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纺织印染用膨润土
 
膨润土作为最重要的非金属矿物之一,资源丰富,价格低廉,具有无毒、无化学污染、强吸附、吸湿、膨胀、催化、润滑等特性,享有“有千种用途”的 “万能材料”之美称。
膨润土是一种以蒙脱石为主的粘土。蒙脱石为 含水的层状硅酸盐矿物,结构单元层TOT型。T层为 〔SiO4〕四面体层,其中Si被类质同象代换的量很小, 层内成分稳定;O层为八面体层,蒙脱石属二八面体型结构,八面体位可被Al3+、Mg2+、Fe2+(Fe3+)占据,其 中以Al3+为主,后几种离子的含量变化较大。经过提纯、改型、改性的膨润土蒙脱石含量高,杂质少,粒度细,化学性质稳定,能形成稳定的凝胶状态,且在中性和微碱性环境以及温度不超过100℃时,粘度很稳定,因而,膨润土可成功应用于纺织印染工业领域。
我国的膨润土储量居世界第一位,现开采量为200万t左右,主要集中在东北及东部沿海各省。在纺织印染工业领域,国内膨润土的研究还处于实验室规模,其实际使用量还很小,有机膨润土的开发应用还没有受到同行应有的重视,因此,笔者希望此文能让大家深入关注了解膨润土,扩大应用范围,提高利用程度。 1.在纺织印染行业中的应用
1.1作为纤维可染改性添加剂〔1〕
由于聚丙烯纤维大分子的非极性结构,分子中没有可与任何染料分子可结合的极性基团,且因其结晶度高,结构紧密,纤维内部缺乏染料扩散必需的孔隙,因此目前一般常用的染料,甚至分散染料也几乎不能使其染色。东华大学郭晓等研究了聚丙烯/聚苯乙烯/膨润土共混纤维,结果表明,添加剂聚苯乙烯/膨润土复合粒子的加入使共混体系的结晶行为发生改变,聚丙烯纤维的晶体数目增多,尺寸减小,共混纤维的结晶度降低,无定型区域增加,提高了纤维的染****能。
1.2在纱线上浆中的应用〔2〕
经过提纯、改型、改性的膨润土,有惊人的分散性、稳定性和良好的粘结作用,并且与淀粉、天然纤 维“相似相容”,有很好的结合力,在纺织工业上可 作为浆料的组分之一。
经试用,发现淀粉浆料中配入一定量提纯、改型、改性的膨润土,效果良好,其表现为:
(1)配料工艺简单,上浆后纱线外观及手感良好;
(2)浆液均匀、无沉淀;
@=================@###page###@=================@ (3)粘度稳定,在长时间的高温下具有耐煮性 和稳定性;
(4)上浆率易控制且退浆容易;
(5)断头率低;
(6)吸湿性能好;
(7)节约粮食,降低成本,为企业增加效益,利 国利民。
1.3在织物印花中的应用〔3-5〕
活性染料具有色谱齐全、色泽鲜艳,制浆方便, 印花工艺简单,牢度较好等优点,在棉布直接印花中占有重要地位。海藻酸钠是目前活性染料中最为 适用的糊料,用它作为活性染料糊料,可获得手感 柔软、色泽鲜艳的印花织物。近年来,由于近海石油工业的发展,使海藻酸钠的资源日趋减少,而纺织 工业和食品工业的发展对它的需求却与日俱增,供不应求,价格持续上涨。
膨润土的主要成分蒙脱石是含水的铝镁硅酸盐,结构单元层之间结合比较松弛,同时含有一定量的层间水。它在水中具有较高的分散性、膨胀性,胶体稳定性好,经改型、改性、增稠处理后形成的溶胶(矿物糊料),同时具有印花糊料的一般特性(增稠性、流变性),适用作织物印花糊料,因此可作为海藻酸钠等有机糊料的部分代用品。
膨润土矿物糊料部分替代海藻酸钠用于活性染料及印地素染料印花有以下优点:
(1)适用于全棉,涤棉以及丝绸等织物印制效果良好,产品得色率高,手感和色牢度均达到海藻酸钠水平,符合标准要求。
(2)拼混糊料不易变质。由于蒙脱石是无机矿物,细菌对其作用甚小,在和部分海藻酸钠拼混后,可延长糊料的寿命(夏季放置一周不变质),减少生 产“坏浆”的损失。膨润土本身COD值很低,加上它有吸附作用,所以能降低印花污水的COD值,减轻污水处理负担。
(3)经厂家试用和经济核算,膨润土矿物糊料用于织物印花,工艺简单,需用设备少,便于推广和应用,既为印染厂家降低成本,又开发利用了膨润 土,具较好的社会与经济效益。
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在我国,有机膨润土的合成始于上世纪70年代末,进入上世纪80年代国内还没有这方面的研究报道。近年来,随着人们对有机膨润土应用的认识,国内在有机膨润土这一领域的研究开始活跃,并取得了一些成果,但在膨润土的研发过程中,也反映出了一些问题:
@=================@###page###@=================@ (1)尽管有关膨润土应用于纺织印染行业的理论研究已有了良好开端,但是要想把实验的研究成果尽快应用于工业生产,还有许多实际问题需要我们解决。
(2)膨润土的回收再生问题,理论上可以再生,但膨润土的价格较低,且处理成本较高,所以研究者应深入研究改性剂的种类及再生方法,降低处理成本,努力拓宽应用范围。
(3)膨润土是一种粉末状粘土,经水浸泡后发生溶胀,形成泥浆,固液很难分离。因此,适宜的加工条件是将膨润土用于实际染料废水处理时必须解决的首要问题。
但是,瑕不掩瑜,由于膨润土本身价格低廉,储备丰富且易得,具有较高的化学和生物稳定性,对环境友好等优点,在生态型纺织助剂的开发应用过程中有着非常广阔的应用前景,相信不久的将来,改性膨润土会成为一种当之无愧的环保型“绿色”纺织助剂.