纺织品污染与控制复习资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,05 十一月 2026,纺织品污染与控制复习资料,一、服装用纺织品的分类,二、直接接触皮肤的服装,三、不接触皮肤的服装,一、婴幼儿服装,二、装饰用纺织品的分类,国内分类：,挂帷帘饰类 家具蒙罩类,床上用品类 地面铺设类,墙面装饰类 卫生盥洗类,室内陈设类 旅游装饰类,国际分类：,巾 床 厨 帘 艺,毯 帕 线 袋 绒,外贸壁垒,关税壁垒,绿色壁垒（纺织品含有的有害物质的控制）,纺织品不能含有的有 害 物 质,4、含氯酚、邻苯基苯酚、有机氯载体,5、杀虫剂、除草剂,6、有机锡化合物,7、PVC增塑剂,8、有机挥发性物质,(VOCs：Volatile Organic Compounds),1、甲醛,(Formaldehyde),2、有害染料,(Dyes),3、重金属,(Heavy Metals),9、,pH值及其他如季铵盐类抗菌整理剂、阻燃,剂、异味等,10、,色牢度,二、1.甲 醛 的 来 源 及 危 害,甲醛定义和性质：,甲醛是无色、具有强烈气味的刺激性,气体,，熔点-92，沸点-21，极易溶于水，易溶于醇、醚、丙酮，苯等溶液，水溶液浓度一般为35%-40%，甲醛40%、甲醇8%的水溶液通称福尔马林。分子式HCHO。被国家列为,高毒,化学品。,甲醛的来源,：,印染工艺、后整理工艺中使用的添加甲醛的助剂,。如抗皱防缩（树脂）整理剂、印花粘合剂、交联剂、固色剂、阻燃剂、硬挺剂、防腐剂、涂层剂、静电植绒的粘合剂、反应性柔软剂、拔染印花用剂、色酚打底液稳定剂、防水剂等。,二、1.甲 醛 的 来 源,抗皱防缩（树脂）整理剂：,赋予纤维素纤维纺织品抗皱、免烫和良好的尺寸稳定性（著名的2D树脂（N,N,-二羟甲基二羟基乙烯脲）和六羟树脂（六羟甲基三聚氰胺）均以甲醛作为重要合成原料，这类物质含有N-羟甲基基团，该基团会水解不断释放甲醛。）,印花粘合剂、交联剂：,采用涂料印花、提花毛巾采用涂料色浆进行喷花。,固色剂：,经直接、酸性等染料染色的纺织品经常用固色剂进行固色处理。,阻燃剂：,产生于未反应的阻燃整理剂；未反应的交联剂（如六羟树脂）；交联剂自身缩聚物水解；交联剂,与纤维形成醚键的水解；阻燃剂与交联剂形成醚键的水解,硬挺剂：,通常采用六羟树脂与丙烯酸酯粘合剂配套,二、1.甲 醛 的 来 源,防腐剂：,印花浆料的防腐剂如活性染料印花浆用海藻酸钠作为糊料，及上浆的时候加入甲醛防腐。,涂层剂：,涂层剂中的交联剂。,静电植绒粘合剂：,其中的交联剂。,反应性柔软剂：,柔软剂中的,N-羟甲基基团；柔软整理属末道整理而不水洗。解决：物理性柔软整理、生物酶柔软整理、亲水性氨基硅油柔软剂（不含甲醛的）,拔染印花用剂：,雕白粉一般用于拔染印花（保险粉和甲醛缩合）,色酚打底稳定剂：,为避免色酚水解，加入甲醛作稳定剂。色酚与甲醛反应生成亚甲基的色酚，不容易水解。但当色酚和色基偶合时，亚甲基容易脱落而使织物上含有甲醛。,防水剂：,三聚氰胺与甲醛制成的六羟甲基三聚氰胺是防水剂常用原料。,二、1.甲 醛 的 危 害,有无买完衣服没有洗，直接穿在身上，产生不适感?,甲醛的危害：,皮肤（皮炎、过敏）、呼吸道（发炎、刺激）、眼睛（刺激）、致癌致畸。,这些整理剂可能会释放出甲醛，甲醛会对皮肤产生刺激，使皮肤发痒、红肿；对呼吸道产生影响，导致咳嗽、慢性呼吸道炎；严重得可导致胎儿畸形、智力下降、引发癌症。,尤其对婴幼儿影响严重。,有害，为什么还用甲醛？