1、本科毕业论文 文献综述 环境 工程 棉低温练漂的应用现状 摘要： 本文主要介绍棉低温练漂的发展背景、主要原理以及发展现状，该工艺节约能源，能够改善环境的各种优势使得它在现代印染工业中有及其重要的位置，它广阔的发展前景和巨大的商业价值给印染业带来可喜的成绩，人们对它也有更加深入的研究，期待能够带来更好的效益。 关键词： 棉低温练漂；低温煮练；低温漂白；发展现状 1 前言 棉低温练漂指的是在较低的温度下 ， 进行煮练与漂白的联合工艺 ,该工艺能很大程度上节约了资源，提高生产效率。 我国是世界上最大的发展中国家，人口多，人均资源 占有量少，节能环保已经成为当今社会的共识。许多地方生态系统破坏严重，环
2、境质量问题令人堪忧，生态环境问题对我国公民的身体健康和我国的经济发展造成了很大影响。纺织染整历来是一个高排放、高污染、高能耗的行业，其耗水耗能问题突出，环境污染大，环境治理成本高，已成为制约纺织染整业可持续发展的瓶颈问题。因此低温练漂工艺已成为当今研究的热点和重点。传统棉针织物前处理 ,一般以煮漂一浴法进行 1,低温练漂工艺将练漂温度直接降至 80 ，以达到节能降耗目的，工艺简单，无需进行大的设备投资，所以适用性比较广 2。从现今的一些研 究报道来看，低温练漂的研究线路主要是生物酶和化学方法两类。生物酶由于其专一性、温和性，进行煮练已在个别工厂进行生产 3 ；化学方法低温练漂工艺虽报道但也存在
3、一定的问题，也需要高温处理，使用药剂、助剂用量高，或环保有问题等等。 2 低温练漂的原理 低温练漂法的基本原理是要实现低温练漂必须分别实现低温煮练和低温漂白，煮练的目的是去除棉纤维上的共生物，使棉纤维恢复其原有的吸水性；漂白则是去除棉纤维上的色素。 2.1 低温煮练的基本原理 低温煮练主要是通过生物酶煮练和烧碱煮练完成的，这两种方法都是将共生物水解，区 别是前者属于生物催化反应，后者则是化学水解。化学水解反应的速度取决于反应温度、反应物的浓度和催化剂的使用。一般地说，反应温度相差10 ，其反应速率相差 23 倍，要达到相同的水解率，在低 10 的条件下反应， 时间就需要延长 23 倍 4。另外
4、 ,提高反应物浓度也能提高反应速度， 取决于它是几级反应， 若是一级化学反应，反应速率与反应物的摩尔浓度成正比。催化剂也可以提高反应速率，主要取决于催化剂的催化效率，选择优异的催化剂就可以降低反应温度。烧碱煮练时烧碱本身就是催化剂。 煮练时共生物的水解反应是可逆的，反应 速率取决于反应物的浓度和生成物的浓度，若生成物积聚到高浓度时，反应速度就会相应降低，甚至出现逆反应。因此 ,及时将生成物去除 ,既有利于水解反应的进行 ,又可提高水解反应的速度。使用溶剂将水解反应产物去除，使反应朝着有利于生成水解物的方向进行，从而提高反应速率，使水解反应降低温度。 2.2 低温漂白的基本原理 双氧水在低温漂白
5、中占有重要位置，但是其分解产物复杂，其中真正起到漂白作用的有效成分是一部分或相当少的部分，大部分则是无效分解。因此人们研究如何提高有效分解率，从而使双氧水的利用率大大提高， 同时还可以使漂白的温度降低， 甚至有可能在室温下就能进行漂白。 人们对棉纤维中天然色素分子结构的认识和了解还不十分精确，但是从已知色素的基本知识来看，认为是天然色素的发色体系在漂白过程遭到破坏，从而达到消色的目的。双氧水在碱性条件下水解得到的 HOO-可能与色素中的双键发生加成反应 5，使色素中原有的共轭系统被中断，电子的移动范围变小，天然色素的发色体系遭到破坏而消色，达到漂白目的。 3 棉低温练漂的发展现状 由于传统双氧
6、水能耗大、对纤维造成损伤的问题，科研人员研究开发出了有效的解决途径，即双氧水低温漂白工艺，然而双氧水低 温漂白工艺中的低温漂白活化剂是研究的关键。过氧化氢漂白的活化其实是在漂白过程中活化剂与过氧化氢发生反应产生过酸离子，过酸是一种氧化性较过氧化氢强的氧化剂，在4060范围内具有高效的漂白能力 6。 3.1 棉针织物 H2O2/ NOBS 活化体系 NOBS 是烷酰氧基类化合物，作为一类潜在的过酸 ,在双氧水漂白过程中起着传递有效氧的特殊作用 7。 H2O2 在碱性条件下 ,可分解生成 HOO-, HOO-能够与活化剂 NOBS 发生亲核取代反应 ,生成过壬酸。过壬酸属疏水性活化剂 ,其氧化性比
