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环保纺织材料、技术及其发展研究

2023-12-31

纺织报告 2023年8期
关键词:阻燃剂家居染料

牟 昱

(绍兴慧欣家纺有限公司,浙江 绍兴 312000)

家居装饰是通过各种纺织品材料美化和装饰家居环境的一种方式,这些纺织品具有调和色彩、渲染居室氛围、提升舒适度等作用。家居装饰不仅是个人品位和生活方式的体现,也直接影响居住者的生活品质。近些年,随着绿色环保理念逐渐深入人心,越来越多的消费者对家居纺织材料的环保性、安全性提出了更高的要求,绿色环保纺织材料的设计与开发成为当前纺织行业的重要发展方向[1]。

环保材料及环保工艺的创新与发展对推动纺织行业的进步具有重要的现实意义和战略价值。通过将绿色环保理念融入纺织材料生产、加工的各个环节,能有效减少对自然环境的污染以及对人体健康的危害,这就要求纺织材料不仅应具备舒适、美观、耐用等特性,还必须符合环保理念和环保标准,不含有毒有害物质,并具备可降解性等[2]。本研究对新型环保纺织材料的类型、特点、技术等方面进行了综述,并对环保纺织材料的发展方向进行了展望。

1 纺织品行业在环保方面的发展要求

一直以来,传统纺织行业面临着环保方面诸多挑战,大规模生产、高耗能和高排放对环境造成了沉重负担,包括空气质量的恶化和水资源的浪费等。与此同时,一些纺织材料中含有少量有毒、有害的化学物质,给车间工人和消费者的健康造成了潜在的威胁,因此,环境保护在纺织行业显得尤为重要。

随着现代社会的迅速发展,人们的生活水平不断提高,消费者对纺织品材料的选择也变得更加精细。尤其是随着环保意识的广泛普及和消费者对可持续纺织材料需求的不断增加,环保纺织品越来越受消费者的喜爱。未来纺织行业的发展将以绿色发展为核心目标,加速建立完善的绿色发展体系,进而有效改善环境污染情况。因此,如何在使用绿色材料和实施绿色制造工艺的前提下进行高效生产,俨然成为纺织行业面临的重要问题。企业应加速技术创新,不断满足消费者对环保产品的迫切需求,将绿色环保理念积极融入纺织材料设计和生产过程中,提供更加环保和可持续的绿色家居纺织产品,满足市场需求,提高行业的竞争力。

2 环保纺织材料概述

家居用环保纺织材料是一类在家居装饰和家居用品制造中广泛应用的材料。环保纺织材料注重减少对环境的不良影响,包括资源浪费、能源消耗、化学污染等。这些环保材料的开发与应用能有效减少环境污染,提高材料的使用安全性和环保性,满足消费者的实际需求,为人们创造更加美观、健康、舒适的家居环境[3]。近几年,在纺织业的可持续发展中,一些成功的案例为行业树立了典范,引领企业加入绿色风潮,越来越多的企业致力于新型环保纺织材料的开发,采用天然纤维、染料等,引进先进技术,积极将环保理念与健康、时尚相融合,推动纺织行业可持续发展。

3 新型环保纺织材料的类型、特点及应用

3.1 具有吸附甲醛功能的环保面料

在家居市场中,窗帘用面料的用量较大,传统的窗帘面料功能单一且不注重环保性。近些年,随着环保理念在家居面料市场的不断深入,越来越多的技术人员致力于开发新型环保纺织面料。一种具有吸附甲醛功能的环保面料在市场上引起了广泛关注,该面料的生产工艺是将光触媒颗粒通过热处理加入以涤纶或锦纶、涤麻为原料的纱线中,通过特殊技术使光触媒颗粒与面料紧密结合,实现长久保存。该面料不仅具有良好的装饰效果,而且更符合现代家居健康理念,增加了吸附有害气体、净化环境的功能,在家居面料市场具有良好的应用前景。

3.2 具有降解功能的环保面料

生物降解材料是由可生物降解的自然原料(如淀粉和纤维素)加工制备而成,与传统材料相比,其在环保性能和能源消耗方面表现得更加出色。据相关报道,相比传统加工过程,生物降解材料的制造不仅能节约60%以上的化学物质使用量,还能减少能源消耗,节约生产成本,减少对环境的污染。

