【集萃網(wǎng)觀察】據(jù)報道，我國每年27億噸的工業(yè)污水只有 不到30%經(jīng)過處理，而處理過的污水不到5o%達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。中國是全球環(huán)境問題尤其突出的地區(qū)之一。印染行業(yè)是污染大戶，主要是對水資源的污染。印染行業(yè)是紡織工業(yè)用水量較大的行業(yè)，水作為媒介參與整個染整加工過程。印染廢水水量大，色度高，成分復(fù)雜，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿，纖 維雜質(zhì)及無機(jī)鹽等，染料結(jié)構(gòu)中硝基和胺基化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有較大的生物毒性，嚴(yán)重污染環(huán)境。染 整加工是耗水量極大的生產(chǎn)過程。據(jù)統(tǒng)計，每染lOOkg織物，使用不同的染料耗水量大致如表1。
一個年加工能力為6000~7000噸的中型印染廠，每年耗水量超過1Mt，這些水使用后全部成為工業(yè)污水。長期以來圍繞清潔生產(chǎn)這個課題，染色工作者進(jìn)行了大量的探索和試驗(yàn)，研究開發(fā)環(huán)保型染料、 助劑;開發(fā)非水系染色;采用溶劑染色法、氣相染色法、轉(zhuǎn)移印花(染色)法以及磁性吸附轉(zhuǎn)移染色法等效果均不是特別理想。比如，轉(zhuǎn)移印花技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝流 程短、設(shè)備簡單、無需水洗或者以水為介質(zhì)，但是不足之處是轉(zhuǎn)移紙只能一次性使用，不僅成本高，還因轉(zhuǎn)移紙以及轉(zhuǎn)移紙上殘留染料仍會造成污染。又如超臨界二 氧化碳染色工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，但是技術(shù)條件苛刻，數(shù)百個大氣壓下運(yùn)轉(zhuǎn)是機(jī)械制造和設(shè)備操作、維修上的難題，因而工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)展遲緩。而微膠囊化染料染色是一 種以常規(guī)設(shè)備和水為介質(zhì)，但不破壞水質(zhì)的清潔生產(chǎn)工藝。
1微膠囊及其技術(shù)應(yīng)用
微膠囊是 一種具有聚合物壁殼的微型容器、包裝物，是直徑為5~200um的微小膠囊，它能包封和保護(hù)其囊芯內(nèi)的固體微粒或液體微滴。包封用的皮膜(壁殼)物質(zhì)稱為 壁材，被包的囊芯物質(zhì)稱為芯材。芯材可以是單一的，也可以是混合的;可以是固體、溶液、水分散液或油劑，也可以是氣體。
微膠囊技術(shù)，是將某種物質(zhì)用某些高分子化合物或無機(jī)化合物，采用機(jī)械或化學(xué)方法包覆起來，制成顆粒直徑1-500um，在常態(tài)下為穩(wěn)定的固體顆粒，而該物 質(zhì)原有的性質(zhì)不受損失，在適當(dāng)?shù)臈l件下又可釋放出來的一種技術(shù)。從20世紀(jì)50年代美國的Green和Sehleicher對染料進(jìn)行微膠囊化來制備無炭 復(fù)寫紙到70年代中期，微膠囊技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和化工方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前，國際上已把該項(xiàng)技術(shù)列為21世紀(jì)重點(diǎn)研究和開發(fā)的高新技術(shù)之一。
微膠囊技術(shù)在紡織行業(yè)中的應(yīng)用較晚。目前主要用于變相材料、新穎染料、特種助劑以及醫(yī)用紡織品等方面，開發(fā)了具有特殊美學(xué)功能和優(yōu)點(diǎn)的發(fā)泡印花、發(fā)泡涂層 以及發(fā)泡植絨工藝，還有隔熱、隔音性能和醫(yī)療效用的新型紡織產(chǎn)品。在20世紀(jì)80年代國內(nèi)曾開發(fā)出用于后整理(香料、防臭、殺菌)的微膠囊技術(shù)。
