觅合成蛋白合成工艺,详尽关于合成蛋白纤维的一些在纺织行业上的运用情况,详尽

觅合成蛋白合成工艺,详尽关于合成蛋白纤维的一些在纺织行业上的运用情况,详尽
觅合成蛋白合成工艺,详尽
关于合成蛋白纤维的一些在纺织行业上的运用情况,详尽

觅合成蛋白合成工艺,详尽关于合成蛋白纤维的一些在纺织行业上的运用情况,详尽
一、前言
染料与人们的日常生活有密切的关系,随着社会经济发展,染料的品种和需用量日益增加,用途也将多样化.我国的染料行业包括染料、有机染料、助剂、和增白剂等.主要用于纺织品的印染、涂料、油墨、造纸等,而以纺织品为主要使用对象.在高科技发展的今日,与近代高科技领域密切相关的光、电、化学、生化等有联系的功能染料 (或称专用染料)也己研究开发,并对高技术的推广应用起了一定的促进作用.这类染料有:
l．变色异构染料；包括光变色染料、热变色染料、电变色染料.
2．能量转化染料包括发光染料、太阳能转化染料、激光染料、有机非线性光学材料用染料等.
3．信息显示及记录用染料包括液晶染料、滤色片染料、光盘信息记录用染料、电子照相用染料、及压、热、光敏染料等.
4．生化及医用染料；包括生物着色用染料,医用染料、亲和色谱配基用染料等.
由于纺织品今后仍将为染料的主要使用对象,仍为拓展染料市场的主攻目标,染料的发展,还要能适应纺织品的变化.今年以来,通过向中国纺织、印染协会负责同志和信息中心了解,与北京、天津、上海、青岛等纺织染整行业的同仁交流,通过他们收集了有关纺织印染行业讯息资料,并结合与染料有关部门的发展方向,进行了初步分析,提出个人看法,编写成本文,作为决策和开拓市场的参考.
二、纺织行业的现状和发展趋势
到"九五"期末,即2000年我国纺织行业整体经济运行情况已扭亏为赢,进入良性循环,国有企业逐步摆脱困境.全行业净资产收益率达到8.73%,据原国家纺织工业局领导介绍,从2000年开始,中国纺织品出口将进入 8-10年的发展高潮,并且在入世后带来三大机遇；一是入世后纺织品出口配额放宽,每年至少在800亿-1000亿美元;二是促使行业结构要进行较大调整,一改过去国内竞争剧烈,国外冷清的局面,行业中的服装类、家纺类和产业用品三大支柱的出口格局将分别调整到60%、25%、10%,逐步与国际接轨,三是入世之后,将对中国纺织品的设计、技术、质量、环保、劳动力及资金等带来全方位的冲击,中国的部分服装品牌将借此冲击力,在国际上脱颖而出,从而培育出知名的国际品牌和知名服装设计师.
据统计,2000年我国纺织品服装出口520.82亿美元,同比增长20.94%.其中:纺织品出口160.62亿美元,同比增长23.5%;服装出口360.2亿美元,同比增长19.83%.
自改革开放以来,染整行业积极进行了行业、企业结构调整,产品结构和技术结构调整,地域结构调整,从而克服了讯息落后,缺乏产品开发创新能力,和环保治理等问题,到1999年印染布产量已达160.5亿米,2001年己达170亿米.发展较快的地区为浙江、江苏、山东、广东、和福建等五个省份,95-99年五省产量统计如下表: (亿米/占全国总量%)
年份
浙江
江苏
山东
广东
福建
占全国%

1995
23.99/17.58
22.66/16.6
12./9.45
21/15.38
4.47/3.27
85.13/62.28

1996
24.22/20.07
19.02/15.76
10.83/8.97
18.93/15.86
5.07/4.2
78.07/64.86

1997
34.52/24.41
21.26/15.04
10.54/7.45
20.05/14.18
15.73/11.22
102.1/72.3

1998
57.48/39.24
19.25/13.14
9.96/6.76
19.55/13.34
10.58/7.22
116.82/79.7

1999
65.23/40.65
21.88/13.63
11.07/10.4
20.13/12.54
5.43/3.45
123.74/80.67

以上s省的年产量之和,己占全国总产量的75-80%.
虽然印染布产量已不断增长,但由于印染产品从原料到成品是一个系统工程,最终产品的质量、效果、风格不是靠漂染能完全解决的,从纤维原料、到纺纱、上浆、织布、烧毛、退浆、丝光、漂染等,步步都是关口,因此制成的面料,不能完全满足市场需求,每年进口的印染布有如下表:
(亿米/亿美元)
年份
纯棉印染布
T/C印染布
合纤长丝织物
其中；长丝锦

