洗滌劑在印染工業(yè)中的應(yīng)用

1、洗滌劑在印染工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展摘要表面活性劑的洗滌作用在印染加工中主要應(yīng)用于前處理的精練劑以及印染后處理的凈洗劑。近年來，隨著國際紡織市場對紡織生態(tài)學和綠色紡織品的日益重視，印染用洗滌劑的發(fā)展也逐漸以開發(fā)環(huán)保、高效、多功能型高品質(zhì)產(chǎn)品為目標，取代禁用和限制使用的表面活性劑來滿足綠色紡織品市場的迫切需要。關(guān)鍵詞洗滌劑 印染 發(fā)展 精練劑 凈洗劑一、 引言表面活性劑是印染助劑的最主要原料，表面活性劑本身和其復配品種幾乎占印染助劑的80。表面活性劑的洗滌作用在印染加工中主要應(yīng)用于前處理的精練劑以及印染后處理的凈洗劑，印染半制品的品質(zhì)以及印染成品的色牢度等指標與洗滌劑的性能、效用密切相關(guān)。二、 表面活性

2、劑的洗滌作用所謂洗滌，就是指浸在某種介質(zhì)中的待洗物去除油污的過程。具有洗滌作用的表面活性劑在洗滌過程中主要表現(xiàn)為以下三方面的作用：（1） 對待洗物表面的潤濕；（2） 在待洗物和油污界面的吸附，降低表面張力以及待洗物與油污間的表面能，使油污脫離待洗物表面；（3） 對油污的分散和懸浮作用，使已經(jīng)從待洗物表面脫離下來的油污能很好地分散和懸浮在洗滌介質(zhì)中，而不再沉積在基質(zhì)表面。在實際進行的各種洗滌過程中，洗滌體系是復雜的多相分散體系，分散介質(zhì)是含有多種組分的復雜溶液，洗滌劑、油污、待洗物之間發(fā)生潤濕、滲透、吸附、乳化、分散、增溶、解吸、起泡等一系列復雜的物理作用或化學反應(yīng)，而且體系中涉及的表面或界面以

3、及油污的種類及性質(zhì)千差萬別，因此洗滌過程是相當復雜的過程【1】。一般來說，影響表面活性劑洗滌作用的因素主要包括以下幾個方面【1】，【2】：（1） 表面活性劑降低洗滌液表面張力的能力。洗滌液的低表面張力不但有利于油污和待洗物的分離，而且有利于油污的乳化和分散，防止再沉積。（2） 表面活性劑在界面的吸附狀態(tài)。對于陰離子表面活性劑而言，在水溶液中呈負離子性，而一般固體表面（包括待洗物基質(zhì)以及油污）在水介質(zhì)中帶負電，二者存在靜電斥力而不利于吸附。但如果固體表面非極性較強，則二者可通過范德華引力吸附（克服了靜電斥力），表面活性劑的疏水鏈吸附于固體表面，陰離子極性頭伸入洗滌液中增加了油污與待洗物表面的表面

4、電勢，電排斥能增大，從而利于油污的去除。對于非離子表面活性劑而言，在非極性纖維的表面，是通過表面活性劑的疏水性碳鏈與纖維分子間的范德華力來實現(xiàn)的。而在親水性纖維（如棉纖維）上，是通過聚氧乙烯鏈中的醚鍵氧原子與棉纖維表面的羥基形成氫鍵來實現(xiàn)的。（3） 表面活性劑的乳化作用。如果乳化作用顯著，則可以使已經(jīng)脫離待洗物表面的油污乳化并穩(wěn)定地分散于洗滌液中，有效地阻止再沾污。（4） 表面活性劑的增溶作用。當表面活性劑在洗滌液中的濃度大于其臨界膠束濃度時，表面活性劑發(fā)生增溶作用，此時，油污的去除程度隨表面活性劑的濃度增加而顯著增加。用作洗滌劑的表面活性劑主要是陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑兩大類。

5、兩性離子型表面活性劑和陽離子型表面活性劑雖然有時也會被少量添加在洗滌劑中，但只是利用其能改善織物洗后手感的作用，不作為主劑使用。三、 洗滌劑在印染工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展近年來，印染用表面活性劑的發(fā)展主要以環(huán)保型、高效和復配多功能型作為主要目標。1、 APEO及LAS的環(huán)保替代烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）具有良好的洗滌、潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等作用，性質(zhì)穩(wěn)定、耐酸堿且成本低，曾被廣泛地用于紡織、印染、造紙、石油、制藥等工業(yè)。在印染加工中，APEO主要添加在前處理助劑（如精練劑、滲透劑等）以及染后凈洗劑中【3】，【4】，【5】。但是，近年來，APEO的生態(tài)安全性被不斷地質(zhì)疑，主要集中在其毒性、較差

