棉在有機溶劑中的活性染料染色及其環(huán)境影響評價.pdf

1、活性染料作為最常用的棉用染料，自發(fā)明以來，圍繞提高染料固色率、減少無機鹽用量、治理染色廢水而展開的研究接連不斷。相比這些傳統末端治理技術，從源頭控制污染的清潔染色技術在可持續(xù)發(fā)展方面更具優(yōu)勢。
　　本文從兩個方面圍繞“非水染色新技術”展開研究：
　　1）探討了乙烯砜染料在混合非質子有機溶劑中對棉的染色技術，為項目中后續(xù)的筒子紗溶劑染色的中試提供科學依據。在非質子溶劑中，二甲基亞砜（DMSO）溶脹棉的能力出眾，被選為該體系的溶

2、劑之一。碳酸二甲酯（DMC）作為一種助溶劑，通過提高染料在DMSO/DMC混合溶劑中的化學位促進染料吸附，實現了無鹽染色。DMSO和DMC這兩種溶劑均是環(huán)境友好、安全性高的綠色溶劑。研究發(fā)現有機堿才能幫助乙烯砜染料在溶劑染色中固色。在所選胺堿中，1,4-二氮雜二環(huán)[2.2.2]辛烷（DABCO）是促進染料同棉纖維反應的最有效堿劑。HPLC證實該體系下的固色機理是染料首先同胺堿形成活性的中間體。染色殘液經簡單染化料補充和溶劑比例調整后可直

3、接進行循環(huán)回用。10次循環(huán)染色織物的色深始終保持一致。對于乙烯砜型染料，該染色方法具有普適性，染后織物有良好的提升性和色牢度?；?DMSO/DMC體系的非水染色方法從源頭上杜絕了活性染料無效水解以及無機鹽的使用，并且染色殘液可以循環(huán)回用，在染色可持續(xù)發(fā)展上體現了一定的優(yōu)勢。
　　2）從環(huán)境管理角度出發(fā)，使用生命周期評價（LCA）方法分析比較了傳統水相全棉筒子紗染色工藝和一種基于DMSO/全氯乙烯（PCE）體系的筒子紗溶劑染色工藝

4、。本文采用SimaPro軟件中的CML-IA baseline方法，通過收集兩種筒子紗生產過程的物質能源消耗和污染物排放清單，定量評估了兩種筒子紗染色工藝在全球變暖（GWP）、酸化（AP）、非生物損耗（ADP）、非生物化石燃料損耗（ADP(fossil fuels)）、臭氧層損耗（ODP）、富營養(yǎng)化（EP）以及光化學氧化（POCP）這7個方面的環(huán)境影響。結果表明，DMSO/PCE體系下染色的筒子紗的7種標準化潛值均高于水相染色筒子紗，因

5、而沒有在環(huán)境影響方面體現出優(yōu)勢。通過對輸入參數的貢獻分析和敏感度分析，發(fā)現DMSO/PCE溶劑染色方法的主要問題在于PCE的使用。特別在ODP方面，PCE極易造成臭氧層損耗，染色過程中PCE的泄露系數與POCP潛值直接相關。此外，很大部分的環(huán)境影響來自溶劑染色方法采用的130℃高溫固色，該過程消耗了大量電能，間接增加了環(huán)境負荷。因此，非水染色技術開發(fā)的首要任務是選擇環(huán)境友好、低毒性的溶劑，并通過優(yōu)化降低染色過程中的能量消耗。本課題組后續(xù)