摘要：印染產(chǎn)業(yè)歷來(lái)是我國(guó)出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是耗能、用水和排污較大的工業(yè)部門(mén)之一，是影響紡織產(chǎn)品的安全和健康性能、影響生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，是對(duì)未來(lái)中國(guó)紡織行業(yè)可持續(xù)發(fā)展影響最大的產(chǎn)業(yè)之一。染整生產(chǎn)節(jié)能節(jié)水、降耗減排是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，本文主要從綠色生態(tài)紡織纖維、印染半制品、染料和助劑以及節(jié)能節(jié)水、降耗減排的染整設(shè)備和染整新技術(shù)等幾方面進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：染整技術(shù)；節(jié)能；節(jié)水；降耗；減排
染整產(chǎn)業(yè)歷來(lái)是我國(guó)出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是耗能、用水和排污較大的工業(yè)部門(mén)之一，是影響紡織產(chǎn)品的安全和健康性能、影響生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，是紡織工業(yè)發(fā)展和技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)，是對(duì)未來(lái)中國(guó)紡織行業(yè)可持續(xù)發(fā)展影響最大的產(chǎn)業(yè)之一。印染工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程和廢棄物對(duì)自然環(huán)境造成的污染又將導(dǎo)致資源的日趨枯竭及自然環(huán)境的日益惡化，從而威脅人類和自然界其它生命的生存。這種資源消耗猛增、資源利用效率過(guò)低、生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重所造成的問(wèn)題，使人和自然的矛盾從來(lái)沒(méi)有像今天這樣突出。為此，我們的政府和人民正在尋求各種方式，最大限度地控制不可再生資源的消耗，減少生產(chǎn)過(guò)程的廢棄物排放。清潔生產(chǎn)、綠色加工、節(jié)能減排、降低消耗、保護(hù)環(huán)境將成為今后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)，也成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
正因如此，近段時(shí)間以來(lái)，“節(jié)能降耗、減排增效”、“清潔生產(chǎn)”、“綠色加工”、“生態(tài)紡織品”、“生態(tài)系統(tǒng)”、“生態(tài)環(huán)境”、“生態(tài)平衡”、“環(huán)境保護(hù)”、“環(huán)境友好”、“可持續(xù)發(fā)展”、“資源綜合利用”、“開(kāi)源節(jié)流”、“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”、“低碳經(jīng)濟(jì)”等是講得最多的名詞，國(guó)內(nèi)外的政府機(jī)構(gòu)連續(xù)出臺(tái)了許多有關(guān)這方面的法律、法規(guī)和政策。染整生產(chǎn)節(jié)能節(jié)水、降耗減排是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，涉及的范圍很廣，本文主要從紡織纖維、印染半制品、染料和助劑、染整設(shè)備和染整新技術(shù)等幾項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)[1]進(jìn)行闡述。
近幾年來(lái)國(guó)際上提出了“綠色生態(tài)材料（Ecomaterials）”的概念，它是一種與資源、能源和環(huán)境協(xié)調(diào)的材料。從生態(tài)角度來(lái)說(shuō)，綠色生態(tài)紡織纖維是從原料選用、纖維加工、使用方向和用后棄置四個(gè)方面來(lái)評(píng)判的。理想的綠色生態(tài)紡織纖維是指生產(chǎn)纖維的原料主要來(lái)自于再生資源或可利
1·采用綠色生態(tài)紡織纖維