6、的生物降解性、環(huán)境激素、以及在APEO生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有害副產(chǎn)物這四方面。歐盟規(guī)定自2005年1月17日后全面禁止使用含有APEO的產(chǎn)品，同時也公布了對于想要獲得“歐洲紡織品生態(tài)標簽（EcoLabel）”的紡織品供應(yīng)商，必須提供所用的紡織助劑不含有APEO的證明【4】。除了APEO，常用于傳統(tǒng)洗滌劑配方中的直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS）也在歐洲紡織品生態(tài)標簽（EcoLabel）明確規(guī)定禁止使用的七種表面活性劑之列。LAS由于LD502500mg/kg，LC504.0mg/kg有較強毒性，對皮膚有刺激性【9】。鑒于這種情況，開發(fā)APEO及LAS的環(huán)保替代品成為近年來表面活性劑研究的熱點之一。到目前為止

7、，新產(chǎn)品主要集中在以下幾個品種：（1） 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚（FEO）毒性很小，LD50在30008000mg/kg，生物降解率大于80，是一種無公害的非離子型表面活性劑【3】。目前在許多助劑中，已經(jīng)采用FEO來替代APEO，如：AEO系列是C12C16的脂肪醇聚氧乙烯醚；平平加O系列；JFC系列；Softanol系列是C12C14的仲醇聚氧乙烯醚系列；BASF公司的Lutenol系列TO、XA（XL）、XP、ON等，是十三、十五碳異構(gòu)醇聚氧乙烯醚【4】，【5】。（2） 烷基或烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽或磺酸鹽烷基或烷基聚氧乙烯醚硫酸鹽或磺酸鹽均為水溶性較好的陰離子型表面活性劑，耐硬水，

8、具有良好的去污、潤濕、分散、乳化和滲透能力，生物降解性能好，不含致癌芳胺和重金屬離子【4】。如：AES烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉AOS烯烴磺酸鈉SAS仲烷基磺酸鈉（3） 二壬基酚聚氧乙烯醚【4】二壬基酚聚氧乙烯醚（DNP）具有優(yōu)良的凈洗、乳化、分散、潤濕、鰲合等功能，并且低毒、低刺激、穩(wěn)定性良好，生物降解率遠遠高于APEO，沒有環(huán)境激素，可以用于替代APEO。（4） 醇醚羧酸鹽【4】，【5】醇醚羧酸鹽（AEC）是一類新型的多功能陰離子型表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為：R（OCH2CH2）nOCH2COONa結(jié)構(gòu)與肥皂相似，但嵌入的聚氧乙烯鏈使其兼有了非離子表面活性劑的特點。AEC能在廣泛的pH條件下使用，具

9、有卓越的去污性、潤濕性、乳化性、分散性和鈣皂分散能力，耐硬水、耐酸堿，無毒，易生物降解。（5） 脂肪酸聚氧乙烯甲醚【3】脂肪醇聚氧乙烯甲醚（FMEE）是今年來發(fā)展的非離子表面活性劑，用于替代APEO，具有杰出的滲透性能、洗滌性能和乳化性能，無毒，易生物降解，是一類綠色環(huán)保產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)如下圖：（6） 脂肪酸甲酯-磺酸鹽（MES）【9】MES是利用天然油脂，經(jīng)甲酯化和磺化而得，其化學結(jié)構(gòu)為：RCH（SO3Na）COOSO2OCH3MES毒性低，生物降解性能高，具有良好得去污性能。（7） 單烷基二苯醚二磺酸鹽（ADPEDS）【9】ADPEDS是由二苯醚和-烯烴或鹵代烴反應(yīng)引入烷基再磺化而得，有極強得

10、乳化能力和較好得潤濕力和分散力。易生物降解，環(huán)境相容性好。一些替代品與LAS的生物毒性和生物降解率的比較見表1：表1【9】 LAS與一些表面活性劑的環(huán)保性能比較（8） 烷基多糖苷（APG）APG是復雜糖苷化合物中糖單元2的化合物總稱，可用GnOR來表示，其中G代表葡萄糖單元，n表示糖單元數(shù)（2、3、4、5），R為C8C16的烷基，其中又以C12烷基糖苷的性能較為優(yōu)異【6】。APG是由葡萄糖（或淀粉）和脂肪醇在酸催化作用下形成的，毒性較小，對皮膚和眼睛的刺激性為非離子型表面活性劑中最低，有很好的生物降解性，5天內(nèi)降解率為80，最終生物降解率可達99.3【3】。APG屬于非離子型表面活性劑，但又與