甲醛的作用：,增强防缩防皱效果；提高染色牢度；交联作用；防腐作用等,二、2.有 害 染 料 的 种 类,禁用偶氮染料：,在还原条件下分解出有毒芳香胺24种的染料。如某些活性、分散、酸性、直接、硫化、不溶性偶氮染料等,致癌染料,（9种）：未经还原等化学变化即会诱发人体癌变的染料。如C.I.酸性红26、C.I.碱性红9、C.I.碱性紫14、C.I.直接黑38、C.I.直接蓝6、C.I.直接红28、C.I.分散蓝1、C.I.分散黄3、C.I.分散橙11、,致敏染料,（22种）：引起人体或动物的皮肤、黏膜或呼吸道过敏的染料（21种），如分散染料（4-氨基偶氮苯结构）,二、2.禁 用 偶 氮 染 料,偶氮染料,定义：在染料分子结构中，凡是含有偶氮基（-N=N-)的染料。偶氮基常与一个或多个芳香环系统相连构成一个共轭体系而作为染料的发色体。,胺定义：氨（NH,3,）中的H原子被烃基取代生成的化合物。,芳香胺定义：含有芳烃基的胺类有机化合物。,芳香胺与偶氮染料的关系：芳香胺是合成偶氮染料的重要原料；另一方面，偶氮染料在还原条件下可裂解出芳香胺。,禁用偶氮染料,：还原条件下可以裂解出具有致癌性的芳香胺的偶氮染料。,第三节 纺织品有害物质检测方法,一、甲醛的检测,（重点）,二、禁用偶氮染料的检测,三、重金属的检测,一、甲 醛 含 量 的 测 试 方 法,GB:乙酰丙酮分光光度计法,GB/T2912.1,水萃取法测试游离甲醛,GB/T2912.2,蒸汽吸收法测试释放甲醛,水萃取法和蒸汽吸收法,水萃取法是经过精确测量的织物在40 2 水浴中,萃取甲醛,605min。,蒸汽吸收法是将试样悬挂于密封瓶的水面上，在492 烘箱中恒温20h15min来,吸收,甲醛。,萃取液或吸收液,用乙酰丙酮,显色,，,显色液,用,分光光度计比色测定,其,甲醛含量,。,GB:乙 酰 丙 酮 分 光 光 度 计 法,分光光度计：,测试（有色）溶液浓度的仪器,乙酰丙酮：,显色剂,标准甲醛溶液：,标定甲醛溶液,测试原理,标定原理和方法,分 光 光 度 计,测试原理：,物,质对光的选择性吸收及吸收曲线与最大吸收波长,（A：吸光度；,：波长,max,:最大吸收波长）,光的吸收定律：,朗,伯,比耳定律,式中：,A,：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；,b,：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位；,c,：溶液的浓度，单位 molL,-,；,：摩尔吸收系数，单位 Lmol,-,cm,-,；,A,lg（,I,0,/,I,t,)=,b c,只适用于稀溶液(A:0.2-0.7),平行单色光,c,分 光 光 度 计,标准曲线的制作和样品测定,A,C,A,C,A,x,C,x,max,max,分光光度计的组成部件,（测量结果：吸光度,A,）,标准甲醛溶液：,标定甲醛溶液,乙 酰 丙 酮 显色反应,甲醛本身不能被分光光度计检测,甲醛,黄色的二氢吡啶,分光光度计检测,乙酰丙酮,乙酸铵-乙酸缓冲溶液,显色液,412-414nm处有最大吸收,最大吸收波长下甲醛浓度与吸光度成正比,标 定 甲 醛 溶 液,H,H,H,+,NaOH,+,NaOH,标定原理,第一步：（HCHO+Na,2,SO,3,+H,2,O）,第二步：用标准强酸溶液滴定生成的NaOH,需用试剂：甲醛溶液、,亚硫酸钠、百里酚酞（蓝色变无色）、标准硫酸溶液,回 顾 甲 醛 含 量 测 试 过 