紀(jì)發(fā)達(dá) 王敬偉

(山東龍港硅業(yè)科技有限公司，山東 濰坊 261300)

紡織助劑是紡織品生產(chǎn)加工過程中必需的化學(xué)品，對提高紡織品的產(chǎn)品質(zhì)量和附加價(jià)值具有不可或缺的重要作用，它不僅能賦予紡織品各種特殊功能和風(fēng)格，如柔軟、防皺、防縮、防水、抗菌、抗靜電、阻燃等，還可以改進(jìn)染整工藝，起到節(jié)約能源和降低加工成本的作用?，F(xiàn)代紡織技術(shù)正在快速發(fā)展,紡織工業(yè)用的助劑也經(jīng)歷著不斷的更替和變化[1]，一般來說，按最終應(yīng)用紡織助劑可分為前處理助劑、印染助劑和后整理助劑。前處理助劑的主要作用是除去織物上天然或人為的雜質(zhì)，充分發(fā)揮織物的優(yōu)良特性，如潔白、柔軟及良好的滲透性能，以適應(yīng)后續(xù)工藝的需要，主要包括退漿劑、精練劑、脫膠劑、滲透劑、氧漂穩(wěn)定劑；印染助劑是指在染色和印花過程中，除染料和涂料外還要使用的一系列助劑，主要包括乳化劑、分散劑、勻染劑、固色劑、熒光增白劑、涂料印花助劑、還原劑、撥染劑、防染劑、剝色劑、增染劑、防泳移劑等；后整理助劑主要通過物理、化學(xué)的加工改進(jìn)織物外觀與內(nèi)在質(zhì)量，改善手感，穩(wěn)定形態(tài)，提高服用性能或賦予織物某些特殊功能，如防水、柔軟、阻燃、抗菌、抗靜電、防污、防油等。

1 無機(jī)硅化物在紡織行業(yè)中的應(yīng)用

無機(jī)硅化物是無機(jī)化工產(chǎn)品中產(chǎn)量和消費(fèi)量都較大的品種，其品種較多，且產(chǎn)品多是上下鏈的關(guān)系，是一種重要的無機(jī)材料[2]。文章所述的無機(jī)硅化物主要包括硅酸鈉、偏硅酸鈉、速溶硅酸鈉、層硅酸鈉及原硅酸鈉的含硅無機(jī)物。

1.1 分散劑

分散劑是染料加工和應(yīng)用中不可缺少的助劑。在紡織品印染過程中使用的商品染料，要求具有較好的再分散性；在染浴中具有良好的熱穩(wěn)定性，黏度小，對混紡中的其他組分沾色少；染料的溶解度?。唤饘匐x子含量低等。無機(jī)硅化物作為分散劑，可以發(fā)生離解而帶電，吸附在粉體表面可以提高顆粒表面電勢，使靜電斥力增大，提高漿料的穩(wěn)定性。無機(jī)硅化物作為紡織用分散劑，原料易得，成本低廉，具有突出的膠凝性質(zhì)；另外，由于比表面積大，吸附能力強(qiáng)，可明顯提高織物的染液能力。無機(jī)硅化物中的偏硅酸鈉、層硅酸鈉具有去垢、乳化、分散、濕潤、滲透性等性能,對pH有緩沖能力,且分散能力強(qiáng)，儲存穩(wěn)定，容易化料；有助于顆粒粉碎，阻止已粉碎的顆粒重新聚集，保持染料分散體的穩(wěn)定性；經(jīng)復(fù)配后對于強(qiáng)度和色光無影響；對分散染料和還原染料具有擴(kuò)散和穩(wěn)定作用，并可縮短染料研磨時(shí)間。

1.2 氧漂穩(wěn)定劑

棉纖維的漂白前處理一般采用雙氧水漂白方法，該方法具有漂白效果較好、白度穩(wěn)定性良好、污染少、不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。但雙氧水的性能非常不穩(wěn)定，極易分解，雙氧水的過早分解不僅造成漂白液失效，并且會促進(jìn)纖維損傷，特別是對于棉、絲綢和黏膠組成的織物。為了防止雙氧水的過早分解所添加的添加劑被稱為穩(wěn)定劑。雖然純雙氧水對熱相當(dāng)穩(wěn)定，但仍有很多化合物能使雙氧水的分解劇烈加速，例如重金屬鐵、銅、錳等，其他污垢也會對雙氧水的分解起催化作用。細(xì)菌和霉菌也能產(chǎn)生類似的作用，這些微生物在適宜的環(huán)境中會出現(xiàn)在紡織廠的紡織品或容器上。

