖維的技術(shù)，隨著科技的進(jìn)步，人們借助于仿生學(xué)原理，試圖模仿桑蠶絲的細(xì)度、形狀制造仿蠶絲滌綸。一是設(shè)法將纖維截面做成三角形，二是降低滌綸的線密度?？茖W(xué)家利用了聚酯類高分子材料在堿性條件下水解的特性，將較粗的滌綸進(jìn)行表面刻蝕，使纖維變細(xì)，達(dá)到仿絲綢的目的，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這種不均勻刻蝕使得纖維的表面呈現(xiàn)出許多凹凸，這一技術(shù)被稱為“堿減量”。

“堿減量”滌綸纖維和織物

經(jīng)堿減量處理后的滌綸線密度降低，纖維更柔軟，表面的不光滑使其光澤更加柔和，纖維比表面積加大也改善了纖維的親水性能。該技術(shù)的采用提高了滌綸制品的手感和品質(zhì)，深受消費(fèi)者的喜愛。然而，堿減量處理帶來的不利后果是廢水中增加了對(duì)苯二甲酸鈉鹽以及乙二醇以及銻元素等，提高了印染廢水處理的技術(shù)難度和成本。

隨著滌綸制造技術(shù)的提高，線密度1dtex以下微細(xì)旦纖維已經(jīng)非常普及，截面異形、纖維表面溝槽也可以實(shí)現(xiàn)。微細(xì)旦纖維織成的織物輕薄、柔軟，透氣性、懸垂性好，具有獨(dú)特的風(fēng)格，可作為仿真絲材料?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，完全可以擺脫舊有思維模式，利用這些成熟技術(shù)取代堿減量工藝，生產(chǎn)出類似堿減量處理的纖維品種。這樣可以避免滌綸織物堿減量過程產(chǎn)生的大量高COD廢水，從而節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力。(了解本文詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注：張大省，王建明.從源頭解決印染行業(yè)環(huán)保問題的幾點(diǎn)思考[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2017(07)：92-96.)

來源:紡織導(dǎo)報(bào)

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