1995
7.18/7.57
2.00/2.42
23.38/24.64
17.26/15.50

1996
2.03/2.43
23.84/25.29
23.84/25.29
15.92/14.30

1997
7.69/7.81
2.14/2.53
25.0/2.49
15.57/13.98

1998
6.79/7.08
1.91/2.12
23.31/21.76
14.62/13.13

1999
6.22/7.33
2.28/2.46
25.02/22.48
15.39/13.82

据了解,纺织印染行业现正以"控制总量、优化存量、提高质量、开发新品、提高档次、提高加工深度、提高产品附加值、努力增加新的增长点"的方针,积极进行行业、企业结构调整,参与国内外市场的竞争.
纺织行业的稳定发展,就给染料行业带来了一定的机遇,如何抓住这一机遇,是我们面临的一大课题.
三、化纤工业的发展趋向
(一)现状
纤维是印染织品的主要原料,品种、质量、纺织工艺都直接影响到印染布的质量,也影响到染料品种、用量,它的发展趋向也影响到染料的发展.纺织纤维一般有天然纤维如:棉、麻、毛、丝等,化学纤维包括人造 (再生)纤维和合成纤维等.近年在国际上,纺织纤维年产量约在4600吨左右,年增长速度约在2.5%.其申:化纤年产量接近2400万吨,占纺织纤维的52%左右,年增长速度约5%左右.天然纤维则稳定在2200万吨左右,占纺织纤维的48%,棉纤维已由过去的老大,退居第二位.由于我国用占世界7%的耕地要养活世界22%的人口,国家为了解决粮棉争地,历来就重视发展化纤工业,它包括人造(再生)纤维和合成纤维,到"九五"末,化纤年产量已达650万吨,比"八五"末期翻了一番多,占世界总产量的27%左右,目前已成为世界化纤产量最大的国家.因化纤在国际和国内均为纺织行业的主流原料,本文仅就化纤原料作一探讨.
据统计,1999年常规化纤品种产量如下表:
化纤品种
产量(万吨)
所占比例(%)

