王百慧

(西安工程大學紡織與材料學院,陜西西安 710048)

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活性染料用防沾色皂洗劑的研究現(xiàn)狀

王百慧

(西安工程大學紡織與材料學院,陜西西安 710048)

摘要：探討了活性染料防沾色皂洗劑國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，分析了各類皂洗劑的優(yōu)缺點，并對活性染料防沾色皂洗劑的研究進展進行了探討。

關(guān)鍵詞：活性染料防沾色皂洗

0前言

當今人們選擇回歸簡約生活時，棉織物便已成為人們生活中越來越重要的商品。早在九十年代，人們都追求新型事物，例如尼龍襪、滌確良，這些都是從英文轉(zhuǎn)化為一種口頭的叫法，卻已風靡國內(nèi)的大街小巷。而目前簡約生活，簡單生活，便使得人們更加注重生活的品質(zhì)，輕生活，重環(huán)保，愛綠色，已經(jīng)成為當代人們生活的標志。這也進一步促使我國的紡織行業(yè)進行轉(zhuǎn)型，短流程、新助劑、促環(huán)保、低成本，已經(jīng)成為其新的發(fā)展方向。對棉織物的需求增多，便促進了棉織物染色發(fā)展的新方向，尤其是以現(xiàn)階段活性染料易水解，未能夠達到其利用率，皂洗時易產(chǎn)生浮色，浮色會再次沾污到織物上，便造成了顏色不均勻，色牢度低等缺點，便使得防沾色皂洗劑得到了進一步發(fā)展。目前國內(nèi)外大多數(shù)學者都從節(jié)能減排、綠色環(huán)保這個角度研究新型的防沾色皂洗劑。

1國內(nèi)外研究進展

防沾色皂洗劑不明思義即是有防沾色的效果，也有皂洗的效果，因此防沾色皂洗劑便由兩種成分組成，一種是防沾，另一種是助洗。將織物表面的浮色洗去又不再次沾污到織物表面，便需要其具備一定的潤濕性、分散性、乳化性和增容性，才能達到防沾色的效果。傳統(tǒng)的防沾色皂洗劑是以表面活性劑、聚合物等為主要原料，經(jīng)皂洗后排出的廢水對環(huán)境造成了一定的危害。因此，低溫、高效、節(jié)水、環(huán)保這些關(guān)鍵詞的產(chǎn)生便使得研究學者開始從不同的方向?qū)Ψ勒瓷硐磩┻M行研究，國外大部分的學者也對其進行了研究?；钚匀玖先旧梅勒瓷硐磩┲饕刑烊辉硐磩?、蛋白類皂洗劑、生物酶皂洗劑、高聚物皂洗劑、酸性皂洗劑、React@EVO系列。

1.1天然皂洗劑

天然皂洗劑是隨著近幾年節(jié)能環(huán)保的發(fā)展而新生的一種無污染、價格低、取材方便的皂洗劑。在90年代有研究學者發(fā)現(xiàn)天然膨潤土和膠體的性質(zhì)相似，顆粒表面帶電，有良好的陽離子交換性能，對其進行改性應用于水中有機物的吸附[1]。天然膨潤土一直作為水處理劑在我國進行研究，直到近幾年天然膨潤土在活性染料用防沾色皂洗方面有了一定的研究進展。姚永麗、阮久海[2]等對其進行改性，合成了一種生態(tài)凈洗劑，該生態(tài)凈洗劑對活性染料染色皂洗的殘液有一定的吸附作用，不僅使得殘液中COD值減小，而且凈洗織物的皂洗牢度與常規(guī)凈洗劑基本相同。

溫和[3]等人的研究思路是利用多種特殊的高活性聚合物，將其復合而成，發(fā)現(xiàn)該復配劑具有防沾色皂洗劑的所有特點，分解、消色和乳化分散能力。并將其應用于活性染料皂洗中，實驗表明，皂洗后織物可有效地提升織物的皂洗牢度，并且該助劑將廢液中的染料進行有效的分解、消色、乳化，便直接地減少了廢水的排放量，有效地節(jié)約了處理污水的費用，從而降低了生產(chǎn)的成本。

