1、项目名称:蛋白质纤维无染料显色技术及产业化
项目负责人:崔永珠 单位名称:大连工业大学
染整工业是以水为媒介,以精炼、漂白、染色、整理为工艺,大量使用水、染料以及助剂的所谓“资源、能源” 消耗型产业,同时,也是污染排放严重的产业。目前,纺织纤维的染色大部分采用合成染料,如蚕丝、羊毛等蛋白质纤维主要采用酸性染料和活性染料,它通过染料与纤维间的相互作用使染料结合到纤维上。在实际染色过程中,由于纤维与染料之间形成化学、物理结合键的有限,其最终上染率只能达到70-80%,因此造成有20-30%的未上染染料残留于染液中,而这些染料的污水排放给环境带来了很大压力,引起了深刻的社会问题。
2、针对上述现状,各国研究人员竞相研究和开发生态染整技术,诸如超临界二氧化碳无水染色、超声波染色以及数码喷墨印花等。迄今为止,上述提及的相关技术虽然在节能、减排方面得到了一定的改善,但由于必须使用有色合成染料方能染色,因此,最终还未能解决未上染染料的排放问题。
本项目基于无需染料实现显色之开发理念,提出了全新的染色概念,即以蛋白质纤维作为研究对象,试图改变现行的依靠染料染色的机理,不另行使用染料,通过无色的活性化合物直接与纤维反应,使其在纤维自身上显色,以此彻底解决染料残留及污水排放之问题。众所周知,蛋白质纤维含有20多种氨基酸,其中,色氨酸中所含的吲哚基是很好的活性基团,它可与无色的芳香族基团
3、的化合物进行反应而形成具有共轭双键结构的发色体。
本课题已做了前期探索性研究。主要利用羊毛和蚕丝所含的色氨酸,在无机酸的条件下,使用苯甲醛衍生物对相应材料进行了相关显色处理,分别得到了棕黄色和艳黄色。研究表明,苯甲醛衍生物能够和蛋白质中的色氨酸进行反应而显色;不同苯甲醛衍生物的使用,蛋白质纤维能够带来不同色系的颜色;所显色的色牢度好于现行染料;苯环上不同种类的基团、其所在位置是影响色系的主要因素。本项目已取得的前期成果有, 2篇高水平学术论文, 1项发明专利, 1篇国际会议优秀论文奖项。在前期研究的基础上,继续研究红色系和绿色系的显色工艺,开发适用技术,力争短时间内实现产业化是本项目的最终目
4、的。
低碳、节能、生态是当今染整工业的发展方向,也是地球全人类的呼声。本项目的最大特点是不使用染料,不另行建高污染、高排放的染料生产企业。目前全国大大小小的染整企业有上千家,如果每个企业不使用染料,按每年平均节省能源20%,降低原材料消耗15%,减少污水排放量45估算,每年会多收入20%~30%的利润,其经济效益和社会效益非常可观。
本项目的工业化生产,将全面推动纺织染整行业的技术进步,对于开发生态纺织品以及开展节能、减排工作来说,具有重大的现实意义。