化纤总量
653.9
100

其中；人造纤维
55.2
8.4

1.粘胶长丝
10.0


2.粘胶短纤
45.2

其中；合成纤维
598.7
91.6

1.涤纶
458.9


2.锦纶
47.0

3.腈纶
49.2

4.维纶
9.5

5.丙纶
33.4

6.氨论
0.7

(二)发展趋向
虽然化纤年产量已突破600万吨,但每年进口的化纤量始终维持在我国化纤总产量的30%以上,就与我国近年来化纤行业经济效益持续下降的局面形成了强烈的反差,问题的关键在于我国化纤行业的产品结构不合理,常规产品生产能力过剩,而许多高档面料或出口产品所需的新型化纤原料,国内又无法满足.
同时,使用纤维的后道纺织加工企业,对积极使用新纤维原料及研究开发投入力量不足,风险意识不强,新产品开发资金投入不足,对市场发展趋势了解不多,
新产品开发速度和质量难以满足市场和消费潮流的发展需求,致使原料和面料二个行业难以互动,导致我国纺织面料水平,始终在低水平上徘徊不前,始终处在劣势.在"十五"期间,将大力发展纤维新型品种和各种高档面料,染料行业要了解这一市场动态,制定我们的发展策略.
现将主要的已有或即将发展的新型品种收集分析如下:
由于新型纤维品种的分类方法很多,且还没有公认,暂以常规分为天然、化学和改性纤维等来叙述.天然纤维虽然通过改良品种,有了很大变化,但最快的还是化学和改性纤维,化学纤维又可分成合成和再生纤维,近年来发展特快, 本文暂以此分类,就纺织部门提供的资料,以在服装或家纺领域当前已十分热门,或即将成为发展主流的化纤新品种,有重点的简介如下:
1.新型合成纤维
新型合成纤维的应用范围在不断的扩大,包括以下几方面:
(1) 柔软绒面外观纺织品:如桃皮绒、仿鹿皮、仿皮革、仿
真丝绸等;
(2)表面磨擦阻力小的纺织品:如滑雪服、泳衣、潜水服等;
(3)化学化工用纤维材料:耐热或绝热、耐化学性、过滤材料等;
(4)复合纤维材料:离子交换纤维,增强塑料、超导电纤维等;
(5)生物相溶性纤维材料:血管、人造骨、血液分离、固定酶和细胞培养基质等;
(6)吸水及疏水性纤维材料:透气拒水织物、吸水吸油纤维材料、特种毛巾、油水分离材料等;
(7)吸尘清洁纺织品:清洁布、吸尘、过滤布等.
此外,还可用于绝缘、印刷、密码及识别织物或高级纸张等,所有上述产品都需要经过染整加工和使用染料.有以下几种:
(1)超细纤维(细旦纤维)
本品种是将涤纶纤维物理改性而成,到70年代工业化生产,现在最细的纤度已达到0.0Oldtex,克服了合纤的手感、外观及服用性能的不足,现已成为新合纤中的主要品种.超细纤维主要是涤纶纤维,也还有其它化学纤维,涤纶超细纤维己广泛用于仿毛、仿真丝织物.
使用的染料仍是以分散染料为主,但要经过筛选,符合以下染色特性:
*上染速度快:超细纤维不仅比表面积比普通纤维大得多,吸附速度快,扩散速度快.
*显色性或深染性差:纤维比表面积大,折射率高,对光的反射和散射强,显色性比普通纤维低得多,要得到相同染色深度,染料浓度就要高得多.
*匀染性差:上染速度快,就不易染得均匀,织物上易产生所谓"闪光点".
*染色温度依存性差:在较低温度就有较快的上染速度,起始温度要低,染色最高温度比其它织物要低,保温时间可稍短,移染性较好,提升性也较好.
*染色牢度差:这是由于纤维比表面积大和半径小的关系,染色深度愈高,耐晒牢度愈低.
（2）涤纶改性织物
普通涤纶织物需在高温高压下,用分散染料染色,能耗大,染深色用的染料量也多,为了改进聚酯纤维染色性能,在分子链中引入含可结合离子染料的基团,或将可染组份混合到纤维中,开发了分散染料常压可染、酸性染料和阳离子染料可染的改性涤纶,已大批量工业化生产.
(3)聚乳酸纤维 (PLA)
本品也被称为可生物降解的环保型纤维,由玉米淀粉制成乳酸 (2-羟基丙酸),缩聚成聚乳酸,再制成纤维,它的特点是制成的织物质轻、手感柔软、干爽、有蚕丝样的柔和光泽,最大特点是废旧纺织品填埋后,分解成CO2和H2O,再经光合作用成为玉米浆,不给环境带来任何污染.可制作运动服、外衣、内衣、毛衣、地毯和各种产业用品,用途很广.现在美国已制成地毯投放市场,也是我国纺织行业在入世后,纺织品进入绿色通道的主要措施之一.随着生产规模的扩大,生产成本会不断降低.主要使用分散染料染色,但比涤纶织物的染色温度要低.