天然皂洗劑的研究有了一定的進展，對織物的皂洗效果有一定的提高，也可以節(jié)約用水量，但是目前只是處于實驗室研究階段，并未得到大量的推廣使用。

1.2蛋白類皂洗劑

蛋白類皂洗劑在國內(nèi)研究的較少，王雪燕等人一直致力于研究蛋白類助劑，以廢棄蛋白為主要原料，對其進行改性，應用于棉紗線的上漿、棉織物的漂白、染色以及后處理中，以節(jié)約漿料用量、染料用量等，達到較好的上漿效果、漂白效果和染色效果，并實現(xiàn)活性染料無鹽染色，降低能耗，節(jié)約用水，以實現(xiàn)廢棄物變廢為寶。劉元軍[4]等人研究以廢棄羽毛蛋白為原料，對其進行改性，合成一種蛋白類的防沾污皂洗劑(WLS-20)，應用于活性染料的染色、皂洗等工藝，并優(yōu)化出活性染料染色后皂洗的工藝。實驗表明，與傳統(tǒng)的皂洗工藝相比，經(jīng)WLS-20皂洗后的織物，白布的沾色明顯減少，耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度均有所提高，減少了皂洗時的用水量，從而節(jié)約了水處理的費用，降低了皂洗的成本。并且經(jīng)WLS-20具有蛋白結(jié)構(gòu)，經(jīng)皂洗處理后，顯著提高了織物的服用性和檔次。

1.3生物酶皂洗劑

隨著全球環(huán)?；陌l(fā)展、染色技術(shù)的發(fā)展，生物酶技術(shù)的高速發(fā)展，使其也在紡織行業(yè)得到了大力的發(fā)展。生物酶皂洗是破壞未反應的染料分子和水解分子的發(fā)色團，提高染色織物的色牢度，同時降低水洗時間和成本。

研究表明，與傳統(tǒng)的活性染料皂洗工藝相比，生物酶皂洗后織物的各項牢度指標均優(yōu)于傳統(tǒng)皂洗工藝，且皂洗時間可縮短，節(jié)約用水，降低能耗，污水排放量減少，污水的色度能得到明顯下降，有利于保護環(huán)境和污水處理成本降低[5]。

劉明秋[6]等人研究利用生物酶的催化作用，催化未固著的活性染料和水解染料，經(jīng)物理和化學雙重作用，去除織物表面的浮色，顯著的提高織物的染色牢度。對三種活性染料進行實驗，確定了高效皂洗劑的皂洗工藝，皂洗酶用量為0.8g/L～1g/L，在90 ℃下皂洗20 min，可獲得理想的去浮色和降低廢水色度的效果。經(jīng)皂洗酶處理后，活性紅3BS和活性黃3RS比傳統(tǒng)的皂洗色度降低了8倍，活性黑B降低了16倍，顯著地降低廢水的色度。和傳統(tǒng)皂洗工藝相比，皂洗酶工藝不僅可以縮短皂洗工藝、降低能耗、節(jié)約用水量，而且染色后織物皂洗沾色牢度可提高0.5級濕摩擦色牢度可提高0.5～1級。

荷蘭拓納公司[7]研制出的一種新的皂洗系統(tǒng)BERRP，由BaylaseRP(酶組分)和Baylase AssistRP(體系特殊過程調(diào)節(jié)劑)兩種組分構(gòu)成，EurolanRP皂洗酶的作用是在85℃～90℃條件下，可以將未固著的染料和水解染料催化分解，分解產(chǎn)物溶解度越高，更容易去除織物上的浮色。此實驗應用于大豆纖維的活性染料染色后酶洗，確定了皂洗的工藝，并與常規(guī)的皂洗工藝進行對比。結(jié)果表明，在室溫下，大豆纖維經(jīng)BERRP系統(tǒng)皂洗后，與常規(guī)皂洗的皂洗工藝相比，其色牢度相近，浮色去除率與染料結(jié)構(gòu)有關(guān)。并且還可以有效地減少水洗次數(shù)、節(jié)約加工時間、降低水洗溫度，實現(xiàn)了皂洗的短流程、節(jié)能環(huán)保的目的。

田恬[8]等將皂洗酶應用于不同種類的活性染料皂洗中，并與傳統(tǒng)的工藝相對比。實驗結(jié)果表明，在75℃條件下，對不同種類活性染料染色后的織物進行皂洗，與傳統(tǒng)皂洗工藝相比，酶洗皂洗工藝的染色織物皂洗沾色牢度和摩擦牢度較優(yōu)，表面深度略高，色光變化較小，色澤鮮艷度相似。此研究的缺點是目前只應用于實驗室階段，并且由于酶具有專一性，所以不能適用于所有染料染色后的皂洗。

