紡織工業(yè)在紡絲、紡紗、織布、印染至成品的各道加工工序中，根據(jù)各種纖維的性能需使用不同的輔助化學(xué)藥劑，以提高紡織品質(zhì)量、改善加工效果、提高生產(chǎn)效率、簡化工藝過程、降低生產(chǎn)成本并賦予紡織品各種優(yōu)異的應(yīng)用性能。這種輔助化學(xué)品通稱為紡織染整助劑。
紡織助劑對提高紡織品的產(chǎn)品質(zhì)量和附加價值具有不可或缺的重要作用，它是一種紡織品生產(chǎn)加工過程中必須的化學(xué)品。它不僅能賦予紡織品各種特殊功能和風(fēng)格，如柔軟、防皺、防縮、防水、抗菌、抗靜電、阻燃等，還可以改進(jìn)染整工藝，起到節(jié)約能源和降低加工成本的作用。紡織助劑對提升紡織工業(yè)的整體水平以及在紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的作用是至關(guān)重要的。
目前全世界紡織助劑有近100個門類，生產(chǎn)近1.6萬個品種，年產(chǎn)量約410萬噸。其中歐美紡織助劑品種48個門類，8000多個品種；日本有5500個品種。據(jù)報道，2004年世界紡織助劑市場銷售額就已達(dá)到170億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)年的染料市場的銷售額。我國紡織助劑生產(chǎn)廠家約2000家，以民營企業(yè)居多（合資和獨資企業(yè)占8-10%），主要集中在廣東、浙江、江蘇、福建、上海、山東等省市。我國生產(chǎn)的紡織助劑可滿足國內(nèi)紡織市場需求的75-80%，國產(chǎn)紡織助劑產(chǎn)量的40%出口到國外。但國產(chǎn)紡織助劑在品種和質(zhì)量以及在合成和應(yīng)用技術(shù)方面與國際先進(jìn)水平相比還有較大差距，專用和高檔紡織助劑尚不得不依賴進(jìn)口。
紡織助劑產(chǎn)品約80%是以表面活性劑為原料，約20%是功能性助劑。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，全世界的表面活性劑工業(yè)已趨成熟。近年來紡織工業(yè)生產(chǎn)中心由于眾所周知的原因已從傳統(tǒng)的歐洲、美國逐步向亞洲轉(zhuǎn)移，使得亞洲地區(qū)的紡織助劑需求量快速增長。
當(dāng)今紡織助劑的基本安全性要求
當(dāng)今國際市場上對紡織品提出了安全性和生態(tài)性的強(qiáng)烈要求,不管各種認(rèn)證體系和各家紡織品公司對這些要求有多少差異,為了便于消費者識別和購買,對紡織品的安全性都有基本的要求,即滿足下列六方面的要求:(1)無VOC(無揮發(fā)性有機(jī)化合物);(2)無FA或低FA(無甲醛或低甲醛);(3)無DS(無危險性化學(xué)物質(zhì));(4)無EH(無環(huán)境激素);(5)無PFOS與PFOA(無全氟辛烷磺酸鹽和磺?；锱c全氟辛酸);(6)無AOX(無可吸附有機(jī)鹵化物).這也是國內(nèi)外市場對所用紡織助劑的基本安全性要求,也就是說出于環(huán)境保護(hù)和人體健康的一般考慮,紡織助劑應(yīng)不含VOC、FA、DS、AOX、EH、PFOS與PFOA.
