节能减排技术解析

印染行业是高水耗、高能耗行业。传统的印染加工工艺流程长、浴比大、废水排放量大、能耗高，这些严重制约着印染企业自身的发展。目前，随着能源危机的日益严重和环保意识的逐渐增强，实现印染行业可持续发展的关键之一就是积极研究并应用节能降耗的生产技术。

（一）前处理技术

（1）生物酶前处理。目前可应用于印染的生物酶主要有淀粉酶（退浆）、纤维素酶与果胶酶（煮练）、葡萄糖氧化酶（漂白）、漆酶与木质素酶（去除木质纤维中的木质素）、半纤维素酶（去除半纤维素）、过氧化氢酶（去除漂白残留的过氧化氢）等。

（2）冷轧堆前处理技术。冷轧堆前处理是指通过氢氧化钠和过氧化氢共浴浸轧，然后在室温条件下打卷放置一定时间，最后经过水洗处理，完成织物的退浆、煮练和漂白的过程。

（3）过氧化氢低温漂白技术。过氧化氢低温漂白通常是指在漂白液中加入一种可与过氧化氢反应生成氧化能力更强的过氧乙酸的活化剂，漂白温度可降低至70～80℃。过氧化氢低温漂白活化剂可分为有机类、生物酶及仿酶类金属配合物和复配型活化催化剂三大类，有机类氧漂活化剂主要包括酰胺基类化合物、烷酰氧基类化合物、N-酰基内酰胺类化合物、氨基腈类化合物、胍类衍生物等。

（4）短流程前处理。短流程前处理一般可分为一浴一步法和二浴二步法。一浴一步法是指将传统的退浆、煮练和漂白三步并为一浴一步进行。二浴二步法一般有两种形式，一种是织物先退浆，再经碱氧一浴煮漂，适用于含浆率较高的厚重紧密织物；另一种是织物先经退煮一浴处理，再进行漂白处理，适用于含浆率较低的中薄织物。

（5）棉织物常压等离子体退浆技术。等离子体（Plasma）是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，是不同于固体、液体和气体的物质第四态。常压室温等离子体（Atmospheric Room Temperature Plasma）是近几年提出的一种新的大气压辉光放电冷等离子体源，是指能够在大气压下产生温度在25～40℃之间的、具有高活性粒子（包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）浓度的等离子体射流。与传统退浆工艺相比，常压等离子体退浆具有节水、节能、少污染的效果。

（二）染色与印花技术

（1）喷墨印花技术。喷墨印花被誉为21世纪纺织品印花的革命性技术，是未来纺织品印花的发展趋势。数码喷墨印花集机械、电子、信息处理、化工材料、纺织印染等技术为一体，喷墨印花系将含有色素的墨水在压缩空气的驱动下，经由喷墨印花机的喷嘴喷射到被印基质上，由计算机按设计要求控制形成花纹图案，根据墨水系统的性能，经适当后处理，使纺织品获得具有一定牢度和鲜艳度的花纹。

（2）静电印花技术。纺织品静电印花与喷墨印花相似，也是一种数字印花技术，即运用静电复印机或激光打印机的印刷原理实现先进的纺织品印花技术。纺织品静电印花技术的研究范围主要包括设备、显色剂（墨粉、色粉）和计算机控制三个方面，其中尤以显色剂的研究最为关键。根据显色方法不同，显色剂可分为粉剂（即墨粉或色粉）和液体（即油墨或电子油墨）两类，前者用于干式显色，后者用于湿式显色。织物静电印花显色剂可以是粘着型，也可以是染着型，但织物印花之后还必须进行固着处理，以满足织物的各项牢度要求。

（3）超临界二氧化碳流体染色（如聚酯、聚丙烯腈、聚乳酸等纤维染色）。当物质的温度和压力达到一定值后，液态和气态就不存在界面了，该点称之为临界点。而将温度和压强处于临界点以上的气体，称为超临界流体。超临界流体具有气体和液体两种特性，其黏度和扩散系数接近气体，而密度和溶剂性却与液体相近。这种物理特性，使溶解或分散在超临界流体中的物质具有很强的渗透力和扩散力。超临界CO2流体染色是通过加压和预热系统将CO2加热加压至超临界流体状态，有循环泵将溶有染料的超临界CO2输送到染料容器，在染料容器和染色罐之间进行循环，并周期性地穿过被染织物，完成染料对织物的上染过程。染色完成卸压后，未上染的染料与纤维分离形成粉状，经回收系统回收后再重复利用。超临界CO2一般适用于非离子染料对疏水性纤维的染色。(www.xing528.com)

（4）活性染料染色新工艺。如无盐染色、冷轧堆低温染色、中性染色、轧蒸短流程染色、低温固色、受控染色技术等。

（5）涂料轧染技术。涂料对纤维没有选择性，适用于各种纤维的染色，然而涂料又是一种不溶性的有色物质，很难进入纤维内部，对纤维没有亲和力，只能借助树脂或黏合剂固着在纤维表面。所谓涂料轧染，是指将涂料、黏合剂等制成分散体系，通过浸渍、轧压等方式使织物均匀带液，经预烘干和高温焙烘，使之均匀牢固地分布在织物表面。目前，涂料轧染的难点主要在于染色时黏合剂易粘轧辊和导辊，染深色时耐摩擦色牢度和手感不理想，限制了其应用推广。新型涂料、环保型黏合剂（如无皂黏合剂、自交联黏合剂、低黏度黏合剂等）、新型固色工艺（如低温固化、紫外线固化、等离子固化等）将是涂料轧染技术的发展趋势。