1.4高聚物皂洗劑

高聚物皂洗劑是由多種單體經(jīng)化學而成的一種具有優(yōu)良分散性的防沾污皂洗劑，利用其較好的分散性使水解染料快速地分散水中。國內(nèi)外有很多的學者研究合成高聚物皂洗劑，以明顯地改善皂洗后織物的皂洗色牢度等[9]。研究表明：高聚物皂洗劑的螯合能力對皂洗效果有著十分重要的作用，通過鰲合作用可屏蔽染液中的金屬離子，提高抗再沾污能力，增強皂洗功效。而皂洗劑的去污性能主要取決于分散性，分散作用越大，皂洗能力越強。高聚物皂洗劑還能減少染色后水洗工序，減輕排污壓力，而且能使織物染色后的牢度優(yōu)于常規(guī)的水洗工藝。在對高聚物皂洗劑進行研究時發(fā)現(xiàn)，高聚物通過吸附作用能很好地把染料分子分散在溶液中，從而更好地防止活性染料回沾。

周小虎[10]以馬來酸酐(MA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、丙烯酸(AA)和AEO-15為基本原料，以鈣、鐵、鎂等離子的螯合能力、染料的分散和抗沾污能力為測試指標，確定了皂洗劑的合成工藝，其中包括單體配比、合成溫度和合成時間等，確定了活性染料皂洗的工藝。該皂洗劑的合成工藝為：四種單體的配比為m(AA)： m(MA)：m(NVP)：m(AEO-15)=2.7：1：0.7:4.4，在85℃下滴加120min，在 100℃下合成130min。皂洗工藝為：P(MA-AA-NVP)與AEO-15復配物為原料，復配物的用量為2g/L，在85℃下皂洗15min。實驗結(jié)果表明，此合成皂洗劑對棉織物皂洗后可以明顯地提高織物的防沾污能力，紡織品各項性能良好，濕摩擦牢度可提高半級到一級。

與傳統(tǒng)堿性皂洗工藝相比，不僅可以實現(xiàn)較好的凈洗和防沾污效果，而且可以大幅度減少皂洗后水洗次數(shù)，實現(xiàn)了減少污染物排放、節(jié)約水電，降低企業(yè)綜合成本的目標，其在環(huán)境保護越來越得到重視的今天就顯得十分重要。同時，聚丙烯酸類防沾色劑皂洗過程和皂洗工藝的統(tǒng)一，縮短了染色工藝流程，工作效率明顯得到提高。

1.5酸性皂洗劑

酸性皂洗劑[11]是以未中和的酸性馬來酸酐—丙酸共聚物為原料，加入適當?shù)挠袡C酸或無機酸，中和布面上的堿性，降低布面pH值。

由于織物經(jīng)活性染料染色后皂洗，便易使得活性染料發(fā)生斷鍵，需要加堿固色，在水浴中織物表面呈堿性，必須對織物進行多次清洗，接近中性后便可進行皂洗。燕子等研究新型酸性皂洗劑，一方面利用其優(yōu)良的分解力和螯合力，將皂液中水解的染料和未固著的染料快速地分散在水中，有效地達到了防沾色皂洗的效果。另外一方面皂洗浴中織物表面pH值保持在4.5～7.5之間，減少織物的清洗次數(shù)，節(jié)約用水量，從而降低了能耗。

1.6React@EVO系列

React@EVO系列[12]是由三義精細化工有限公司研制而成的，其由React@WBS、React@DYE、React@TWE和React@PHR四種成份組成，實現(xiàn)了染色后同浴脫鹽、懸浮清洗除堿、對纖維滲透中和、染料低溫強效鍵合的作用，這種皂洗劑在45℃～50 ℃的溫度下，使得染色后未固著染料的洗脫性增強，更容易去除表面的浮色和鹽，中和剩余的堿液，不僅可以使水解染料和纖維的親和力得到降低，而且還能夠滲透到纖維芯部中和殘堿，軟化纖維，與殘液中剩余染料發(fā)生結(jié)合，實現(xiàn)了短流程，低溫的皂洗工藝。并經(jīng)實驗室小樣研究和企業(yè)放大樣試驗可知：與常規(guī)的皂洗工藝相比，此皂洗工藝在皂洗溫度50 ℃下進行，減少了2道水洗，不僅有效地節(jié)約了蒸汽50%～70%，染料5%～10%，用水量40%左右，相應的污水排放量也相應地得到了降低；而且React@TWE低溫強效鍵合，使染色產(chǎn)品表面得色增加；3 道水洗，升溫時間短，縮短設備運轉(zhuǎn)時間，節(jié)約用電量和時間均達到30%～40%。React@EVO系列實現(xiàn)了低溫水洗、節(jié)能減排、綠色發(fā)展的目的。