一、無VOC
VOC是指揮發(fā)性有機(jī)化合物如甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙烯基環(huán)己烷、苯基環(huán)己烷、丁二烯、氯乙烯、甲醛、芳香劑、汽油、煤油、白精油和多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔?例如焦油)等,它們會對人體健康和周圍環(huán)境造成很大危害,因此國外不少國家制定了VOC法規(guī),目前世界上包含范圍最廣的VOC法規(guī)是美國的CleanAir Act,歐盟、瑞士等也都有VOC法則.為了對助劑中的VOC有一個量的判斷,必須對其進(jìn)行定量分析,嗅覺判斷法無論對人體的安全性還是測量的準(zhǔn)確性都是不夠和不妥的.目前國際上定義VOC是由碳元素與一個或多個氮、氧、氫、硫、磷、硅或鹵素(氟、氯、溴、碘)相結(jié)合的化合物,且在20℃或運行條件下其蒸氣壓超過0.01 kPa和不發(fā)生化學(xué)變化.瑞士除了考慮化學(xué)物質(zhì)的蒸氣壓外,還規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)壓力下的沸點≤240℃且不發(fā)生化學(xué)變化等,這是VOC定量分析的基礎(chǔ),通常采用儀器組合來進(jìn)行分析.紡織品涂料印花是采用VOC量較大的加工,原來使用的糊狀合成增稠劑中礦物油含量達(dá)到35%~65%,VOC量大大超過法規(guī)允許的限量,因此發(fā)展了粉狀增稠劑,雖然VOC量從原來的35%~65%下降到4%~6%,但可加工性(如溶解性和可膨脹性等)比較差且粉塵易飛揚,再加上配制印糊的粘度控制和調(diào)整比較困難,還會因膨脹不充分產(chǎn)生凝膠粒子堵塞網(wǎng)板等,使得粉狀增稠劑在市場上推廣較慢.新開發(fā)的以無VOC天然油為基礎(chǔ)載體制備的新型糊狀合成增稠劑既解決了VOC問題,又具有糊狀合成增稠劑(含礦物油)的一系列優(yōu)點.代表產(chǎn)品有瑞士CHT公司的Tubivis ECO 650和Tubivis ECO 400,前者是一個經(jīng)濟(jì)性好的產(chǎn)品,后者能滿足電解質(zhì)穩(wěn)定性、滲透性和印制輪廓清晰性等在內(nèi)的最高技術(shù)要求,目前我國還沒有類似產(chǎn)品.既然對這樣一個難度較大的VOC問題都找到了解決的辦法,紡織助劑的其他VOC問題應(yīng)該不難解決.
二、無EH
目前國際市場上公認(rèn)的70種環(huán)境激素(EH)中與紡織助劑有關(guān)的環(huán)境激素有多氯聯(lián)苯、烷基酚、多氯二苯并對二噁英、鄰苯二甲酸酯類化合物、氯化苯酚、有機(jī)錫化合物、二苯甲酮和對硝基甲苯等26種,占了環(huán)境激素品種數(shù)的37%.這些環(huán)境激素通過不同方式進(jìn)入紡織助劑中:(1)用作原料;(2)作為最終產(chǎn)品;(3)在助劑制備過程中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生;(4)在產(chǎn)品受到高溫或燃燒時產(chǎn)生.近年在對我國紡織品進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn)的問題,有相當(dāng)部分都與環(huán)境激素有關(guān),列第一位的是與環(huán)境激素烷基酚直接關(guān)聯(lián)的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO);列第二位的是環(huán)境激素鄰苯二甲酸酯類化合物,它們主要用于涂層整理、柔軟整理、增塑溶膠印花以及涂料染色等,目前我國鄰苯二甲酸酯類化合物的年產(chǎn)量很大,約150萬t,表觀消費量140萬t,使用面很廣,雖然已開發(fā)出一些取代品如多元醇苯甲酸酯等,但性能還有待提高;列第三位的環(huán)境激素是有機(jī)錫化合物,包括一丁基錫(MBT)、二丁基錫(DBT)、三丁基錫(TBT)、四丁基錫(TeBT)、磷酸三環(huán)己錫(TCyHT)、一辛基錫(MOT)、二辛基錫(DOT)、三辛基錫(TOT)、三苯基錫(TPhT)、三丙基錫(TPT)等一個系列共10個品種,主要有6個品種即DBT、TBT、TCyHT、TOT、TPhT和TPT.目前它們除了在單體聚合時用作催化劑、聚合物的穩(wěn)定劑或在防腐涂層時會被帶到紡織品上外,已不再作為殺菌劑用于紡織品上.顯然紡織助劑中要做到無EH,目前還有一定難度,必須加強(qiáng)開展技術(shù)革新和開發(fā)新產(chǎn)品的力度,加強(qiáng)管理和檢測,消除污染源,當(dāng)前的重點是要解決烷基酚聚氧乙烯醚和鄰苯二甲酸酯類化合物的取代問題.