程,配制和标定甲醛溶液,预处理样品：水萃取或蒸汽吸收甲醛,用乙酰丙酮对标准和待测,萃取或吸收,甲醛溶液显色,紫外可见分光光度计,定波长制作标准曲线,分光光度计,测试萃取,或者吸收液浓度,计算甲醛含量,二、禁 用 偶 氮 染 料 的 测 试 方 法,测试的两大步骤：,样品前处理,仪器测试,GB/T 17592-2006 纺织品 禁用偶氮染料的测定,代替下三个标准,GB/T 17592.1-1998 气相色谱/质谱法(GC),GB/T 17592.2-1998 高效液相色谱法(HPLC),GB/T 17592.3-1998 薄层层析法(TLC),测试过程,纺织品：,样品预处理（萃取染料-还原分解）-,萃取芳香胺-浓缩芳香胺-定性或定量测定（GC/MS或HPLC/DAD）,涤纶纺织品,：,样品预处理（氯苯或二甲苯抽提染料-还原裂解（超声分散）,-萃取芳香胺-浓缩芳香胺-定性或定量测定（GC/MS或HPLC/DAD）,色谱仪器测试-色 谱 法（Chromatography),色谱法由来：,色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带，此分离方法被命名为色谱法。,固定相、流动相、色谱柱概念：填入管中静止不动的一相（固或液）；自上而下流动的一相；装有固定相的管子。,按流动相分类：,气相色谱（GC）、液相色谱（LC）,测试原理,气相色谱仪,液相色谱仪,*,色谱法由来,重 金 属 的 测 试 方 法,测试的两大步骤：,样品前处理：萃取：可溶性重金属,消解：总含量重金属,仪器测试,火焰原子吸收光谱法(AAS),石墨炉原子吸收光谱法,等离子发射光谱法(ICP),原子吸收光谱仪（分光光度计）,标准曲线的绘制和样品测定,回 顾 重 金 属 含 量 测 试 过 程,制样,萃取或消解,仪器检测,配备萃取液或浓酸溶液,有 害 物 质 控 制 标 准,另外的国标：国家纺织产品基本安全技术规范,GB18401-2010,国际标准：Oeko-Tex standard 100,甲 醛 含 量 的 控 制 方 法,4、水洗、通风放置等物理方法处理甲醛,5、物理吸附、臭氧负离子技术、光触媒分解、通风法、植物吸收法、民间流传土方法处理释放甲醛,消醛机理,1、禁用含超标甲醛量的纺织助剂，使用低甲醛或无甲醛的纺织助剂。,2、采用催化剂：使用催化剂有助于使交联充分，减少游离甲醛，如可以用氯化镁与酒石酸组成协同催化剂。,3、采用甲醛消除剂处理甲醛：,1）在工艺操作中加入甲醛消除剂,2）在服装或者面料上喷洒甲醛消除剂,从纺织助剂角度考虑控制甲醛的方法,无甲醛的交联剂,低甲醛含量的交联剂,多元羧酸类交联剂,环氧化合物交联剂,壳聚糖类交联剂,水性聚氨酯类交联剂,反应性有机硅类交联剂,双-羟乙基砜交联剂,1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂,N,N-亚甲基二丙烯酰胺(MBA)交联剂,乙二醛交联剂,低甲醛和超低甲醛交联剂,低甲醛交联剂：释放甲醛量在250300ppm的交联剂,超低甲醛交联剂：释放甲醛量小于100ppm的交联剂,降低2D 树脂甲醛释放量的途径（醚化树脂）,：,低甲醛和超低甲醛交联剂,1）将2D 树脂分子中的羟甲基用醇类化合物,如甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇和多元醇等进行醚化，由于所形成的烷氧基供电子性大于羟基,提高了N-C 键的水解稳定性,使羟甲基的耐酸碱性提高,水解速率降低,从而使甲醛释放量减少。