摘要：印染行业是耗能、用水和污染排放大户，前处理和染色更是整个染整加工过程中耗能最多、废水排放量最大的两个工序，节能、节水、减排已刻不容缓．开发前处理和染色节能减排型助剂是国内外研究的一个热点．就低温酶精练剂、氧漂活化剂、羊毛低温染色助剂、分散染料染色载体、活性染料无盐染色助剂、活性染料低温节水皂洗剂和洗除活性染料浮色用酶洗涤剂的品种加以评述．
我国纺织业年耗水量超过100亿t，废水排放量为全国各行业的第6位，其中印染行业用水量占80％，约80亿t，用水量按单位纺织品质量是国外发达国家的2—3倍，单位能耗是他们的3—5倍．“十一五”环保目标是到2010年单位能耗比2005年降低20％，污染物排放减少10％，用水量降低30％．因此，节能、节水、减排是印染行业刻不容缓的大事，除了改变陈旧的传统染整工艺和使用先进的节能、节水、减排的印染设备外，开发节能减排型的印染助剂也是当前国内外研究的一个热点．
1节能减排型前处理助剂的开发
1．1低温酶精练剂
棉纤维上含有0．4％，1．2％果胶质、0．4％～1．2％蜡质、1．0％。1．9％蛋白质、0．7％～1．6％灰分和少量的色素等天然杂质，称之为棉纤维的天然共生物．…这些杂质主要存在于棉纤维的角质层和初生胞壁中，它们使棉具有疏水性，染色时会阻碍染料的渗透和扩散，加上纺纱上浆中施加了浆料、油剂，故在染整加工时必须将这些杂质通过退浆、煮练、漂白工序予以去除，为后续的染色、印花、后整理创造必要的条件．
在传统的煮练工艺中，烧碱作为皂化剂将果胶、油蜡、蛋白质进行水解，再用表面活性剂将分解物乳化和分散后从棉纤维上去除．但这些过程属于化学反应，并需要在100℃甚至135℃高温(高压)下进行，耗汽量很大，lt棉针织品约需耗用蒸汽5—6 t，占整个染整加工过程中用汽量的60％左右．烧碱还会与纤维素反应生成纤维素钠，不易从纤维上洗下，煮练后必须反复用水洗涤，耗水量很大，约占整个染整过程用水量的50％左右，也增加了污水排放量．
低温练漂是解决染整工艺节约能源、节约用水和减少排污量最为有效的方法，是当今研究的重点．冷轧堆练漂工艺是利用高浓度化学物质和延长时间来达到化学反应的目的，但分解出来的杂质牢固地附着在织物上，必需用高温水强力洗涤，否则产品质量达不到中高档的要求．故在煮练剂中施加溶剂及时去除水解和皂化生成物，有利于提高水解反应速率，降低煮练温度，但使用有机溶剂是否可取值得商榷．
采用棉用酶制剂进行煮练国外早在20世纪90年代已有研究，并有许多论著发表．岬l过去认为棉煮练主要是去除棉蜡以提高渗透性，但经四氯化碳萃取过的棉依然是零毛效，没有提高渗透性．将果胶质萃取后毛效都很好，因此，煮练对象应是去除果胶质，当然，最理想的结果是在去除果胶质的同时，也能部分去除其他杂质．去除果胶质选用果胶酶、半纤维素酶、
蛋白酶、脂肪酶等可起辅助作用．酶制剂生物催化反应速度快，一般能在50—60℃反应，可以节约能源．酶本身是蛋白质，无毒，很容易生物降解，污水处理负担轻，为环保型助剂．由于其催化反应的专一性，仅能催化特定的一种物质进行水解或裂解反应，所以，它可以从某些物质中去除某一种特定的成分，果胶酶可在棉纤维中去除果胶质．