(4)大豆蛋白质纤维
本品属再生植物蛋白质纤维,系我国河南濮阳华康生物化学工程联合集团公司多年研究纺丝成功,也是唯一由我国率先取得工业化生产的化学纤维.是将榨油后的大豆粕浸泡,分离出豆粕中的蛋白提纯后经生物酶作用制成一定浓度的大豆蛋白质纺丝溶液,经湿法纺丝、凝固、交联、水洗、烘干、卷曲、切断制成短纤维.具有:单丝纤度细 (0.9-1.2D)、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性好、光泽好、吸湿性好等特点,还有羊绒般的柔软手感、蚕丝般的优雅光泽、棉纤维的吸湿导湿性、羊毛的保暖性等优良服用性能,应用前景十分广阔,
纺织行业认为是可持续发展的新型纤维.现将收集到的己生产品种及厂家列于下:
*真丝/大豆蛋白纤维面料 (约40/60):苏州东吴丝织厂、吴江新民纺织公司、吴江新联丝织厂、浙江华源达昌丝绸厂、浙江展望集团.
*羊毛/大豆蛋白纤维面料 (约65/35):常州第三毛纺厂、江苏阳光集团、兰州第三毛纺厂、江阴三毛集团、上海三毛集团、无锡第一毛纺织厂、无锡协新毛纺织厂.
*大豆蛋白质纤维/化学纤维面料 (约40/60):吴江新民纺织公司、华源达昌丝绸公司、绍兴展望集团.
*纯大豆纤维面料:青岛国棉六厂、洛阳白马、绍兴展望集团、郑州一棉、华源达昌丝绸公司、绍兴展望集团.
还有很多针织类产品.
适用的染料有:弱酸性、活性、中性、直接染料等,但由于纤维的化学和物理结构不同于天然蛋白质纤维,对染料选用、染色工艺及使用助剂等都需做调整,主要是它的染色深度低于丝、棉、羊毛等.
（5）聚氨酯纤维(氨纶,Lycra)
本品主要是聚氨基甲酸酯 (约在 85%以上),为一嵌段共聚物,有刚性链段和柔性链段.已是生产弹性服装的主要材料,与橡筋相比,模量相对较高、化学稳定性好,不仅用于泳装及袜子等针织物,还用于各种机织品.具有抗皱、定形、悬垂性好、耐水洗等优点.用分散染料染色,在95℃下,加入助剂,可提高上染率,改善匀染性和提高湿牢度.
2.新型再生纤维
新型的再生纤维素纤维为TenceI(或称Lyocell) 纤维,由于是用木浆溶解于氧化N-甲基吗琳(NMMO)水合物中,制备成10%粘稠纺丝液,经纺丝加工得再生的天然纤维素纤维,由于NMMO的毒性很小,回收率很高,生产过程对环境无污染,它的织物被视作为"绿色纺织品",干强度仅次于涤纶,比棉和粘胶纤维要高,湿强度仅降低15-17%,具有优异的湿模量,缩水率很低,径向缩水率低于2%,超过所有纤维,吸水性和保水性与粘胶纤维接近,服用性能舒适,世界产量已超过20万吨,预计将作为绿色纤维在本世纪得到快速发展.可用各种纤维素染料染色,以活性染料力最佳,特别是含有二个不同活性基或相同活性基的高温染色用染料,如国产的EF型、KE型活性染料.
(三)纺织品必须进入绿色通道
我国加入世贸组织后,纺织品进入了世界贸易自由化发展进程中,虽取消了配额限制,但遇到了"绿色壁垒",当前在国际服装领域主要有两类:一是针对纺织品服装从设计生产到报废回收的全过程中,对环境影响所设置的壁垒;二是由产品本身对消费者的安全和健康影响的壁垒.出口产品必须符合一些国家的政府或地区性国际联盟颁发的有强制作用的法律或技术法规,及衍生出来的各类具体条例.这些法规、条例也是对染料发展的间接壁垒,必须要重视(可参考Oeko-tex标准100的2002年最新版本).
(四)染整工艺及设备的发展
印染行业工艺及设备的发展方向主要是:适应环境保护、节约原材料和节约能量、即时、小浴比,使印染加工更可靠,更简便.这就对染料提出了新的要求.主要有以下几个方面, 1、1967年出现了喷射染色机后,解决了涤纶染色的困难,可染针织物及表面凹凸的织物.现在又出现了新的溢流染色机,小浴比 (1:4～7),短流程,小批量和大载量,可低温染色,全自动控制,环保型染色设备,适于染特殊织物.
这就要求染料的溶解性、上色率、匀染性、提升力等性能均要优越.
