滌綸廢料剝色再利用的工藝探索

滌綸廢料剝色再利用的工藝探索

在全國(guó)范圍內(nèi)促進(jìn)節(jié)能減排的同時(shí)，污染和浪費(fèi)已成為衡量公司長(zhǎng)期發(fā)展不可或缺的參考。在這樣的大氣候下,蘇南地區(qū)密密麻麻分布的印染企業(yè)勢(shì)必面臨重大的經(jīng)濟(jì)和政策沖擊,而滌綸作為合成纖維中最主要的一個(gè)品種,其形勢(shì)是首當(dāng)其沖。滌綸產(chǎn)品的回收利用已經(jīng)提了很多年,但是至今沒(méi)有取得任何實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。要實(shí)現(xiàn)滌綸產(chǎn)品的真正可持續(xù)性發(fā)展,關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何將滌綸廢料中的染料或者顏料進(jìn)行有效剝離。本文針對(duì)滌綸分散染料染色的獨(dú)特性能,合成并形成了符合實(shí)際應(yīng)用的新型剝色助劑,在相應(yīng)的工廠操作工藝上進(jìn)行了大量的剝色處理研究,探討了剝色助劑、剝色輔助材料等的用量對(duì)剝色效果的影響,最終形成了有效的剝色方案,為企業(yè)從事滌綸廢料的剝色再利用提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)材料燒堿、滲透劑,來(lái)源于常熟高新企業(yè);主剝色劑、助剝色劑、緩沖劑,均為本實(shí)驗(yàn)室自制。1.2主剝色劑、助剝色劑、布匹模擬工廠操作條件,分別在2L四頸燒瓶預(yù)先加入1L自來(lái)水,分別稱(chēng)取一定量的主剝色劑、助剝色劑、緩沖劑、燒堿和滲透劑等,攪拌均勻。緩慢升溫到70℃,再加入一定量的布匹(約100g),邊攪拌邊升溫,直至沸騰。在沸騰狀態(tài)下煮練約1.5h,觀察剝色效果。2結(jié)果與討論2.1煮練煤的時(shí)間在2L四頸燒瓶預(yù)先加入1L自來(lái)水,分別稱(chēng)取燒堿2g、滲透劑1.5g、助剝色劑15g和緩沖劑1g,攪拌均勻。緩慢升溫到70℃,再加入一定量的布匹(約25g),邊攪拌邊升溫,直至沸騰。在沸騰狀態(tài)下煮練約1.5h。改變主剝色劑的含量,通過(guò)觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當(dāng)?shù)闹鲃兩珓┯昧?。改變主剝色劑的含量分別為1g、2g、3g、4g,得到如圖1的效果。本實(shí)驗(yàn)配方中所涉及的主剝色劑主要是一些能夠促使滌綸纖維發(fā)生膨脹作用的化學(xué)試劑的混合體,其目的與滌綸染色一致,是為了實(shí)現(xiàn)分散染料與滌綸纖維的分離。經(jīng)過(guò)對(duì)比能很明顯的發(fā)現(xiàn),隨著主剝色劑用量的增大,剝色效果越來(lái)越理想。當(dāng)主剝色劑用量達(dá)到3g/L時(shí),剝色效果最好。而一旦超過(guò)3g/L,剝離下來(lái)的分散染料又重新進(jìn)入新的擴(kuò)散孔道而串染,因此反而對(duì)剝色產(chǎn)生不利的影響。所以,最佳的主剝色劑用量為3g/L。2.2煮練煤在添加3.5%氧化金屬酶的情況下煮練在2L四頸燒瓶預(yù)先加入1L自來(lái)水,分別稱(chēng)取燒堿2g、滲透劑1.5g、主剝色劑3g和緩沖劑1g,攪拌均勻。緩慢升溫到70℃,再加入一定量的布匹(約25g),邊攪拌邊升溫,直至沸騰。在沸騰狀態(tài)下煮練約1.5h。改變助剝色劑的含量,通過(guò)觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當(dāng)?shù)闹鷦兩珓┯昧俊８淖冎鷦兩珓┑暮糠謩e為10g、12.5g、15g、20g,得到如圖2的效果。助剝色劑主要是一些輔助類(lèi)型的化學(xué)試劑,其目的主要是為了促進(jìn)主剝色劑更好地發(fā)揮膨化作用。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),添加了助剝色劑以后都取得了較好的剝色效果。相比較于最終的剝色效果和經(jīng)濟(jì)效益,選擇15g/L作為最佳的助剝色劑用量。2.3不同緩沖劑含量對(duì)色度的影響在2L四頸燒瓶預(yù)先加入1L自來(lái)水,分別稱(chēng)取一定量的燒堿2g,主剝色劑3g、滲透劑1.5g和助剝色劑15g,攪拌均勻。緩慢升溫到70℃,再加入一定量的布匹(約25g),邊攪拌邊升溫,直至沸騰。在沸騰狀態(tài)下煮練約1.5h。