三、無DS
DS是指危險性化學(xué)物質(zhì),具有低的引火點,例如丙酮的引火點為-20℃,它是一個危險性化學(xué)物質(zhì).目前為了保證紡織助劑中不含危險性化學(xué)物質(zhì),都用高引火點、安全的化學(xué)物質(zhì)來制備,如一縮二丙二醇甲醚的引火點為74℃,三縮四丙二醇甲醚的引火點為135℃,己二醇的引火點為110℃等,用它們?nèi)〈苽浼徔椫鷦┚捅容^安全.再如火油的引火點較低,用其制備的乳化增稠漿易燃、易爆,危險性大,現(xiàn)在都用不含礦物油或低礦物油的合成增稠劑來取代,大大提高了涂料印花的安全性.
四、無PFOS與PFOA
PFOS和PFOA都是有機(jī)氟化合物,目前國際市場上對它們的限制很嚴(yán),是當(dāng)今紡織助劑中一個值得關(guān)注的安全性問題.
五、無FA或低FA
關(guān)于紡織助劑中甲醛(FA)的含量,國內(nèi)外很早就頒布了法規(guī),最近國際市場上的不少法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)以及品牌紡織品銷售商的化學(xué)品限制條款中對甲醛含量的要求更嚴(yán)格.按照這些要求,國內(nèi)外紡織助劑生產(chǎn)企業(yè)都開發(fā)了不少低甲醛(甲醛含量<75×10-6)和無甲醛的助劑來取代含甲醛的助劑,包括固色劑、抗皺免燙整理劑、粘合劑、交聯(lián)劑、分散劑、阻燃劑和防水拒油整理劑等.從目前情況分析,取代已有一定基礎(chǔ),要做到紡織助劑無甲醛或低甲醛是可能的.
六、無AOX
AOX是可吸附的有機(jī)鹵化物的英文縮寫,是指用活性炭可吸附的有機(jī)鹵化物.由于AOX在一定條件下會反應(yīng)生成多鹵二苯并對二噁英(PHDDO)和多鹵二苯并呋喃(PHDF)等致癌物質(zhì),因此對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害很大.在紡織助劑中有不少品種都屬于AOX,可概括成下列五類:(1)含鹵有機(jī)載體,如二氯苯、三氯苯、一氯甲苯、二氯甲苯、三氯甲苯等;(2)氯化烴溶劑,如1,1,1-三氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、三氯乙烯、1,3-二氯丙烯、四氯乙烯、四氯化碳等;(3)含鹵整理劑,如含鹵阻燃劑有TRIS即三-(2,3-二溴丙基)磷酸酯、PBB即多溴聯(lián)苯、PBDPE即五溴二苯醚、OBDPE即八溴二苯醚等,目前市場上至少有10多個常用的品種;防縮整理劑有羊毛防縮整理劑等;防蛀劑有Mitin FF、Eulan U33、防蛀劑N等;含鹵殺蟲劑有DDT即二氯二苯三氯乙烷等;防霉防腐劑有五氯苯酚等;含鹵殺菌劑有霉菌凈ASM即5,5’-二氯-2,2’-二羥基二苯甲烷等,共涉及市場上30~40個重要的整理劑品種;(4)含鹵前處理劑,如含鹵精練劑有氯氟烯烴類溶劑等,還有含氯漂白劑等;(5)聚氯乙烯.
目前在紡織助劑中不用含鹵有機(jī)化合物還有一定難度,如近年已開發(fā)出幾個取代含鹵有機(jī)載體的無鹵載體如N-甲基鄰苯二甲酰亞胺、N-萘基馬來酰亞胺、雙丙醇(Procar DCR)、二乙二醇單丁醚、N-環(huán)己基吡咯烷酮等,但推廣應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)性還有不少問題,新開發(fā)的用85%二乙烯乙二醇和10%N-環(huán)己基吡咯烷酮組成的混合物是一個性能良好的取代品,價格也適中,商品為Swelling agent G,但混合溶劑的回收還需解決;阻燃整理劑雖開發(fā)出一些不含鹵素的新品種如雙環(huán)籠狀磷酸酯衍生物阻燃劑、有機(jī)硼系阻燃劑、有機(jī)化合物與無機(jī)氮鹽的復(fù)合物、烷基磷酸的氮衍生物阻燃劑等,但目前市場上的主流品種即使是新開發(fā)的品種仍然是有機(jī)鹵化物,其中包含可吸附的有機(jī)鹵化物.由此可見,為了保證紡織品的安全性,對紡織助劑所提出的六個基本安全性要求中,目前在無EH和無AOX等方面還存在不少問題,這些也正是當(dāng)今紡織助劑安全性中大眾所關(guān)心的熱點問題.