2低水質(zhì)皂洗工藝

陶然等人研究[13]低水質(zhì)皂洗工藝，以減少水的利用量。此實驗以甲基環(huán)五硅氧烷(D5)作為活性染料染色的皂洗介質(zhì)，對棉織物進行皂洗，確定了皂洗工藝，并與傳統(tǒng)的皂洗工藝進行對比。結(jié)果表明，以D5為皂洗介質(zhì)，與十八烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨為皂洗劑，優(yōu)化出皂洗工藝，清水量為總織物總量的3倍，質(zhì)量濃度為1.5g/L，D5浴比為1:50，在95℃皂洗10min。與相同染色值的水浴傳統(tǒng)皂洗工藝相比，此皂洗工藝后的試樣各項色牢度指標相近，表明此項研究是有一定可行性的。此皂洗工藝可以獲得較好的皂洗能夠大幅度減少皂洗工藝中的用水量和廢水排放，并可作為以為介質(zhì)的活性染色非水介質(zhì)染色技術(shù)的配套工藝，實現(xiàn)染色新技術(shù)的完整性。

3結(jié)論

活性染料用防沾色皂洗劑一直在發(fā)展中，但由于目前我國對環(huán)境的關(guān)注度持續(xù)升溫，目前紡織印染企業(yè)都朝著節(jié)能減排、綠色環(huán)?；姆较虬l(fā)展，研究學者的研究方向不再單純的是達到較好的皂洗效果，而必須同時兼?zhèn)涓咝?、低溫、?jié)能環(huán)保的效果。這便使得一些新型的皂洗劑得以發(fā)展，但目前很多的研究只處于實驗室階段，并未得到推廣，未能在企業(yè)中大力發(fā)展，因此目前研究的重點便是從企業(yè)出發(fā)，研究更具高效低溫、低能耗、低成本，得以在工廠中實際應用的防沾色皂洗劑。

參考文獻

[1]朱利中,陳寶梁，等.雙陽離子有機膨潤土吸附處理水中有機物的性能[J].中國環(huán)境科學，1999(4):325-329.

[2]姚永麗,阮久海,何瑾馨.膨潤土改性及其在棉活性染料染色凈洗中的應用[J].印染助劑，2006(3):18-20.

[3]溫和,文德，等.新型高效節(jié)能皂洗劑在針織染色中的應用研究[J].染料與染色,2010,47(5):34-38．

[4]劉元軍,趙曉明，等.陽離子蛋白助劑WLS-20在活性染料染色棉織物皂洗中的應用[J].印染助劑,2015(5):36-40.

[5]李俊,董志煒.活性染料生物酶皂洗工藝的應用探討[C].2005“汽巴精化杯”第二屆全國中青年染整工作者論壇:103.

[6]劉明秋,陳海旭，等.高效皂洗酶在活性染色中的應用[J].印染助劑,2014(8):43-46.

[7]蔡蘇英,岳仕芳.EurolanRP皂洗酶用于活性染料純棉深濃色后處理的工藝探討[J].印染助劑,2010,27(8):34-38．

[8]田恬,俞陽.皂洗酶在活性翠藍P染色后處理中的應用[J].印染,2013,39(17)：32-34．

[9]范迪.印染廢水處理機制與技術(shù)研究 [J].印染助劑,2006(23):18-20.

[10]周小虎.聚丙烯酸類防沾劑的合成及工藝研究[D].武漢紡織大學,2013.

[11]燕子.新型酸性皂洗劑的研制及應用[J].西安工程大學學報,2001,25(6)：781-784．

[12]李建華,郝云龍，等.活性染料皂煮凈洗劑L-HY應用性能研究[J].針織工業(yè),2007(2):57-59.

[13]陶然,付承臣，等.活性染料染色低水介質(zhì)皂洗的可行性研究[J].紡織學報,2015(1):103-109.

Present Research Situation of Anti-staining Soaping Agent with Reactive Dyes

WANGBai-hui

(School of Textile and Materials, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048)

Abstract:The present research situation of anti-staining soaping agent with reactive dyes was introduced at home and abroad, the pros and cons of different types of soaping agents were analyzed and its research progress was explored.

Key words:reactive dyesanti-stainingsoaping

中圖分類號：TS193

文獻標識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)01-0154-04

收稿日期：2015-10-26

作者：王百慧(1988-)，女，碩士，研究方向：環(huán)保型多功能整理劑的研發(fā)及其在紡織品染整加工中的應用。