改變緩沖劑的含量,通過(guò)觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當(dāng)?shù)木彌_劑用量。改變緩沖劑的含量分別為0.5g、0.75g、1g、1.25g,得到如圖3的效果。緩沖劑是一系列能夠維持溶液pH值穩(wěn)定性的化學(xué)試劑的混合物,其作用是為了確保在整個(gè)剝色處理過(guò)程中擁有穩(wěn)定的化學(xué)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)證明,pH值的變化對(duì)于滌綸染色廢料的剝色效果具有非常大的影響。從圖3可以發(fā)現(xiàn),隨著緩沖劑用量的增大,剝色效果越來(lái)越理想,當(dāng)緩沖劑用量達(dá)到1g/L時(shí)剝色效果最好。而一旦緩沖劑用量超過(guò)1g/L,則會(huì)影響體系中其它化學(xué)成分作用的發(fā)揮,進(jìn)而削弱最終的剝色效果。因此,經(jīng)過(guò)對(duì)比,確定最佳的緩沖劑用量為1g/L。2.4不同燒堿含量對(duì)滌綸廢布色度的影響在2L四頸燒瓶預(yù)先加入1L自來(lái)水,分別稱(chēng)取主剝色劑3g、滲透劑1.5g、助剝色劑15g和緩沖劑1g,攪拌均勻。緩慢升溫到70℃,再加入一定量的布匹(約25g),邊攪拌邊升溫,直至沸騰。在沸騰狀態(tài)下煮練約1.5h。改變燒堿的含量,通過(guò)觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當(dāng)?shù)臒龎A用量。改變燒堿的含量分別為1g、1.5g、2g、2.5g,得到如圖4的效果。燒堿的作用是為了調(diào)節(jié)剝色處理工藝過(guò)程中體系的酸堿程度。研究表明,堿性條件是滌綸廢料剝色處理不可或缺的因素,但是究竟達(dá)到什么樣的堿性程度目前還沒(méi)有定論。經(jīng)過(guò)圖4的實(shí)驗(yàn)對(duì)比,能很明顯地發(fā)現(xiàn)燒堿含量過(guò)多或者過(guò)少都不利于滌綸廢料中分散染料的剝除,而最佳的燒堿用量為2g/L。2.5滲透劑的用量在2L四頸燒瓶預(yù)先加入1L自來(lái)水,分別稱(chēng)取一定量的燒堿2g,主剝色劑3g、緩沖劑1g和助剝色劑15g,攪拌均勻。緩慢升溫到70℃,再加入一定量的布匹(約25g),邊攪拌邊升溫,直至沸騰。在沸騰狀態(tài)下煮練約1.5h。改變滲透劑的含量,通過(guò)觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當(dāng)?shù)臐B透劑用量。改變滲透劑的含量分別為0.5g、1g、1.5g、2.0g,得到如下圖的效果。滲透劑在剝色處理過(guò)程中并不是不可或缺的,但它的加入可以促進(jìn)各種化學(xué)試劑與滌綸纖維的接觸,進(jìn)而縮短剝色處理的時(shí)間,提高剝色處理的效率。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)相同的處理時(shí)間,剝色效果隨著滲透劑用量的增加而明顯好轉(zhuǎn),當(dāng)滲透劑用量達(dá)到1.5g/L時(shí),剝色效果最理想。一旦滲透劑含量超過(guò)1.5g/L,其剝色效果反而有所下降,這可能是由于過(guò)剩的滲透劑同時(shí)也加強(qiáng)了分散染料與滌綸纖維的作用力。因此,最佳的滲透及用量選擇1.5g/L。2.6回收廢水的運(yùn)維成本為了實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)在工廠企業(yè)的綜合應(yīng)用,以處理1t廢布為例,進(jìn)行了成本利潤(rùn)的核算:1t廢布的工廠回收價(jià)格為1500元,處理1t廢布的助劑成本約為2500元,水電人工費(fèi)用約為500元,而1t布回爐造粒之后的銷(xiāo)售價(jià)格約為16500元(以上價(jià)格均是以2008年5月的市場(chǎng)售價(jià)作為參考)。以此為依據(jù),每處理1t廢布,工廠可獲利約1.2萬(wàn)元。而一般工廠(廠房面積在10000m2左右)一天的處理能力約為2t。也就是說(shuō),該項(xiàng)技術(shù)一旦投產(chǎn),不僅可以大大減少滌綸廢布的工業(yè)污染,還可以為企業(yè)帶來(lái)年均800萬(wàn)元左右的巨額利潤(rùn),可謂雙贏。3最佳工藝條件的確定為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)滌