中國印花網(wǎng)了解到20世紀(jì)70年代，日本matsui公司發(fā)表了分散染料最適合微膠囊化的觀點(diǎn)。據(jù)報道，日本hayashi化學(xué)公司已開發(fā)出微膠囊化染料，并應(yīng)用于滌綸、 腈綸、聚酰胺和羊毛等纖維染色，獲得多色效應(yīng);日本林化學(xué)公司將反應(yīng)性染料以水為溶劑進(jìn)行微膠囊化，制得MCP—T型微膠囊染料，當(dāng)膠囊中染料向纖維轉(zhuǎn)移 并固著后，呈現(xiàn)出微細(xì)的雪花顆粒狀色彩;歐美等國也有此類報道。國內(nèi)對微膠囊染料的研究和開發(fā)正在迅速發(fā)展。上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院研究以尿素和甲醛為 壁材，酸性紅GP為芯材的微膠囊染料制備技術(shù);蘇州大學(xué)材料工程學(xué)院研究B-CD：對分散染料的包結(jié)性能，探討染料微膠囊包結(jié)技術(shù);中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 試驗(yàn)了耐曬黃G的微膠囊包覆技術(shù);北京市紡織科學(xué)研究所采用相分離的復(fù)凝法對傳統(tǒng)的明膠一阿拉伯樹脂進(jìn)行改進(jìn)，制得分散染料微膠囊;上海東華大學(xué)采用原位 聚合法，以蜜胺樹脂預(yù)縮體及乙烯類單體作為微膠囊壁材的單體，以及采用界面聚合法，以雙或多異氰酸酯化合物作為壁材單體，以分散染料為芯材，制備了微膠囊 化分散染料，并應(yīng)用于高溫高壓染色、熱熔染色和轉(zhuǎn)移印花，達(dá)到理想效果。
2本課題組初步的工作
由于瓜環(huán)與冠醚、環(huán)糊精結(jié)構(gòu)相似，具有獨(dú)特的外部親水、內(nèi)部疏水的分子結(jié)構(gòu)，可以依靠端口的羰基氧原子可以與有機(jī)氨離子通過偶極力和氫鍵相互作用，所以它可以對大小合適的有機(jī)氨進(jìn)行包結(jié)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。而大多數(shù)染料分子中具有氨離子和亞氨離子，可能能夠與具有剛性結(jié)構(gòu)的瓜環(huán)形成包結(jié)配合物，本文嘗試?yán)米贤馕展庾V分析方法考察了八元瓜環(huán)Q[8]與酸性金黃G相互作用的情況，為瓜環(huán)在在微膠囊染料及印染污水處理探索實(shí)驗(yàn)依據(jù)。瓜環(huán)和客體的結(jié)構(gòu)如下：
我們采用摩爾比法即：固定染料客體濃度1.00×10-4 mol/L(酸性金黃G濃度)一定，改變瓜環(huán)Q[8]的濃度配制一系列不同物質(zhì)的量之比的溶液。等摩爾比連續(xù)變化法(Job法)：固定測試液中主客體即(Nq+.Nk)總濃度為4.80×10 -5 mol/L，逐漸改變主客體的物質(zhì)的量比例，配制成(NQ/Nq+Nk=0.00、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、 0.70、0.80、0.90、1.00)系列待測溶液。中國印花網(wǎng)看到測定結(jié)果顯示：Q[8]與酸性金黃G形成多種模式包結(jié)配合物(見圖2)
3結(jié)論與展望
微膠囊技術(shù)是近20年來迅速發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，它以自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域。但在設(shè)計一種微膠囊時，必須考慮壁材的物理和化學(xué)性質(zhì)、微膠囊的釋 放機(jī)理以及所有組分的最終結(jié)果，通過將系統(tǒng)中的有益性質(zhì)優(yōu)化，并盡量降低其缺陷，才能設(shè)計出切實(shí)可行的微膠囊產(chǎn)品。近幾年對各種各樣的壁材、填料及微膠囊 制備方法的研究，在許多課題取得可喜的成果，在化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用將日益廣泛。
來源：鄭利梅，劉潤澤，柳冰，陶朱
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