染整产业历来是我国出口创汇的支柱产业,同时又是耗能、用水和排污较大的工业部门之一,是影响纺织产品的安全和健康性能、影响生态环境的关键产业,是纺织工业发展和技术水平的综合体现,是对未来中国纺织行业可持续发展影响最大的产业之一。印染工业的生产过程和废弃物对自然环境造成的污染又将导致资源的日趋枯竭及自然环境的日益恶化,从而威胁人类和自然界其它生命的生存。这种资源消耗猛增、资源利用效率过低、生态环境破坏日益严重所造成的问题,使人和自然的矛盾从来没有像今天这样突出。为此,我们的政府和人民正在寻求各种方式,最大限度地控制不可再生资源的消耗,减少生产过程的废弃物排放。清洁生产、绿色加工、节能减排、降低消耗、保护环境将成为今后生产和技术发展的主要目标,也成为经济可持续发展的关键。
正因如此,近段时间以来,“节能降耗、减排增效”、“清洁生产”、“绿色加工”、“生态纺织品”、“生态系统”、“生态环境”、“生态平衡”、“环境保护”、“环境友好”、“可持续发展”、“资源综合利用”、“开源节流”、“循环经济”、“低碳经济”等是讲得最多的名词,国内外的政府机构连续出台了许多有关这方面的法律、法规和政策。染整生产节能节水、降耗减排是一项庞大的系统工程,涉及的范围很广,本文主要从纺织纤维、印染半制品、染料和助剂、染整设备和染整新技术等几项关键的技术[1]进行阐述。
近几年来国际上提出了“绿色生态材料(Ecomaterials)”的概念,它是一种与资源、能源和环境协调的材料。从生态角度来说,绿色生态纺织纤维是从原料选用、纤维加工、使用方向和用后弃置四个方面来评判的。理想的绿色生态纺织纤维是指生产纤维的原料主要来自于再生资源或可利
1·采用绿色生态纺织纤维
用的废弃物,不会造成生态平衡的失调和掠夺性的资源开发。纤维在加工过程中未受有毒化工原料的污染,天然纤维在生长过程中未受污染,特别是农药、化肥和重金属等,也不会对人类的生存环境造成不利影响。纤维及其制品对人体具有某种或多种保健作用,至少不会对人体产生不良影响。纤维制成的纺织品在失去使用价值而遗弃后可再回收利用或可在自然条件下自然降解,不会对生态环境造成危害[2]。
事实上,至今为止,要找到全部满足上述要求的真正意义上的绿色生态纺织纤维是不现实的,通常是指满足以上其中一项或多项要求的纺织纤维。为了便于说它们的生态性,通常用纺织纤维生态学指数表示。
纺织纤维生态学指数=纺织纤维的实际生态学指数/纺织纤维的理想生态学指数=纺织纤维的实际生态学指数/30。
一般将绿色生态纺织纤维定义为实际生态学指数大于或等于21,即生态学指数大于或等于0.7的纺织纤维[3]。
1.1天然纤维
一般来说,天然纤维具有良好的生态学性质,其生长、生产、消费和废弃过程中对生态环境的影响较小,容易自然降解。但因天然纤维一般含杂较多,需要用化学方法进行预处理及染整前处理加工,不可避免地易产生“三废”污染,因而降低了它们的生态性。这类纤维除了通常的棉、毛、丝、麻外,还有采用基因工程生产的有色天然彩棉、转基因棉花(生态棉花)、兔毛、骆驼毛、牦牛毛(一般不需染色)、鹅绒、鸭绒、采用基因工程生产的天然彩色蚕丝、采用分子生物学和基因工程生产的含蜘蛛丝的蛋白蚕丝、大麻、黄麻、罗布麻等。此外,还有很多其它的新型天然绿色生态纺织纤维,如天然竹纤维(原竹纤维)、构树纤维、菠萝叶纤维、月桃抗菌纤维、香蕉茎纤维、粽叶纤维等。值得注意的是,即使是同一类天然纤维,因种植和生长方式方法不同,它们的生态性相差甚远。如天然彩色棉不需染色,节能、节水、降耗,无“三废”排放,废弃后能在自然环境中降解,真正实现从纤维到成衣再到废弃全过程的“零污染”。生态棉花的棉株不会生虫,因而无需喷洒农药。这种棉花只对以棉花为食的昆虫有毒,而对人、畜和益虫无害。山羊在吃草时会将草连根拔起,会造成草场退化和荒漠化,对植被和生态环境破坏较大,而绵羊则不会,因此,山羊绒尽管档次比绵羊毛高很多,但生态性却比绵羊毛低很多。藏羚羊绒制品的保暖性很好,但藏羚羊是国家一级保护动物,藏羚羊绒以及其它藏羚羊制品是不允许生产和销售的。
1.2天然再生高分子生态纤维
再生纤维是利用天然原料,经过化学加工制成的纺织纤维,一般会保留原来纤维的一些特性,可大大缓解对石油、天然气和煤炭等不可再生资源的需求,同时纤维也容易自然降解,因此其生态学性质要好于合成纤维。主要应关注的是其在加工过程中对生态环境的影响。这类纤维主要有Lyocell/Tencel纤维、莫代尔(Modal)纤维、甲壳素/壳聚糖纤维、聚乳酸(PLA)纤维、大豆蛋白质纤维、牛奶蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维、再生竹纤维(竹浆纤维)等。值得注意的是,即使是同一类再生纤维,因加工方法不同,它们的生态性相差甚远。如粘胶纤维和Lyocell纤维都是采用天然纤维素为原料,但前者在制取浆粕和磺化过程时要使用烧碱和二硫化碳,且工艺路线很长,环境污染严重,物耗、能耗和水耗高。而后者主要采用有机溶剂NMMO,NMMO回收率高(高达99.7%),工艺路线短,生产过程中不发生化学反应,无毒副产品排出,属典型的天然再生高分子绿色生态纤维。