無機(jī)硅化物中的液體硅酸鈉、速溶硅酸鈉、五水偏硅酸鈉和九水偏硅酸鈉可作為穩(wěn)定劑組分，其能夠形成晶體結(jié)構(gòu)的膠束，有很大的比表面積，具有較強(qiáng)的吸附能力，能吸附金屬離子封閉HOO——基團(tuán)，避免金屬離子對雙氧水產(chǎn)生催化反應(yīng)，同時(shí)抑制HO.自由基的形成和分解，以保證雙氧水穩(wěn)定分解生成過氧氫離子，便于對織物的退漿、除雜和漂白。

傳統(tǒng)上無機(jī)硅化物氧漂穩(wěn)定劑以硅酸鈉為主，其特點(diǎn)是吸附色素作用明顯，漂白效果突出，但此類氧漂穩(wěn)定劑有以下缺點(diǎn)：一是易出現(xiàn)硅垢，且硅垢易沉積粘附在織物上，即使加強(qiáng)漂洗，也難以洗凈，由此可導(dǎo)致漂白產(chǎn)品手感粗糙發(fā)硬；二是其耐強(qiáng)堿性較差；三是硅垢能污染機(jī)械設(shè)備內(nèi)壁，清洗困難。用偏硅酸鈉、原硅酸鈉取代傳統(tǒng)的硅酸鈉，可以在氧漂過程中減少在煮紗設(shè)備上產(chǎn)生的硅垢污染，并有助于提高纖維的光澤和手感。

1.3 代堿劑

常見退漿方法有酸退漿、堿退漿、氧化劑退漿和生物酶退漿。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)織物品種、漿料組成、退漿要求等選擇合適的退漿方法。堿退漿可以使?jié){料膨化，對纖維的粘著力下降，經(jīng)水洗從織物上退除。

供堿組分和緩沖組分是代堿劑的核心與基礎(chǔ)，常由強(qiáng)堿弱酸鹽組成。無機(jī)硅化物中的無水偏硅酸鈉和正硅酸鈉可作為代堿劑使用。和常規(guī)片堿相比，無水偏硅酸鈉或正硅酸鈉的堿性相對溫和，可避免片堿分離的強(qiáng)堿離子對織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損傷。在無機(jī)電解質(zhì)中，偏硅酸鈉的活性堿度和pH緩沖指數(shù)最高，有較強(qiáng)的潤濕、乳化和皂化油脂的作用，在去除、分散和懸浮污垢方面有優(yōu)秀的表現(xiàn)，并能阻止污垢的再沉積，去污力強(qiáng)，緩沖能力大。

1.4 精練劑

精煉劑是紡織品在染色前精煉過程中最常用的助劑，通過精煉作用，可以將紡織品中的雜質(zhì)及油污有效去除，因而被廣泛應(yīng)用于紡織行業(yè)?，F(xiàn)有的精煉劑常使用脂肪醇聚氧乙烯醚或三乙醇胺油酸皂等作為精煉劑中最主要的除油除蠟配方，但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)，這種配方的精煉劑除油除蠟效果并不理想，在高溫下使用也受到一定的限制，耐堿性能也較差。

精煉劑不僅具有較高的除油除蠟性能，同時(shí)還具有較高的耐堿性能，強(qiáng)堿在高溫下可以有效去除含氮雜質(zhì)、果膠以及皂化織物上的脂肪酸。而無機(jī)硅化物中的硅酸鈉、偏硅酸鈉可以有效吸附精煉劑中的鐵質(zhì)和其他雜質(zhì)，還能防止雙氧水過快分解。雙氧水可以有效地漂白織物，乳化劑可以有效地穩(wěn)定精煉劑，消泡劑則能有效地抑泡，緩沖劑可以使精煉劑的酸堿變化較為溫和。