（6）还原染料的电化学染色技术。还原染料不溶于水，对纤维素纤维没有亲和力，染色时需要在强还原剂和碱性条件下，将染料分子中的羧基还原，形成可溶性的隐色体钠盐后才能上染纤维。还原染料染色中最常用的还原剂连二亚硫酸钠（俗称保险粉，分子式Na2 S2 O4）于空气中易吸收氧气而发生分解，并结块散出刺激性酸味，而且应用时会产生高浓度亚硫酸盐和硫酸盐废水，造成水体环境污染，不符合绿色环保的要求。电化学还原是一种可以代替保险粉的新型还原技术，包括电催化氢化、直接电化学还原、间接电化学还原三种。电催化氢化还原是在电化学作用下，水在处于碱性介质中的阴极被还原生成活性氢原子，此活性氢原子在阴极表面催化靛蓝分子的羰基进行加氢反应，在碱性介质中生成靛蓝隐色体钠盐。直接电化学还原法是使染液中染料中间体与电极表面直接接触而被还原的方法，在染料还原的初始阶段加入很少的化学还原剂，生成染料自由基中间体，然后通过电化学还原的方式还原中间体生成隐色体。间接电化学还原法是采用氧化态的媒介在电极表面先还原为还原态，此还原态媒介（如葡萄糖酸铁、葸醌及其衍生物、三乙醇胺铁等配合物）可以还原有机染料，而氧化态的媒介通过电化学还原得以再生。

（7）微悬浮体染色技术。微悬浮体染色技术的原理是在染浴中加入微悬浮体化助剂，该助剂与染料在染浴中构成有较强疏水性的稳定微悬浮体，由于染料微悬浮颗粒很细小，对织物组织有很强的渗透性，染料微悬浮体颗粒可以均匀地吸附在织物表面及纱线间隙中，随着温度升高，微悬浮体系逐渐解体，释放出的染料单分子向纤维内部扩散，进而固着于纤维内部，完成染色过程。微悬浮体染色解决了染色不匀的现象，缩短了染色时间，并能提高上染百分率，从而降低后道工序的负担，减少污水的排放，具有节能环保的效果。

（8）分散染料微胶囊无助剂免水洗染色技术。分散染料微胶囊化是指利用天然或合成的高分子材料作为壁材，将芯材分散染料包覆其中，形成微米级核壳结构的微小容器。分散染料微胶囊染色的核心技术就是将分散染料微胶囊化，制得符合染色工艺要求的分散染料微胶囊，加热到一定温度后，囊壁破裂达到热敏释放的目的。分散染料微胶囊染色不使用化学助剂，染色过程中不发生“增溶吸附”，染色后纤维表面仅含有极少量的浮色，因此无需清洗和皂洗。分散染料微胶囊结构分为单核型、多核型及复合微胶囊，粒径为1～200μm。微胶囊的制备方法分为化学法（聚合反应法）、物理法以及物理化学法（相分离法）。

（9）活性染料无盐无碱或低盐低碱染色技术。纤维素纤维在染液中呈负电性，活性染料成阴离子性，由于静电斥力，染料上染受到抑制，染浴中往往需要加入大量的中性电解质食盐或硫酸钠等来提高染料上染百分率，并加纯碱进行固色。这样染色后的污水成了有色含盐污水，盐的浓度高，污水处理负担加重，且生产费用增加。为提高染料利用率和降低盐、碱用量，增加染色时染料的反应固着率，一般采用阳离子改性剂对棉织物进行改性，再进行无盐无碱或低盐低碱染色。目前，研究较多的改性剂主要有高聚物（如聚环氧氯丙烷胺化物）和含多官能团的胺化改性剂。

（10）活性染料无尿素印花技术。传统活性染料印花色浆中需加入大量的尿素，帮助染料溶解与纤维吸湿溶胀，从而促进染料与纤维的反应、固着。但尿素易分解成二氧化碳和含氮化合物，不仅使水体的化学需氧量升高，还极易造成藻类繁殖和水体富营养化。目前，尿素替代品的开发及相关工艺改进是减少活性染料印花中尿素用量的主要方法。尿素替代品主要有直接替代尿素的助剂（如相对分子质量为400和600的聚乙二醇、霍美卡陀尔C、自制助溶剂DN-0515及一些醇醚类结构的表面活性剂）及与尿素复配产物（如丙三醇、三甘醇等与尿素复配物）。

（三）后整理技术

（1）泡沫整理。传统浸轧的轧液率为70%～100% （大多数控制在95%左右），而泡沫整理仅需15%～30%，且拉幅机的速度可从110m/min提高到250m/min。

（2）生物酶后整理。例如，应用纤维素酶对棉织物进行抛光、柔软处理，用蛋白酶对羊毛类织物进行防毡缩整理等。