当前世界环境

介绍

染料给附着在其上的材料着色。染色是纺织工业中最重要的操作之一，染色使用多种染料(Telis 2001)。

传统上用于天然纤维着色的染料在使用前是水溶性或可溶性的，需要盐键或范德华力来赋予纤维亲和力。染料以水溶性形式应用于天然纤维后可能不溶解，或者它们与纤维发生化学反应以防止被去除。分散染料是一种不溶于水的染料，应用于合成纤维的水分散。

聚酯是一种结晶性很强的热塑性聚合物，聚在一起非常紧密。聚酯用分散染料染色。当被发现用分散染料染色时，会产生高浓度的污染物质，导致废水的有害影响更大(引入歧途2003)。本文讨论了涤纶的“高温染色法”和“载体染色法”。涤纶纤维和织物的染色工艺复杂，但与还原染料、硫染料、直接染料和分散染料相比，染色后的污染负荷更大。主要原因是染料中的分散剂、醋酸、变形剂以及染色过程中的洗涤和还原清理。分散染料通常应用于pH值为4.5-5.5的聚酯纤维。重要的是，在染色过程中保持所需的pH值，以防止纤维水解和染料降解。

酸用于涤纶染色，以保持酸性pH值(4.5-5.5)，醋酸可用于此。在整个染色过程中保持所需的pH值是很重要的。但由于醋酸分子中存在两个碳原子，其生物降解性并不理想。因此，采用其他有机酸替代乙酸的方法来维持pH值，使染色效率处于最佳水平。本研究中使用的其他两种酸是草酸和甲酸。这两种酸是可生物降解的，总有机碳含量很低。虽然草酸和乙酸的TOC相同，但草酸是二酸，所以需要的量较少。甲酸的TOC仅为醋酸的一半(在88年和保罗2003年)。污染的原因是在染液中添加的未用完的染料和其他化学物质以及染液的洗涤、清洗过程，这些都带来了很高的有害影响(Deo et. Al. 9)。

在涤纶染色过程中，一定要加入表面活性剂来协助染色过程，即可以使用额外的分散剂来帮助保持染料的分散。分散剂增加染料的溶解度。在染色织体涤纶时，为了使色光均匀，不可避免地会引入过量的分散剂。而所用染料的分散剂重量占其总重量的1/3。一些流平剂、消泡剂、润湿剂和金属堵塞剂也可用来增加迁移、流平和纤维渗透的速度(史密斯和米塔尔99，维迪亚，放松)。这些分散剂由甲酚萘磺酸钠盐、甲醛凝析液制成(Sampath 2003)。采用表面活性剂防止染料表面沉积。由烷基硫酸盐、烷基磺酸钠、环氧乙烷、脂肪醇缩合物、¹²等。所有这些化学物质都很难被生物降解，有些还有毒。^13，14染色后未使用的染料和化学物质会造成较大的出水负荷和对环境的不良影响。

图1所示。两种方法(废气染色法和载体染色法)对聚酯污染物的比较 点击这里查看图

在聚酯中染色的载体染色大部分载体含有乳化剂，以促进除了温水外的分散体，并与分散染料相容。载体没有被纤维充分吸收。载体的左侧部分增加了废水负荷。载体在蒸汽或热处理中也是挥发性。原因导致空气污染。载体具有令人反感的气味，一些氯化物类型对鱼类和细菌污泥显着毒性。^15日16表1显示了不同载体的污染数据。^26日,27日

第一个表比较了不同载体的污染物，但在涤纶染色中对环境的危害更大。但高温染色法比载体染色法出水少，危害小。所以载体法应该被并排替换。如表2和图1所示。

表1:不同载体污染数据比较 点击此处查看表格

本文讨论了两种不同方法HET染色方法和载体染色的聚酯染色的比较研究及不同染料浴中的色度和污染载荷。还研究了染料浴中不同参数的乙酸污染负荷的替代方案。

材料和方法

染色

P/V混纺织物涤纶组分分散染料染色研究。

机

高温高压甘油烧杯染色机，电脑配色系统。

织物

用于本实验的水洗涤粘(65-35%)织物经200°C漂白和热沉淀。染料/色度:分散染料。

表2:两种不同方法对聚酯污染物的比较 点击此处查看表格

酸

(30%强度)醋酸，甲酸，草酸。

采用以下配方:分散染料- 1%，润湿剂- 1gpl，染色助剂- 0.5 gpl，酸- 0.5 gpl染色温度- 130℃，时间- 1小时，M.L. 1:20

样品染色:(高温染色）

将所需的染料与分散剂混匀溶于水中，制成染料溶液。染料溶液按1:20 M: L比例配制，pH为4.5 - 5.5，每浴加一滴酸即可。先将温度提高到60°C，然后是90°C，再以1°C / min的速度提高到115°C。温度进一步提高到130°C。在这个温度下染色持续了大约一个小时。然后用冷水穿过机器的外套，将机器冷却到80°C。染色采用实验室染色机(HTHP)染色管进行。所有织物样品重量为300克，每次染色过程中，准备和使用1/100的染料库存溶液。所有染色样品的染色浴比为1:20 M: l。取出样品并保存，待未耗尽的染料溶液保存，以便进一步测定污染负荷。

