生态纺织品处理技术的应用

2014-11-26王凡能赵连英

纺织报告 2014年3期

王凡能赵连英

（1.浙江省新型纺织品研发重点实验室，浙江杭州 310009；2.浙江中大集团国际贸易有限公司，浙江杭州 310003；3.浙江纺织服装科技有限公司，浙江杭州 310009）

纺织产品在生产加工过程中接触到各种化学品，特别是后整理加工会用到种类繁多的后整理剂。随着纺织品贸易中各类法规对生态要求的提高，如国际环保纺织OEKO-TEX100,欧盟Ecolabel/欧盟REAXH 法规的监控的有害化学品的项目越来越多，纺织品贸易中的生态壁垒问题越来越严重，为了减少化学品的使用和对环境的影响，采用生物酶、超声波、等离子体处理等生物和物理的技术来代替传统化学处理方法将是今后印染新技术研究的热点。

1 生物酶处理技术

1.1 纺织用生物酶的优势、主要类别及作用原理

生物酶是一种无毒无害，对环境友好的生物催化剂，且由于酶本身就是由生物产生的，反应后残留的酶又可以完全由生物降解，因此是一种真正意义上环保型纺织加工剂，使用生物酶是一种工业问题的自然解决方案。

主要优势：可降低纺织加工温度，改善工作环境，降低能源消耗；可减少烧碱、染料等强污染物质的用量，降低污水排放，保护生态环境；缩短工艺流程和时间；能获得独特的整理效果，提高纺织品的绿色竞争力。

1.2 生物酶在纺织中的主要应用

1.2.1 酶在前处理中的应用。在退浆、煮练、漂白、洗涤中都可以采用生物酶的处理方法。

1.2.2 酶在后处理中的应用。酶洗和生物抛光，能处理的纤维材料包括棉、麻、再生纤维素纤维、柞蚕丝和羊毛，能替代传统牛仔的石磨水洗工艺，避免产生石灰粉尘对织物色彩的影响，和石块对织物或服装的损伤；能使织物表面组织更清晰、光洁，颜色更艳亮；织物的手感、悬垂性和吸水性都能得到改善。

1.2.3 腈纶、涤纶纤维的表面改性。经腈水合酶改性后纤维亲水性得到提高，抗静电性与手感均有所改善。经酯酶处理后的涤纶纤维断裂强度下降，织物起球现象得到改善，吸湿性增强，表面光泽下降，外观感觉较好。

1.3 主要工艺影响因素

影响生物酶处理效果的主要因素有酶种类、浓度、反应液、PH 值、温度以及加工设备和液流速度等，同样还同纤维、纱线及织物的组织结构和前处理条件有关。

1.4 酶在纺织中应用的发展方向

酶在纺织中应用的发展方向有研究开发新型的能去除印染废水中染料成分的酶，能分解PVA 浆料的酶，使合成纤维生物降解的催化酶，如尼龙酶、聚酯酶、聚丙稀酸酶，能降低棉织物树脂整理中的反应温度的聚合有机酸和脂肪酶体系。但这方面的应用大多还处于研究阶段，离实际应用距离还很远。

2 超声波

2.1 超声波的作用原理

超声波是一种频率很高的声波，即超出人类听觉范围17KHZ 以上到频率振动。在液体内，分子在纵向产生了压缩和稀松，即存在压缩、高压、松弛和低压四个阶段和部位，低压部位会形成气穴（或称空穴）或气泡，这些空穴发生膨胀，最后猛烈地塌陷或破灭而产生激波，这种作用成为气穴作用。可使介质局部的温度上升到摄氏几百度，水中的压力上升到几百个大气压。

2.2 超声波在染整加工中的应用

超声波在染整加工中的应用大致可分为应用于助剂加工和纺织品前处理、染色、整理加工等方面。

2.2.1 超声波在助剂加工中的应用。超声波可应用在制浆、乳化和染料溶解及分散等加工中，可以加速糊化，制糊均匀，流动性好，可使乳液分散稳定性好，颗粒小，可改善染料的染色性能。

2.2.2 超声波在纺织品前处理加工中的应用。超声波可加速织物上的浆膜膨化和脱离，提高退浆效率，节水节能。超声波可加速羊毛的精练，减少对纤维的损伤，减弱精练液的碱性。超声波可加快双氧水漂白时的速度，白度更好。

2.2.3 超声波在纺织品染色加工中的应用。超声波可帮助染料的溶解和分散，加速染料上染，改善纺织品的透染程度。

2.2.4 超声波在纺织品后整理及水洗加工中的应用。超声波可改善棉织物到脲醛树脂整理中的渗透效果，可提高水洗效果并节约用水。

超声波在加工成本、方向性、噪声等方面还存在很多问题，对一些难渗透扩散的纺织品采用超声波染色尤其独特的优势，从节能、节水、降低化学品和染料消耗和减排方面的具有较好的经济效益和社会效益。

3 低温等离子处理

3.1 等离子体作用原理

发生了电离（无论是部分电离还是完全电离）的气体，虽然在某些方面跟普通气体有相似之处，但是它们的主要性质却发生了本质的变化。气体中电离成分只要超过千分之一，它们的行为主要由离子和电子之间的库仑作用力所支配，中性粒子之间的相互作用退居次要地位。而且电离气体的运动受磁场的影响非常明显，它是一种导电率很高的导电流体，跟固态、液态、气态相比，它是一种性质奇特的全新物质聚集态，被称为第四态。等离子体大致定义为等量正电荷和负电荷载体的集合体。实际上是部分离子化的气体，可能由电子、任一极性的离子、以基态的或任何激发形式的任何高能状态的气态原子和分子以及光量子组成到气态复合体。等离子体的产生方法有电晕放电、辉光放电两种。在各种形式的低温等离子体中电子温度可达10000℃以上，足以造成各种化学键的断裂，或使挨踢分子激发电离，产生许多在通常条件下不可能发生的化学反应，获得通常条件下不可能得到的化合物或加工产品。如表面改性，包括表面刻蚀、交联改性和化学改性，还可以进行等离子体聚合和接枝聚合。

3.2 等离子体技术在纺织加工中的应用

3.2.1 蛋白质纤维等离子体改性低温等离子体可用于改善羊毛织物的防毡缩性、染色性和脱脂性。兔毛经等离子体处理后，表面摩擦系数增加，抱合力增大，可纺性大为提高。柞蚕丝经等离子处理后润湿性和染色速度都有所改善，吸湿性也增加。

3.2.2 纤维素纤维等离子体改性。棉纤维经等离子处理后，纱和织物到的强力，织物的耐磨性、染色性也得到提高。低温等离子体还可以用于棉精练。苎麻织物经低温等离子处理后，能在失重率、毛细管效应、上染率和染深性上都有变化。

3.2.3 合成纤维等离子体改性。涤纶用等离子体处理后可获得持久的亲水性、抗静电性，染色性、粘着性也可得到改善。

等离子处理不同种类纺织材料的作用

3.2.4 等离子体聚合和接枝聚合。等离子体聚合特别适合形成数倍分子至纳米厚度的薄膜，比如在基材表面进行等离子体聚合，进行改性得到性能特别的膜。等离子体接枝聚合可用于聚合物表面改性，提高聚合物的润湿性和亲水性，改善其染色性；等离子体也可用于天然纤维的改性，如对棉纤维进行丙烯腈的等离子体接枝，用二氟或四氟乙烯单体接枝可获得很好的拒水性。

影响等离子体处理的因素主要有纤维和织物的结构、等离子体的气体种类、真空度、功率、处理时间等。