,低甲醛和超低甲醛交联剂,2）将2D 树脂分子中4,5 位上的羟基用醇类化合物,如乙醇进行醚化,得到4,5-二乙醚化2D 整理剂,以提高交联键的水解稳定性，如果4,5 位上的羟基用烷氧基取代,转位反应被阻止,交联键的水解就会减少,甲醛释放量也就降低。,低甲醛和超低甲醛交联剂,醚化树脂优点：,1）降低了甲醛释放量,2）提高了耐久性,3）减轻了吸氯、氯损和泛黄现象。,醚化树脂缺点：,1）活性低于2D 树脂,2）抗皱和耐久压烫等级有所降低。,多元羧酸类交联剂,环氧化合物交联剂,水性聚氨酯类交联剂,反应性有机硅类交联剂,双-羟乙基砜交联剂,1,3,5-三丙烯酰胺六氢化均三嗪交联剂,N,N-亚甲基二丙烯酰胺(MBA)交联剂,乙二醛交联剂,无甲醛交联剂,多元羧酸类交联剂,交联机理：多元羧酸中相邻的两个羧基,在高温下首先脱水形成酸酐之后,再与纤维素羟基交联。,BTCA为1，2，3，4-四羧基丁烷；CA为柠檬酸,多元羧酸类交联剂特点,1,2,3,4-四羧酸丁烷(BTCA)优点：,效果最好；无论DP等级、白度、耐洗牢度和强力保留等指标都比较令人满意。,1,2,3,4-四羧酸丁烷(BTCA)缺点：,1）价格昂贵(在国际市场上BTCA 的价格约为DMDHEU 的10 倍）2）其所需的催化剂次磷酸钠属于含磷化合物,易引起江河湖水中藻类物质生长旺盛,而造成环境污染,因此很难在工业上大量应用。,柠檬酸(CA)优点：,1）价廉无毒,2）使用安全,柠檬酸(CA)缺点：,1）其交联程度不如BTCA,2）整理后的产品容易泛黄。,乌头酸和衣康酸缺点：,不饱和酸,由于分子中存在不饱和键,引起织物在高温干热条件下泛黄。,多元羧酸类交联剂特点,柠檬酸泛黄原因：,1）分子结构中比普通多元酸多一个羟基,妨碍了邻近羧基与纤维羟基的反应,或者说是与羧基争夺纤维分子上的羟基;,2）加热焙烘过程中,羟基与邻近碳原子上的氢也可受热脱水而生成乌头酸,并可进一步脱去CO,2,形成衣康酸。,柠檬酸应用：,不宜单独作为主交联剂用于织物整理,而是与其他交联剂配合使用。比如高用量CA 与少用量BTCA 混合使用,可以提高CA 的DP（durable press耐久压烫）等级;CA 与马来酸-丙烯酸共聚物复配,能以较低的成本获得较好的抗皱整理效果。,环氧化合物交联剂,反应机理：,含有两个或多个,环氧基团,可通过,开环,反应与纤维上,含有活泼氢的基团,如羟基、氨基等发生,共价交联,。,应用：1）,环氧类交联剂在涂料印花色浆中能与印浆中的反应性粘合剂交联形成网状结构的皮膜,从而提高涂料印花的摩擦、搓洗牢度,并有助于提高印花均匀性及得色量。2）环氧类交联剂对棉织物的抗皱效果不如2D 树脂,但整理后织物耐水解稳定性和防缩性较好,湿抗皱性突出,适用于真丝织物的防皱整理。,特点：抗皱效果不如2D树脂，耐水解稳定性好。自身,稳定性差，交联后织物的手感较差,价格也较高。,第二章 印染工艺废水的污染检测与控制,大连工业大学,纺织与材料工程学院,麻脱胶工艺过程,苎麻韧皮中含有,果胶、半纤维素、木质素、脂蜡质、灰分,等杂质。（果胶是多醣类高分子化合物的混合物，半纤维素是低聚合度的多醣类高分子化合物。）,化学脱胶的原理是利用植物韧皮中纤维素和胶质对碱、无机酸和氧化剂等稳定性不同而去除丝胶。,微生物脱胶：在一定条件下，通过自然发酵使一些微生物以韧皮中胶质为营养料逐步生长繁殖，促使麻茎组织内的胶质水解脱去,酶脱胶：在原料脱胶时使用适当的酶制剂来提高脱胶速度和质量，简称酶脱胶。,煮练,：在高温、一定压力下采用NaOH碱液煮练，果胶和半纤维素等胶质较纤维素易被水解，经洗涤除去。除烧碱外，还有水玻璃、硫化钠、三聚磷酸钠、螯合分散剂、亚硫酸钠、表面活性剂等。