样品染色(载体染色)

样品分别在普通高温高压染色机上用载体法染色。在载体法中只使用乙酸。温度为110+/5°C。染色样品和排出的染料槽被保存以测量染料的吸收和废水分别负载。

在载体方法中，载体施加为1gm / lt。使用两种载体可选B（YCL），DilatIntcr（Sandoz）。

表3:染色样品在m: L 1:20的浴液中相对色强 点击此处查看表格

样品的染色分别采用废气法和载体法。染色样品和未耗尽的染料浴分别用于测定染料的吸收和流出负荷。

k / s值的测量：从最大吸收时从织物的反射率计算所有k / s值是染料的长度。在400-700 nm的可见范围内。从彩色软件读取颜色值是从织物样品的4个不同部分取出的。样品折叠4次以进行颜色测量。

通过Perkin Elmer计算机配色系统测定不同染色样品的相对色强(K/S)来评价不同染色样品的染色性能。这些值与基质中着色剂的浓度成正比。它的函数给出了反射率和浓度之间的关系。¹⁵



K =吸收系数。
S =散射系数。
一个=是波长ë处的光学常数，通常称为“Alpha值”。

标准方法用于确定BOD（5天），COD，D.S.和其他用户参数。

表4:m: L 1:20 (ht染色)法测定cod、bod、值、溶解固体和废气染色槽颜色的比较 点击此处查看表格

结果与讨论

HT染色方法

比较染色样品的相对颜色强度(使用三种酸)。以常规方法即醋酸染色的样品为参比标准，取色值为100%，如表3所示。

BOD，COD值和溶解的固体和排气染色浴的溶解固体的比较表4。

载体染色方法

用分散红和两种不同载体染色样品的相对色强比较。用醋酸废气法染色的样品被认为是100%的上色值。

COD值和溶解固体的比较。

表3显示了样本的相对颜色强度与分散红染色,使用酸控制分散蓝和分散黄博士比较样品染色的醋酸作为参考标准,相同的颜色强度值为100%。与在草酸存在下染色样品的相对显色强度比较，分别为101.24、99.44和101.01。从这些结果可以推测，草酸比甲酸和乙酸具有更高的显色强度。

表5：两种不同载体的染色样品相对色强度的比较 点击此处查看表格

由表4可知，使用甲酸时，COD和BOD值最低。草酸的BOD和溶解固体值为170 ~ 205 mg/lt。和1640 - 4490ppm，但COD值略有增加。在常规染色方法(HT染色法)中，BOD和溶解固体值在184 ~ 216 mg/lt之间。1720到4560 ppm。因此，可以得出结论，在使用草酸时，分散染料的耗竭率最大，出水负荷最小或更小。

从表5中看出，具有染色样品的相对色彩强度，具有驱散红色19和两个不同的运营商。用醋酸染色的样品被认为具有100%的挑色值。

表6:载体染色法中cod与溶解固体的比较 点击此处查看表格

表6显示了COD值和溶解固体的比较。前面已经提到，使用载体产生更多的污染负荷在这里的结果证实。载体染色法织物的提色值较好，但COD值和可溶性固形物值在选择性染色法(YCL)中有所提高。而另一种载体——膨胀素TCR则提供了更好的结果。它们很难降解。因此在涤纶染色时必须减少或限制载体的应用。所以为了更好的环境或绿色的环境必须采用废气染色方法。

结论

涤纶总是用能产生高浓度污染物质的分散染料染色。在传统的方法中，使用醋酸来维持酸性，使问题进一步恶化。其他有机酸已被发现提供低污染负荷。其中，草酸能最大限度地吸收染料，较好地耗尽染料浴，污染负荷最小。草酸作为一种二酸造成的污染负荷较小，因为所需的酸量较少。草酸其次是乙酸。甲酸的作用是降低颜色的拾取。在这三种酸中，BOD和DS大致相同，但有草酸对COD有轻微的增加。虽然甲酸降低了污染负荷，但色彩强度也略有降低。通过在配方中合理使用草酸，染料操作可以在传统方法的色强值水平上进行优化，并最大限度地减少污染负荷。在整个生产过程中，草酸的添加需要严格监控。第二种涤纶染色法(载体染色法)的有害因素COD、溶解固体和BOD较高。两种方法的BOD和溶解固体含量都较高。载体在自然界是有毒的，会造成空气污染。这种方法的另一个限制是降低耐光性和光斑效应。两种染色方法的比较HT染色对涤纶染色效果较好。

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