1.5 固色劑

織物大多用活性染料染色。由于活性染料上帶有水溶性基團(tuán)，并且在染色過程中不能與纖維進(jìn)行充分反應(yīng)，在水洗和使用的過程中會發(fā)生染料的水解以及染料與纖維共價(jià)鍵的斷裂，從而導(dǎo)致織物脫色，外觀陳舊，甚至產(chǎn)生沾色現(xiàn)象。為了改進(jìn)織物的色牢度，往往對織物進(jìn)行固色處理。

固色劑一般為燒堿和硅酸鈉的混合物，由于冷軋堆工藝是在低溫條件下進(jìn)行的，需要較強(qiáng)的固色堿劑，因此需加入與燒堿類似的強(qiáng)堿。硅酸鈉起穩(wěn)定作用，剛開始時(shí)固色速率快，滲透性以及均勻性會下降，硅酸鈉在其中起到一個(gè)緩沖的作用，使得初始固色速率減緩，染色性能有所提高。經(jīng)過硅酸鈉溶液固色以后，固色效果非常好，上染率可以達(dá)到95%以上，固色率達(dá)到90%以上。

1.6 阻燃劑

紡織品用的阻燃劑主要有鹵系(包括溴系和氯系)、磷系、氮系和硅系。鹵系阻燃劑阻燃效果顯著，但由于鹵系阻燃劑對環(huán)境的破壞，其應(yīng)用受到限制。而僅含單一組分的磷系、氮系和硅系阻燃劑阻燃性能并不理想，難以滿足應(yīng)用需求。傳統(tǒng)阻燃劑價(jià)格高昂，受熱易產(chǎn)生有毒、有害氣體，且改變紡織品品質(zhì)，影響使用壽命。無鹵阻燃劑克服了許多傳統(tǒng)阻燃劑存在的缺點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在與聚合物相容性差的問題，這會對復(fù)合材料的物理機(jī)械性能帶來不利影響，限制了復(fù)合材料的使用范圍。

低毒性、抑煙、高效化的阻燃劑,能實(shí)現(xiàn)綠色阻燃,提高阻燃紡織材料及紡織制品的綜合性能,是紡織纖維阻燃技術(shù)的發(fā)展方向[3]。無機(jī)硅化物利用硅的穩(wěn)定、環(huán)保特性，兼具補(bǔ)強(qiáng)和阻燃作用，燃燒時(shí)二氧化硅會在材料的表面形成無定型硅保護(hù)層，有隔絕熱量傳遞和屏蔽可燃?xì)怏w擴(kuò)散的雙重作用，具有阻燃、耐溫等特點(diǎn)，有效提高了高分子聚合物的熱穩(wěn)定性，阻止聚合物繼續(xù)燃燒，而且在達(dá)到阻燃效果的同時(shí)兼具冷卻、抑煙、稀釋氣體、防熔滴等效果，可有效減緩火勢蔓延，爭取更多逃生時(shí)間，且無任何有毒氣體產(chǎn)生，徹底杜絕二次污染。

1.7 防水劑

防水整理是織物后整理的一道重要工序，織物多利用防水劑進(jìn)行涂層后整理。衡量防水劑性能優(yōu)劣，主要是考察其能否使織物整理后具有良好的防水、透氣等性能和較長的使用壽命。

無機(jī)硅化物與織物內(nèi)部的水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成硅凝膠，這些硅凝膠可以填充織物內(nèi)部原有的毛細(xì)孔道和微小縫隙，從而提高材料的密度。另外，這些硅凝膠還具有一定的束縛能力，能夠束縛游離在材料內(nèi)部的水，從而減少水對織物造成的影響。

無機(jī)硅化物通過改性后用于紡織品，在構(gòu)成紡織品的周圍交聯(lián)，使得其能夠確保紡織品形成有效的保護(hù)覆蓋層，賦予紡織品防水性和不滲透性。

1.8 紡織污水處理劑

紡織印染行業(yè)的廢水水量大，色度高，水質(zhì)變化大，有機(jī)污染物含量高，組分復(fù)雜，而且近年來，隨著聚乙烯醇(PVA)漿料和新型助劑的使用，難以生化降解的有機(jī)污染物在廢水中的含量大幅增加。用單一藥劑或工藝處理比較困難且成本很高，需在對不同藥劑進(jìn)行組合的基礎(chǔ)上，開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的印染廢水處理藥劑。