,选麻分把,是按品质拣选原麻、重新松匀扎把。,浸酸（预氧,如双氧水、预氯如次氯酸钠使胶质渗透、溶胀、溶胶，使碱煮时快速脱胶）是溶解一部分可溶物质，以便脱胶均匀、提高煮练效率。,酸洗：,利用硫酸中和清洗纤维上的残胶等有色物质，使纤维进一步松散洁白。,废水特点,废水量大,水质复杂,水温高,pH值高、碱性大,色度高,有机物含量高,可生化性差,含有大量表面活性剂,水质监测项目,pH,色度,悬浮物,生化需氧量,化学需氧量,六价铬、铜,氨氮,硫化物,苯胺类,二氧化氯,定义：,指水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧，尤其是水中有机污染物被,好氧微生物分解,时的需氧量(以mg/L为单位)。,BOD:,biochemical oxygen demand,BOD,5,:,biochemical oxygen demand after 5 days；目前规定在20下，培养5天作为测量生化需氧量的标准，即为五日生化需氧量。,有机物指标,生化需氧量,(BOD),意义,：,反映了有机物进入水体后，消耗溶解氧的情况。BOD越高，表示水中需氧有机污染物愈多。,BOD,5,?,通常所说的BOD只是指第一阶段的生化需氧量（即：碳化需氧量）。有机物质的生物氧化过程进行的比较缓慢，在20,o,C时培养5天，此时完成大约70%左右，由此测出的BOD称为5日生化需氧量，用BOD,5,表示。,有机废水的硝化过程要到大约57天后才显著进行，所以测定的BOD,5,值不包括硝化阶段。,第一阶段是,碳化,阶段,：含碳物质,氧化阶段，主要,是含碳物质氧化,为CO,2,和H,2,O；,第二阶段是,硝化阶段,，主,要是在硝化菌的作用下将,NH,3,或NH,4,+,进一步氧化,为NO,2,和NO,3,的过程,，这个过程称为消化需氧,量。,有机物的好氧分解过程,污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天100天完成。,有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成CO,2,、H,2,O和NH,3,；第二阶段主要是氨被转化为NO,2,-,和NO,3,-,。,工业实例,废水处理的基本方法,按废水处理程度分，一般分为,一级处理,（预处理、简单的物理化学方法）、,二级处理,（胶体、溶解的有机污染物、生物化学处理方法）、,三级处理,（深度处理、高级处理、可溶性无机物、不能生物分解的有机物、微生物、病菌、氮、磷等、物理化学方法）,物理法,化学法,生物法,水处理基本方法,水的物理化学处理方法,水中粗大颗粒物质的去除,水中悬浮物质和胶体物质的去除,水中溶解物质的去除,水中有害微生物的去除,水的其他物理化学处理方法,粒径在0.1或1mm以上,水中粗大颗粒物质的去除,去除方法,筛滤,截留,离心,相应设备,格栅,筛网,离心机,预处理,格栅,格栅,印染废水悬浮物特征：,混合印染废水中往往含有许多比较大的悬浮物质如浆料、胶质、天然杂质等，这些物质会对水泵造成损害，对主体处理造成影响。因此，在进入泵及主体构筑物之前要对其进行拦截，设置格栅拦截较大悬浮物。,格栅：,由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。,格栅作用：,用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。