用的廢棄物，不會(huì)造成生態(tài)平衡的失調(diào)和掠奪性的資源開(kāi)發(fā)。纖維在加工過(guò)程中未受有毒化工原料的污染，天然纖維在生長(zhǎng)過(guò)程中未受污染，特別是農(nóng)藥、化肥和重金屬等，也不會(huì)對(duì)人類的生存環(huán)境造成不利影響。纖維及其制品對(duì)人體具有某種或多種保健作用，至少不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。纖維制成的紡織品在失去使用價(jià)值而遺棄后可再回收利用或可在自然條件下自然降解，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害[2]。
事實(shí)上，至今為止，要找到全部滿足上述要求的真正意義上的綠色生態(tài)紡織纖維是不現(xiàn)實(shí)的，通常是指滿足以上其中一項(xiàng)或多項(xiàng)要求的紡織纖維。為了便于說(shuō)它們的生態(tài)性，通常用紡織纖維生態(tài)學(xué)指數(shù)表示。
紡織纖維生態(tài)學(xué)指數(shù)=紡織纖維的實(shí)際生態(tài)學(xué)指數(shù)/紡織纖維的理想生態(tài)學(xué)指數(shù)=紡織纖維的實(shí)際生態(tài)學(xué)指數(shù)/30。
一般將綠色生態(tài)紡織纖維定義為實(shí)際生態(tài)學(xué)指數(shù)大于或等于21，即生態(tài)學(xué)指數(shù)大于或等于0.7的紡織纖維[3]。
1.1天然纖維
一般來(lái)說(shuō)，天然纖維具有良好的生態(tài)學(xué)性質(zhì)，其生長(zhǎng)、生產(chǎn)、消費(fèi)和廢棄過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較小，容易自然降解。但因天然纖維一般含雜較多，需要用化學(xué)方法進(jìn)行預(yù)處理及染整前處理加工，不可避免地易產(chǎn)生“三廢”污染，因而降低了它們的生態(tài)性。這類纖維除了通常的棉、毛、絲、麻外，還有采用基因工程生產(chǎn)的有色天然彩棉、轉(zhuǎn)基因棉花(生態(tài)棉花)、兔毛、駱駝毛、牦牛毛（一般不需染色）、鵝絨、鴨絨、采用基因工程生產(chǎn)的天然彩色蠶絲、采用分子生物學(xué)和基因工程生產(chǎn)的含蜘蛛絲的蛋白蠶絲、大麻、黃麻、羅布麻等。此外，還有很多其它的新型天然綠色生態(tài)紡織纖維，如天然竹纖維（原竹纖維）、構(gòu)樹(shù)纖維、菠蘿葉纖維、月桃抗菌纖維、香蕉莖纖維、粽葉纖維等。值得注意的是，即使是同一類天然纖維，因種植和生長(zhǎng)方式方法不同，它們的生態(tài)性相差甚遠(yuǎn)。如天然彩色棉不需染色，節(jié)能、節(jié)水、降耗，無(wú)“三廢”排放，廢棄后能在自然環(huán)境中降解，真正實(shí)現(xiàn)從纖維到成衣再到廢棄全過(guò)程的“零污染”。生態(tài)棉花的棉株不會(huì)生蟲(chóng)，因而無(wú)需噴灑農(nóng)藥。這種棉花只對(duì)以棉花為食的昆蟲(chóng)有毒，而對(duì)人、畜和益蟲(chóng)無(wú)害。山羊在吃草時(shí)會(huì)將草連根拔起，會(huì)造成草場(chǎng)退化和荒漠化，對(duì)植被和生態(tài)環(huán)境破壞較大，而綿羊則不會(huì)，因此，山羊絨盡管檔次比綿羊毛高很多，但生態(tài)性卻比綿羊毛低很多。藏羚羊絨制品的保暖性很好，但藏羚羊是國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，藏羚羊絨以及其它藏羚羊制品是不允許生產(chǎn)和銷售的。
1.2天然再生高分子生態(tài)纖維
再生纖維是利用天然原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工制成的紡織纖維，一般會(huì)保留原來(lái)纖維的一些特性，可大大緩解對(duì)石油、天然氣和煤炭等不可再生資源的需求，同時(shí)纖維也容易自然降解，因此其生態(tài)學(xué)性質(zhì)要好于合成纖維。主要應(yīng)關(guān)注的是其在加工過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。這類纖維主要有Lyocell/Tencel纖維、莫代爾（Modal）纖維、甲殼素/殼聚糖纖維、聚乳酸(PLA)纖維、大豆蛋白質(zhì)纖維、牛奶蛋白纖維、蠶蛹蛋白纖維、再生竹纖維（竹漿纖維）等。值得注意的是，即使是同一類再生纖維，因加工方法不同，它們的生態(tài)性相差甚遠(yuǎn)。如粘膠纖維和Lyocell纖維都是采用天然纖維素為原料，但前者在制取漿粕和磺化過(guò)程時(shí)要使用燒堿和二硫化碳，且工藝路線很長(zhǎng)，環(huán)境污染嚴(yán)重，物耗、能耗和水耗高。而后者主要采用有機(jī)溶劑NMMO，NMMO回收率高（高達(dá)99.7%），工藝路線短，生產(chǎn)過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無(wú)毒副產(chǎn)品排出，屬典型的天然再生高分子綠色生態(tài)纖維。