环保纺织材料能有效节约能源,并减少对自然环境的污染。现阶段,市场上开发的具有降解功能的环保面料基本实现了母粒法原生涤纶丝所有的功能特征,可以正常回收再利用,满足家居市场的应用需求。该材料的具体生产工艺是在纺丝过程中添加生物改性剂,通过特殊的纺丝工艺加工制备成具有降解功能的纤维。使用该纤维制成的织物被废弃后会埋于土壤中,经过微生物分解,生成二氧化碳、甲烷和水,材料逐渐变轻薄,最终回归到自然环境中,表现出良好的环保性。

3.3 具有降噪功能的环保面料

在家居市场,具有吸音吸声效果的面料受到了消费者的广泛关注。传统的降噪面料不具有环保性,废气处理方式还是沿用传统的掩埋、焚烧等方法,对自然环境构成严重威胁。近几年,各类新型降噪面料在市场上不断涌现,其中,市场上新开发的新型降噪环保面料备受青睐,该面料由莫代尔纤维、吸音棉、弹性条、聚乳酸纤维、竹纤维等构成,经过特殊的结构设计,具有优异的降噪功能。同时,弹性条是由聚乳酸纤维编织而成,不仅具有良好的可生物降解性,还具有一定的环保性。该面料用于制备窗帘等家具饰品,市场发展前景广阔。

3.4 具有自清洁功能的环保面料

具有自清洁功能的环保面料是一种先进的材料,可以在一定程度上自动去除材料表面的污垢和杂质,进而减少频繁清洗和维护的需求,满足家居面料市场的实际需求,通常用于制造具有自清洁功能的环保面料的技术如下。

3.4.1 纳米技术

将一些具有自洁性能的纳米颗粒经过特殊的工艺均匀添加到面料中,赋予材料优异的自清洁功能。例如,钛氧化物纳米颗粒可以在阳光下催化分解有机污染物,使面料保持清洁。

3.4.2 疏水涂层

一些环保面料可以通过在表面涂覆疏水涂层实现自清洁功能。这些涂层可以防止水和污垢吸附在面料上,易于清洁。

3.4.3 光催化技术

光催化技术可以使用太阳光或人工光源催化分解污染物,使面料保持清洁。这种技术通常使用氧化钛等光催化剂。

3.4.4 抗菌技术

具有抗菌性能的面料可以防止细菌和微生物的生长,保持面料清洁和卫生。另外,还有一些材料具有自修复能力,能自动修复小的损伤和划痕,进而延长面料的寿命和保持美观。

4 环保纺织材料绿色关键技术

4.1 绿色化阻燃技术

近些年,在家居市场,人们在追求舒适性和美观性的同时愈加重视安全性和环保性,如果赋予面料优异的阻燃特性,可以大大延缓火焰的蔓延速度,给予人们更多的逃生时间。近几年,家居市场对面料的阻燃性提出了一定的要求,例如一些沙发用面料,对舒适性、耐磨性、阻燃性都有一定的需求。常用的阻燃技术大体分为两种,一种是在纺纱中添加阻燃剂,另一种是对织物进行后整理,进而提升材料的阻燃性能。

4.1.1 织物阻燃整理技术

在织物阻燃处理技术方面,通常采用后处理方法,将阻燃剂有效附着在纤维表面或内部,实现一定的阻燃效果。目前,常见的织物阻燃整理技术主要有以下两种:(1)浸润和浸渍法—将纺织品浸入阻燃液中,通过浸渍或浸润过程,使阻燃剂在一定时间内充分渗透到纤维内部,再进行烘干、固化处理。(2)涂层法—将阻燃剂与树脂混合,采用涂覆技术(刮涂、喷涂等)将阻燃涂料涂覆于织物表面,形成阻燃涂层胶,经固化后将阻燃剂保留到织物表面。

4.1.2 添加阻燃剂

在纺织品制备过程中,可以在纤维或面料中添加阻燃剂。这些阻燃剂主要是一些含磷、氮等元素的化学物质,将阻燃剂加入其中,能有效降低面料的易燃性。与欧美等国家相比,我国阻燃行业起步较晚,目前市场上应用的阻燃面料虽然具有一定的阻燃效果,但普遍还是采用含有卤素的阻燃剂,在环保性方面还存在一些问题,同时添加阻燃剂后还会使面料手感偏硬,影响面料的舒适性。

近些年,越来越多的研究者致力于新型环保阻燃剂的开发,由于卤素的毒性较大,随着市场对安全环保要求的进一步提高,卤素系列阻燃剂已逐渐退出主流面料市场,取而代之的是环保型磷氮系阻燃剂、磷-硅协同阻燃剂、硅-氮系阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、硼酸盐、硅氧烷阻燃剂等。无卤阻燃剂的使用可以降低卤素元素对环境的影响,减少有害气体的排放,进而提高材料的环保性和可持续性[4]。随着新材料和新工艺的引进,开发无卤化、低烟、无毒、高效性、稳定性好、协效性优异、对原料性能影响小的阻燃剂是未来重要的研究方向。

