滌綸廢料剝色再利用的工藝探索

在全國范圍內促進節能減排的同時，污染和浪費已成為衡量公司長期發展不可或缺的參考。在這樣的大氣候下,蘇南地區密密麻麻分布的印染企業勢必面臨重大的經濟和政策沖擊,而滌綸作為合成纖維中最主要的一個品種,其形勢是首當其沖。滌綸產品的回收利用已經提了很多年,但是至今沒有取得任何實質性的進展。要實現滌綸產品的真正可持續性發展,關鍵的問題在于如何將滌綸廢料中的染料或者顏料進行有效剝離。本文針對滌綸分散染料染色的獨特性能,合成并形成了符合實際應用的新型剝色助劑,在相應的工廠操作工藝上進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剝色效果的影響,最終形成了有效的剝色方案,為企業從事滌綸廢料的剝色再利用提供了有力的實驗依據。1實驗部分1.1實驗材料燒堿、滲透劑,來源于常熟高新企業;主剝色劑、助剝色劑、緩沖劑,均為本實驗室自制。1.2主剝色劑、助剝色劑、布匹模擬工廠操作條件,分別在2L四頸燒瓶預先加入1L自來水,分別稱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。在沸騰狀態下煮練約1.5h,觀察剝色效果。2結果與討論2.1煮練煤的時間在2L四頸燒瓶預先加入1L自來水,分別稱取燒堿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。在沸騰狀態下煮練約1.5h。改變主剝色劑的含量,通過觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當的主剝色劑用量。改變主剝色劑的含量分別為1g、2g、3g、4g,得到如圖1的效果。本實驗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生膨脹作用的化學試劑的混合體,其目的與滌綸染色一致,是為了實現分散染料與滌綸纖維的分離。經過對比能很明顯的發現,隨著主剝色劑用量的增大,剝色效果越來越理想。當主剝色劑用量達到3g/L時,剝色效果最好。而一旦超過3g/L,剝離下來的分散染料又重新進入新的擴散孔道而串染,因此反而對剝色產生不利的影響。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四頸燒瓶預先加入1L自來水,分別稱取燒堿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。在沸騰狀態下煮練約1.5h。改變助剝色劑的含量,通過觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當的助剝色劑用量。改變助剝色劑的含量分別為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型的化學試劑,其目的主要是為了促進主剝色劑更好地發揮膨化作用。從實驗結果可以發現,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濟效益,選擇15g/L作為最佳的助剝色劑用量。2.3不同緩沖劑含量對色度的影響在2L四頸燒瓶預先加入1L自來水,分別稱取一定量的燒堿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。在沸騰狀態下煮練約1.5h。改變緩沖劑的含量,通過觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當的緩沖劑用量。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值穩定性的化學試劑的混合物,其作用是為了確保在整個剝色處理過程中擁有穩定的化學環境。實驗證明,pH值的變化對于滌綸染色廢料的剝色效果具有非常大的影響。從圖3可以發現,隨著緩沖劑用量的增大,剝色效果越來越理想,當緩沖劑用量達到1g/L時剝色效果最好。而一旦緩沖劑用量超過1g/L,則會影響體系中其它化學成分作用的發揮,進而削弱最終的剝色效果。因此,經過對比,確定最佳的緩沖劑用量為1g/L。2.4不同燒堿含量對滌綸廢布色度的影響在2L四頸燒瓶預先加入1L自來水,分別稱取主剝色劑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。在沸騰狀態下煮練約1.5h。改變燒堿的含量,通過觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當的燒堿用量。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節剝色處理工藝過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,但是究竟達到什么樣的堿性程度目前還沒有定論。經過圖4的實驗對比,能很明顯地發現燒堿含量過多或者過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四頸燒瓶預先加入1L自來水,分別稱取一定量的燒堿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。在沸騰狀態下煮練約1.5h。改變滲透劑的含量,通過觀察煮練后滌綸廢布的色度變化,選擇適當的滲透劑用量。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程中并不是不可或缺的,但它的加入可以促進各種化學試劑與滌綸纖維的接觸,進而縮短剝色處理的時間,提高剝色處理的效率。經過對比發現,經過相同的處理時間,剝色效果隨著滲透劑用量的增加而明顯好轉,當滲透劑用量達到1.5g/L時,剝色效果最理想。一旦滲透劑含量超過1.5g/L,其剝色效果反而有所下降,這可能是由于過剩的滲透劑同時也加強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回收廢水的運維成本為了實現該項技術在工廠企業的綜合應用,以處理1t廢布為例,進行了成本利潤的核算:1t廢布的工廠回收價格為1500元,處理1t廢布的助劑成本約為2500元,水電人工費用約為500元,而1t布回爐造粒之后的銷售價格約為16500元(以上價格均是以2008年5月的市場售價作為參考)。以此為依據,每處理1t廢布,工廠可獲利約1.2萬元。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,該項技術一旦投產,不僅可以大大減少滌綸廢布的工業污染,還可以為企業帶來年均800萬元左右的巨額利潤,可謂雙贏。3最佳工藝條件的確定為了實現工業滌