目前，無機(jī)硅化物常單獨(dú)用于飲用水、游泳池水、工業(yè)用水、鍋爐循環(huán)水等廢水的處理。而采用有機(jī)高分子聚合物與無機(jī)硅化物復(fù)合，發(fā)揮二者的協(xié)同效應(yīng)制備的復(fù)合混凝劑，用于污水處理，具有投加量少、絮凝速度快、產(chǎn)生污泥少等諸多優(yōu)點(diǎn)，還能解決紡織污水處理藥劑存在的雜質(zhì)捕獲困難、處理方法及步驟復(fù)雜、污水處理成本高的問題。

2 紡織助劑近況及無機(jī)硅化物的發(fā)展前景

紡織品在生產(chǎn)加工過程中使用了多種化學(xué)品，無論從種類還是數(shù)量上分析，使用最多的是紡織助劑。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界紡織助劑年產(chǎn)量超過4.5 Mt，近100個(gè)門類，約1.6萬個(gè)品種，年消費(fèi)量約4.3 Mt。其中歐洲和美國有8 000多個(gè)品種，日本有5 000多個(gè)品種。

我國有2 000家紡織助劑生產(chǎn)企業(yè)，主要集中在廣東、浙江、江蘇、山東、福建、上海等地。我國生產(chǎn)的紡織助劑可滿足國內(nèi)紡織市場約75%的需求。然而，我國紡織助劑在品種與質(zhì)量、合成與應(yīng)用技術(shù)等方面與國際先進(jìn)水平仍有較大差距，特種和高檔紡織助劑仍依賴進(jìn)口。

隨著市場對人類安全健康和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出越來越嚴(yán)格的要求，特別是歐盟REACH法規(guī)的正式實(shí)施，以及國內(nèi)外市場上紡織助劑中新的禁用和限制化學(xué)品的不斷引入，這些都對紡織助劑的安全性提出了更嚴(yán)格的要求，反映了當(dāng)前市場的發(fā)展趨勢和新的法律約束，因此，紡織助劑生產(chǎn)企業(yè)必須高度重視。紡織助劑不僅要滿足國內(nèi)印染行業(yè)的市場需求，還要滿足紡織品出口的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。就應(yīng)用領(lǐng)域而言，我國無機(jī)硅化物產(chǎn)品與日本和美國略有不同，有些領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎是空白，未來對高質(zhì)量、低能耗的無機(jī)硅化物的需求也在不斷擴(kuò)大，將會應(yīng)用于輕工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等領(lǐng)域；而在紡織工業(yè)中，可用作漿料、浸漬劑，在紡織物染色和壓花時(shí)用作固染劑和媒染劑，以及用于絲綢織物加重，還可用作精練劑、毛效提升劑、代用堿、雙氧水穩(wěn)定劑等?？傊?，無機(jī)硅化物的廣泛應(yīng)用，使得這個(gè)行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位。合理利用無機(jī)硅化物的特性不僅能夠降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)收入，最重要的是它能賦予下游產(chǎn)品新的特性，實(shí)現(xiàn)下游產(chǎn)業(yè)的增產(chǎn)增效以及能源的循環(huán)發(fā)展。由此可見，隨著無機(jī)硅深加工產(chǎn)品的不斷發(fā)展，其產(chǎn)量逐年遞增，品種也在不斷創(chuàng)新，應(yīng)用市場逐漸拓寬，應(yīng)用前景十分廣闊。

3 結(jié)語

無機(jī)硅化物可作為紡織助劑廣泛用于紡織品的前處理、染色和印花、后整理、功能整理等多個(gè)環(huán)節(jié)，且配制的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能較好、性價(jià)比高。例如，紡織中使用硅化物助劑作為精紡上漿助劑，可降低纖維的斷頭率，提高纖維的抗張力，使其蓬松，同時(shí)具有消光作用；用來處理織物，可起到防滑、防塵、抗靜電的作用。通過使用由可持續(xù)原材料制備的環(huán)境友好型化學(xué)品、環(huán)保型加工工藝并減少對工人和使用者的危害[4]，可提高加工效率和加工質(zhì)量，賦予紡織品某種特殊的功能；還可提高紡織品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，簡化生產(chǎn)過程，降低生產(chǎn)成本。