2、为了降低染色用水和废水的处理成本,非水系统的染色技术的开发有了发展,近年研究成功的为超临界二氧化碳非水系统染色的新技术,并已开发出适用这种工艺的新设备,使这技术有了实用价值.它的原理是:应用超临界二氧化 碳做染色介质,染料随介质的温度和压力提高而溶解,促使其扩散到纤维内部,实现上色与固色.可完全不产生污染废水,分散染料染色不用分散剂,用流体压力控制染料溶解,易控制深度和色泽,染料利用率可达90-100%,并易得到均 匀染色,由于是绿色工艺,是极有发展前途的加工模式,国外已实现工业化生产,国内正在大力开发.主要是使用分散染料,但要筛选在超临界二氧化碳中有适合溶解度的品种.
3、数字喷墨印花技术是一种无版印花技术,即纺织品在印花过程中不需任何网版,直接由电脑将印花设计图案的信息输送给一组染料 (颜料)喷嘴,并控制喷嘴的开放和闭合来完成织物印花的新技术.优点是:可大量节省网版,不会造成任何压糊、压花病疵;印花时无对花和套色问题;打样和生产可同机进行而不会产生色差;对小批量、多品种的转换速度极快,可实现快速交货.但要有一套较好的CAD系统.当前针对各种织物已开发成功分散、活性、酸性染料喷墨墨水.
4、涤/棉混纺织物转移印花技术是在上世纪六十年代就己采用,但由于染料转移率低,摩擦牢度较差,末能广泛使用.新开发的方法是采用新的含有氯乙酰基的活性分散染料在195±5℃,将织物转移印花40秒,转移率达到52.6-70%,有较好的水洗牢度和摩擦牢度,是有发展前途的印花新工艺.
四、结束语
我国自改革开放二十多年来,染料工业发展很快,已有大小生产厂点二千个以上,年产量己超过40万吨,占世界染料总产量的50%左右,而80%以上是供应纺织行业.入世后,纺织行业将有极大发展,染料工业也必将由原来的单一对染料生产工艺、设备的开发,逐步转向为印染行业提供高档次、高质量的染料产品的开发,这是一个发展趋势.根据印染行业同仁提供的资料,对几类主要染料发展方向归纳如下供参考;
1、分散染料
在所有染料中用量最大,国内产量超过20万吨,经过筛选,适用于涤纶超细纤维染色的品种有,C.I.分散黄54、64、60、64、163;C.I.分散橙30、76;C.I.分散红73、82、131、146、152、153、167、177、258、278、343、356;C.I.
分散紫26、28;C.I.分散蓝56、60、73、79、79:1、165、165:1、183、257、270、284、295;C.I.分散棕 19等.节能、省时、小浴比的快速染色染料也还是一个发展方问.用途十分广泛的溶剂染料有不少品种的结构与分散染料完全相同,也可考虑.前述转移印花用的活性分散染料,当前基本尚未有生产,宜及早开发.
2、酸性染料
酸性染料主要用于羊毛、锦纶、丝绸的染色和印花,也是羊毛及锦纶混纺产品的重要类别,还用于纸张、皮革着色和溶剂染料、有机颜料等.它的特点是品种多、用量小,很大吨位生产的品种不多.我国2000年羊毛和锦纶产量分别为30万吨和37万吨,纺织行业使用的国内品种约120个,从纺织部门的发展看,主要是弱酸性染料和1;2型金属络合染料.
3、活性染料
根据印染行业的分析,活性染料需用量增长快的原因是:棉纤维的耗用量仍是增长较大,直接染料不少品种遭到禁用,硫化、还原、冰染染料使用量减少;加上自身的色泽鲜艳、色谱齐全、应用简便、价格便宜、适应性强、污染少、牢度优良等特点.国内年产量无准确统计,估计在2～3万吨之间,
生产厂家约近70家.
纺织部门己使用的活性染料有以下几类,
型号
活性基团

X
二氯三嗪

K、KM
一氯三嗪

KE、KP
二个一氯三嗪

KD
一个或二个一氯三嗪

KN
β-硫酸酯乙基砜

M、EF、ME、B
一氯三嗪/β-硫酸酯乙基砜

R/CN
间羧基吡啶三嗪

E
2,3-二氯喹恶啉

F
三氟一氯嘧啶

S/SX
二氯三嗪

P
膦酸基

PW
溴代丙烯酰胺

以上种类的活性基团均为国内资源可得,有条件生产的.印染行业认为最常用的为X型、K型、KM型、KN型、一氯三嗪加二氯三嗪型、一氯三嗪加乙烯砜型等.印染行业为了提高固色率,希望用双活性基或多个活性基的品种.ME型和B型染料具有较高固色率、好的匀染性、适合于中温染色 (60℃).EF型染料有良好的相溶性、匀染性、重现性和低尘性、竭染性和提升力,以及好的湿牢度,