1.3可降解的合成纖維
合成纖維往往需要利用石油、天然氣和煤炭等不可再生資源，加工過(guò)程中的能耗、水耗和物耗較大，“三廢”排放較多，許多合成纖維很難生物降解，對(duì)環(huán)境的影響較嚴(yán)重。生物合成纖維，如PLA類生物可降解聚酯纖維是一類天然的高分子聚酯，作為一種能量和碳的貯存介質(zhì)存在于微生物體內(nèi)，它是微生物合成聚酯的總稱，包括均聚物和共聚物，在活化的污水污泥中，細(xì)菌可以很快地分解[1]。對(duì)于常規(guī)的非生物降解型合成纖維材料可采用將淀粉與高分子材料共混熔融紡絲以及在高分子材料中加入光降解劑和輔助助劑兩種方法[4]。
2·采用綠色生態(tài)的印染半制品
染整加工用到的半制品范圍很廣，從半制品的形態(tài)分主要有紡織纖維（包括短纖和長(zhǎng)絲）、紗線（包括絞紗、筒子紗、經(jīng)軸紗等）、織物（包括機(jī)織物、針織物和無(wú)紡織物等）和成衣等。這些半制品上可能含有重金屬的油污、抗靜電劑、棉絮條與丁腈皮輥摩擦帶來(lái)的有害物質(zhì)、機(jī)織物上的化學(xué)漿料及漿料中的添加劑等[3]。其中影響較大的是機(jī)織物上的漿料。國(guó)家工業(yè)和信息化部在《印染行業(yè)準(zhǔn)入條件（2010年修訂版）》指出：“印染企業(yè)要按照環(huán)境友好和資源綜合利用的原則，選擇可生物降解（或易回收）漿料的坯布。”
坯布上的漿料主要有天然漿料、變形漿料和合成漿料。天然漿料主要來(lái)自于植物（各類淀粉和植物膠）和動(dòng)物（主要是動(dòng)物膠）；變形漿料主要是變性淀粉和糊精等。這些漿料易于生物降解，可用生物酶退漿，對(duì)環(huán)境的危害較小，可替代部分合成漿料。目前用得較多的合成漿料是聚乙烯醇漿料（PVA）和丙烯酸類漿料。聚乙烯醇漿料因難以生物降解，環(huán)境污染較嚴(yán)重，要盡量不用或少用，或者對(duì)其進(jìn)行改性處理，使之成為易于降解的產(chǎn)品。丙烯酸類漿料易于退漿、易于降解，BOD5/CODCr值＞0.45，具有良好的生態(tài)性，有利于環(huán)境保護(hù)，可以部分或完全替代PVA，是今后綠色環(huán)保漿料的發(fā)展方向，目前也有許多其它新型的綠色環(huán)保漿料正在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中。
經(jīng)紗上漿時(shí)，為改善漿液性能、提高經(jīng)紗質(zhì)量，還需要在漿液中加入分解劑、滲透劑、柔軟劑、防腐劑、抗靜電劑、吸濕劑和消泡劑等漿料助劑，對(duì)它們的環(huán)保要求是無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境污染少。
3·采用綠色生態(tài)的染料及助劑
關(guān)注環(huán)保、追求健康是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主題。染料和助劑在染整加工中是不可缺少的，是影響染整生產(chǎn)節(jié)能節(jié)水、降耗減排效果的關(guān)鍵，紡織品中的有毒有害物質(zhì)及其排放在廢水中不利于環(huán)境保護(hù)的物質(zhì)主要來(lái)自于紡織印染用化學(xué)品，包括染料和助劑。近年來(lái)，隨著紡織品出口配額的取消和新的貿(mào)易保護(hù)主義的抬頭，國(guó)際紡織品進(jìn)口國(guó)相繼實(shí)施了各種技術(shù)性貿(mào)易措施，以期在獲得更大利益的同時(shí)，規(guī)避競(jìng)爭(zhēng)壓力。目前，各國(guó)對(duì)紡織品及服裝在穿著使用過(guò)程中的安全性和生態(tài)性方面提出了更高的要求，陸續(xù)出臺(tái)了一系列新的、嚴(yán)格的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，禁用和限用的范圍越來(lái)越廣，指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)。因此應(yīng)使用符合綠色環(huán)保和生態(tài)要求的、降低水資源、能源、各種原材料消耗的、提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量、檔次和附加價(jià)值的染料和助劑。
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