,主要工艺参数：,栅条间距（一般采用16-25mm，最大不超过40mm）、过栅流速（泵、间距数、栅条数、宽度、总宽度、每日栅渣量、安装角度、格栅截面形状、安装方式、清渣方式、栅前渠道设计、渠宽、栅前水深、总的设计水量等）。,筛网,印染废水悬浮物特征：,由于印染废水中含有大量的布毛、线头、纤维屑等细小的悬浮物，如机织布的退煮漂废水、牛仔漂洗废水等均含有大量的细小纤维悬浮物。这类污染物容易堵塞管道、孔洞、缠绕于水泵叶轮。,筛网分类：,振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机等,筛网作用：,回收短小纤维，主要截留尺寸在数毫米-数十毫米的纤维类悬浮物和动植物碎屑。,设计参数：,筛网目数、筛网面积、筛网角度、筛网尺寸、筛网框架尺寸、筛网池尺寸、集水渠宽度等（粗筛网 1mm、中筛网 10.05mm 和微筛网 0.05mm三类。）,栅（筛）渣处理：,填埋、焚烧(820以上)以及堆肥、粉碎后再返回废水中，作为可沉固体进入初沉污泥。粉碎机应设置在沉砂池后，以免大的无机颗粒损坏粉碎机。此外，大的破布和织物在粉碎前应先去除。,水中悬浮物质和胶体物质的去除,混凝法,气浮法,过滤法,沉淀法,混 凝 法,印染废水特征：,当悬浮颗粒不能自发的沉淀时，需要将小颗粒转变为较大的絮体，再将其沉淀。混凝法可降低印染废水中的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物。以及某些重金属有毒物质。,混凝法：,通过向污水中投加混凝剂，改变胶体颗粒性质，使它们能够彼此接近并附着，使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的絮体颗粒而沉淀与水分离。,混凝剂：,无机小分子、无机高分子、有机高分子、复合型、微生物混凝剂,工艺参数：,混凝剂种类、pH值，混凝剂的加入量，投加顺序、絮凝池、澄清池规格、搅拌速度、水处理工艺和条件、水力条件等,混凝概念,混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。,凝聚：胶体失去稳定性的过程称为凝聚。,絮凝：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。,return,气 浮 法,印染废水、洗毛废水特征：,羊脂、乳化油以及疏水性细微固体悬浮物。,气浮法,：是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物，使其随气泡浮升到水面而加以分离去除的一种水处理方法。,气浮法分类：,按照产生微细气泡的方法不同，可分为,电解气浮法、溶解空气气浮法,工艺参数：,处理水量、水力停留时间、气浮池或气浮机型号,（,气浮所需空气量（气固比A/S）、加压溶气水量（回流比R）、溶气罐尺寸（工作压力、接触时间、过流密度I）、建筑尺寸（接触室上升流速及水力停留时间、分离室表面负荷率、分离室水力停留时间）,水中溶解物质的去除,一、水的软化和除盐,二、离子交换法,三、吸附法,四、膜分离技术,水的生物化学处理方法,自然界存在大量的微生物，可以在有氧或无氧的条件下将有机物分解，获得能量以繁殖，生长。,水的生物化学处理法就是利用微生物的这种特性去除污水中的有机物，降低水中的氮、磷等营养物的含量。,悬浮生长系统,附着生长系统,悬浮生长系统,附着生长系统,好氧,厌氧,水的生物化学处理方法,活性污泥法（悬浮）,生物膜法（附着）：生物滤池 生物转盘 生物接触氧化法,