4.2 绿色化染色技术

绿色化染色技术通常是指在染色工业和纺织工业中采用环保工艺进行染色的一种新技术。传统的染色方法通常涉及大量的化学品和水资源,在处理过程中会产生大量的废水和污染物,进而对环境造成严重危害。为了降低染色工艺对环境的负面影响,绿色化染色技术逐步被引入纺织行业并得到迅速发展。目前,常见的绿色化染色技术和方法有如下4种。(1)天然染料。应用植物、昆虫、微生物等源于自然的染料,这些染料通常更环保,在加工过程中几乎不会产生有害的副产品;(2)催化染色。使用催化剂促使染料与纤维的结合,减少染料的使用量和废液中染料的残留;(3)离子液体染色。采用离子液体作为染料的溶剂,减少有机溶剂和水的使用;(4)数字染色技术。通过精确控制染色剂的分配,避免过量的染料使用,进而减少废弃物的产生。

绿色化染色技术旨在降低染色对环境的影响,减少废物的产生,并提高染色工业的可持续性。这些方法有助于保护环境、节约资源,并符合现代社会对可持续生产的要求。

5 环保纺织材料发展新趋势

5.1 面料多功能化

新型环保纺织面料在多功能化方面的发展是当前纺织行业需要重要关注的问题。随着人们对环境保护关注度的不断提升,纺织业也在积极探索技术创新,以不断顺应市场发展新需求。环保纺织面料的多功能化是今后主要的发展方向,如抗菌、阻燃、降解、抗静电等,这些多功能特性提高了纺织面料的适用性和实用性。例如,结合高新技术创造出智能化的新型纺织材料已取得重大突破,还应机械化加快推进智能纤维、智能面料和智能柔性元器件的研究与开发。在智能纤维方面,重点研究形状记忆纤维、相变纤维和导电纤维等智能纤维与无纺织材料的复合,赋予面料多功能特性,如防火、蓄热调温、吸收电磁波和传输电信号等,以满足多种应用场景的需求[5]。未来,新型环保纺织面料将继续朝着绿色、环保、智能化、功能性的方向发展,加强技术创新、理念创新,推动纺织业朝着更加可持续和高附加值的方向发展,满足消费者对环保和多功能性的需求。

5.2 制造技术绿色化

当下,“绿色”“健康”已经成为市场上备受关注的焦点话题,绿色制造技术的宗旨在于平衡经济增长和环境保护两者的关系,通过加强技术创新和工艺改进,减少生产加工过程中污染物和废物的排放,减少对环境的污染,实现纺织材料的高效、优质和清洁生产,确保资源的有效利用,实现纺织行业经济效益和环境效益的协同提升,促进纺织行业的可持续发展。

此外,传统的染色和印花工艺通常在制造过程中大量使用化学品,这不仅对环境造成了严重污染,还浪费了大量的能源。为了实现生产绿色化,通过工艺改进以及配方优化提高染色的效率和稳定性,降低废品率和生产成本,减少污染物的产生以及对环境的污染[6]。目前,多项技术措施已取得了阶段性的进展,例如采用绿色、环保型染料和印花剂,如酸性染料和金属络合染料替代传统的染料。一方面,能显著减少染色过程中需要的化学品使用量,减少废水和废气的排放;另一方面,绿色染料通常具有更高的染色效率和色牢度,可以有效提高产品的品质。更重要的是,这类环保型染料通常具备生物降解性,不会在环境中长期积累,大大减少了对生态环境的危害,符合绿色、可持续的发展理念。

6 结语

随着高品质家居面料生产绿色关键技术的成熟发展和产业化的推广,环保纺织材料的品质、性能得到了显著提升。绿色理念的兴起和纺织业的可持续转型为环保纺织材料的发展创造了一个崭新的未来,不仅符合消费者对家居面料美观性、舒适性的需求,还保证了产品的品质,有助于消费者的身心健康。可见,纺织行业追求绿色、健康、环保不仅是一种趋势,更是对自然环境的责任和担当,同时,环保纺织材料的大规模应用也带来了良好的市场潜力和社会经济效益,促进了家居市场产品品质的提升,为社会经济的可持续发展作出了贡献。

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