11、通常的非離子表面活性劑不同，無濁點，水稀釋后無凝膠現(xiàn)象。兼有非離子和陰離子表面活性劑的特性【7】。APG具有優(yōu)良的潤濕性能和去污能力，配伍性好，可與LAS、AES等表面活性劑復配增強洗滌功效。（9） N烷基葡萄糖酰胺（AGA）AGA也是一種以葡萄糖（或淀粉）為原料制成綠色表面活性劑，無毒，易生物降解，對皮膚刺激性小性能近似于APG，在西歐主要用于替代APEO、AEO、LAS作為洗滌劑【3】，【8】。2、 復配環(huán)保型多功能精練劑近年來，印染加工過程中所使用的精練劑的發(fā)展主要是通過多種環(huán)保型表面活性劑的復配達到多功能環(huán)保助劑的要求。大部分的環(huán)保型精練劑是以烷基多苷（APG）、脂肪醇醚、烷基聚氧乙烯

12、醚硫酸鹽（AES）、脂肪酰胺琥珀酸單酯磺酸鈉（AMESS）、脂肪酸甲酯磺酸鹽（MES）等為主要原料添加其他功能性助劑復配而成【9】。如Clariant公司的Sandoclean T10就是由脂肪醇、聚二醇醚、芳香基磺酸鹽等表面活性劑復配而成的一種易生物降解，具有潤濕、洗滌功能，適宜于退、煮、漂一步法工藝的精練劑【10】。國內(nèi)沈一峰等人【11】制備的復合精練劑KF-110集堿劑、乳化劑、洗滌劑、潤濕劑的特點和性能為一體，可用于浸漬、軋蒸、冷軋堆等不同的工藝。此外，還有黃紅生等人【12】制備的耐強堿高效精練劑KX301+，是采用AMESS、APG為主要原料，復配其他特殊功能型助劑而成。3、 高效環(huán)

13、保的凈洗劑除用作前處理中的精練之用，表面活性劑的洗滌作用還常用于印染后處理，目的在于去除浮色，提高成品色牢度。同樣地，高效環(huán)保也是印染后凈洗劑發(fā)展的目標。近年來國內(nèi)外已有許多產(chǎn)品研發(fā)成功，如董淑秀等人【13】采用十二烷基甜菜堿（BS-12）為主要成分與JFC復配的活性染料凈洗劑，洗滌效果好，可一定程度上提高成品的水洗牢度。四、 結(jié)語總的來說，印染助劑的發(fā)展趨勢是在原有品種和原料供應(yīng)的基礎(chǔ)上，適應(yīng)國際國內(nèi)紡織市場的要求，適應(yīng)國際國內(nèi)生態(tài)環(huán)保法規(guī)的要求。因此，印染用洗滌劑的研究和開發(fā)也應(yīng)以環(huán)保、高效、復合多功能作為目標，以能滿足國際國內(nèi)對生態(tài)環(huán)保日益迫切的要求【14】，【15】，【16】?！緟⒖嘉?/p>

14、獻】【1】 王世榮等編 . 表面活性劑化學 . 北京：化學工業(yè)出版社，2005【2】 蔣慶哲等編 . 表面活性劑科學與應(yīng)用 . 北京：中國石化出版社，2006【3】 陳榮圻，烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）的禁用和代用，印染，2006 No.12：4549【4】 金鮮花，APEO的禁用和環(huán)保替代，紡織導報，2006 No.5：7780【5】 金鮮花等，紡織印染助劑中APEO的環(huán)保替代，印染助劑，Vol.23 No.11，2006（11）：1618【6】 紀俊玲等，烷基糖苷（APG）及在紡織助劑中的應(yīng)用，印染助劑，Vol.23 No.6，2006（6）：14【7】 歐陽新平等，烷基多苷的研究進展，江蘇化工，2002 Vol.30（5）：1921【8】 王峰等，新一代綠色表面活性劑烷基葡萄糖酰胺，日用化學工業(yè)，2002 Vol.32（1）：4345【9】 唐育民，精練劑的演變及前處理清潔生產(chǎn)的必然性，印染助劑，2006，Vol.23 No.9：14【10】 陳榮圻，環(huán)保型印染助劑發(fā)展方向探討（上），染整技術(shù)，2006 Vol.28（8）：3035【11】 沈一峰等，精練劑KF-110在棉織物前處理中的應(yīng)用，印染，2005（8）：2728【12】 黃紅生等，環(huán)保型高效