7、 H2O2 强 ,能在较温和条件下进行有效漂白。 NOBS 的疏水长链结构易被纤维吸附 ,使得纤维表面的过壬酸浓度高于溶液 ,因此活化效率高 ,织物漂白白度好 8-10。 H2O2 /活化剂漂白体系可以在一定条件下产生漂白能力很强而活化能较低的过氧酸 ,在低温下处理织物 ,获得良好的漂白效果 11如果该工艺能够实现 ,过氧酸漂白体系安全性不足的问题就可以得到有效解决 ,继而达到织物前处理节能高效的目标。 H2O2 /活化剂漂白体系主要应用于 棉针织物碱氧一浴一法中，在练漂过程中加入活化剂 NOBS,NOBS 在碱液中水解生成漂白能力 比 H2O2 更强的过壬酸 ,使织物在较温和的漂白条件下获得
8、良好的漂白效果 ,实现全棉针织物低温练漂一浴处理。整个工业过程中无甲醛释放 ,安全性高 ,强力损伤小 ,织物白度好 ,手感舒适细腻。练漂织物可以达到较高的白度和毛效。 3.2 棉针织物的 H2O2 /双氰胺活化体系 棉针织物低温练漂技术具有半成品品质好、节能省时等优点 , 已经成为印染工作中的研究热点。但是大多数低温活化剂的成本较高 ,使之成为技术工业化推广上的障碍。目前，人们以双氰胺为活化剂，对全棉针织物进行 H2O2 /双氰胺活化体系低温练漂 ,与传统工艺相比，该工 艺处理织物的白度和毛效好，强力损失小，染色得色率高，成本低，排放废水的 BOD、 COD 值均较低，有利于节能减排 12。
9、3.3 TAED 低温活化剂 TAED是一种优秀的低温练漂助剂，通过活化过酸盐，能够极大地提高洗涤的漂白、洁净能力，因此优先被应用于氧系漂白洗涤产品中。 TAED具有很强的活化性能，因此被应用于纺织及其他领域的漂白系列产品中，为相关的产业带来了巨大的技术进步。国内外生产 TAED产品的公司有很很多家 ,该产品主要被应用于工业洗涤业和日常生活用品中。英国 W arw ick公司的 TAED商品 名为 Warw ick T202 , 较早应用于纺织品漂白中 , 其有效含量为 65 %, 水溶性较好 13。其他公司生产的 TAED产品纯度过高影响了它的水溶性。在漂白纺织品时 , 如果高纯度 TAED
10、溶解性、漂白组分、 使用条件及加料方式不合适 , 在漂白阶段的初期 ,会在溶液中产生沉淀。因此对高纯度 TAED产品的性能结构进行研究分析 ,可以为改良新型助漂剂、印染企业的应用和助剂企业开发提供很多有意义的参考价值。我国的科研工作者也对合成工艺进行了深入研究，同时优化了合成反应的工艺条件。目前，在国内已经有多家的化 工企业开始 TAED 的工业化生产，填补了国内该领域的空白。 3.4 大环配体 Gokel 等人在 80 年代初期合成了一类新型的大环聚醚，被称之为索醚。该类化合物具有较好的配位性能 14、相转移催化性能 15和液膜迁移性能 16。氮原子上功能化大环羧酸酯具有索醚的共性 , 具有
11、广泛的化学反应活性 , 常作为反应中间体来制备一些具有特殊性能的化合物 , 因而受到人们的关注 17。配体 N 和 L都能够易溶于醇、 氯仿 , 也可以溶于丙酮 ,难溶于石油醚和乙醚，且不溶于水，能够稳定的存在于空气中，同时可用五氧化二磷进行真空 干燥。 4 结论 棉低温练漂工艺的发展，在一定程度上节约能源，避免能源浪费，同时还能提高水的利用率，大大提高了生产效率。另外，该工艺杜绝氧漂破洞的发生，还能消除莱卡棉混纺物练漂时的绉印，使练漂结果更符合要求。 低温练漂解决了传统棉织物处理工艺中的耗水量大、对织物纤维损伤的问题，具有短流程、低能耗、高效率的特点。 虽然现在棉低温练漂的工艺还处在研发阶段
12、，但是它具有广阔的发展前景和巨大的商业价值，值得我们 深入的研究和开发 。 参考文献 1 张爱 ,沈华 ,施秋萍 ,等 .棉针织物 H2O2/NOBS 活化体系低温练漂工艺 J.印染 ,2009,(24):18-28. 2 刘学军 ,张均康 .节能降耗练漂工艺研究 J.广西纺织科技 2005,34(4):9-10. 3 张 闻 ,罗勤慧 .锰过氧化氢酶及其模型物研究进展 J.化学通报 ,2000, 9(10):7-14. 4 黄茂福 ,钱咸芳 ,钱志忠等 .棉低温练漂的研发与应用 J.染整 技术 ,2007,(12):16-19. 5 P.Ney.Chemismus der alkalisch
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