果胶质是以D一半乳糖醛酸的d—l，4一苷键结的多聚糖为主链，其部分羧酸基酯化成为甲酯，果胶质中甲酯含量不同，酯化度不一，造成果胶质疏水性不同．在这主链上有鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖和其他糖的支链，是一个分子结构比较复杂的高聚物．果胶酶按其作用底物来分，有果胶酸酶、果胶酶和原果胶酶3种，其作用底物分别为果胶酸、果胶和原果胶．原始选用果胶酶进行棉纤维煮练收效甚微。因为它不能将原果胶分解．改用原果胶酶，可明显去除果胶质，但效果仍不满意．改用改性的果胶裂解酶后，才真正获得成功，它将果胶质分子链中无规部分的聚合物切断，生成低聚物的混合物(内切)，作用于果胶质高聚物的分子链端部，使分子链水解，最后形成二聚体或单体(外切)．新的果胶裂解酶是从杆状菌衍生而得的第三代果胶酶制剂，为解决其耐热性，通过基因工程和DNA编码的方法，将不同的细菌克隆在果胶裂解酶中，这是目前适用棉布煮练的新一代酶制剂．它能在50～80℃、pH值7．1 1、无需钙镁离子活化的情况下使用，适用于各种加工工艺，如浸渍法、轧蒸法等，加入表面活性剂和其他酶制剂，可以帮助去除油蜡等杂质．应用丹麦诺维信公司的果胶酶Scourzvme L、中性纤维素酶和复合酶对全棉精梳针织品(27．8 tex)进行煮练，处理温度60℃、pH 8．4、时间60 min，煮练后其果胶去除率分别为：果胶酶94．76％，中性纤维素酶31．37％，复合酶95．89％，常规碱煮练的果胶去除率为95．75％．净洗后的润湿性达到1 s之内，达到常规煮练水平．
1．2氧漂活化剂
双氧水漂白的纺织品白度纯正，稳定性良好，没有污染，不腐蚀设备，所以此法广泛用于纤维素纤维和其他纤维的漂白．双氧水漂白机理至今未有定论，大多数可接受的机理有：(1)过氧化氢作为一种弱酸，在碱性介质中离解为过氧化氢负离子(H：O：+OH一≠HOO-+H20)；(2)过氧化氢负离子又是一种亲核试剂，能引发过氧化氢形成游离基(HOO一+H202≠HOO-+HO·+0H一)，两者都具有活性，可使色素氧化分解产生漂白作用．但传统氧漂工艺因为双氧水活化能较高，必须达到活化能才能分解出有效的氧化剂HOO一或HOO·，故必须在95℃以上高温、pH 11左右才能分解，分解率约为80％．同时，还存在歧化反应，有效利用率约50％．冷轧堆练漂时，利用率仅20％左右，大部分被无效分解，加入稳定剂目的是降低分解，提高利用率．常用稳定剂中，水玻璃分解率为46％，AR一750为l 3％'Prestogen EB为l 6％，但都要在95℃漂白，能耗很高．
为使双氧水能在较低的温度下分解并提高其利用率，必须降低分解活化能，并控制分解速率．从家用洗涤剂中除过硼酸钠氧化剂外添加活性剂使漂白温度降低受到启发，提出氧漂活化剂用于纤维素纤维漂白．【81比较成熟的是四乙酰乙二胺(TAED)和壬酰基氧苯磺酸钠(NOBS)19I，这类漂白活化剂与HOO一作用生成漂白能力明显强于双氧水的过氧羧酸，从而使漂白可在较低温度下进行陋12l，反应式如下：
由于过氧乙酸的氧化电位很高(仅次于臭氧)，所以具有低温漂白作用，可以在70℃、pH 10．5条件下漂白，白度超过常规氧漂丁艺，并可减少纤维损伤．
NOBS称为第二代漂白活化剂，属于释氧活化能更低的品种．NOBS在40～50℃即能产生壬基过氧酸负离子，反应式如下：
由于温度更低，对纤维损伤很小．因为必需在碱性条件下生成过氧化氢负离子，pH应控制在10．5，但是在生成壬基过氧酸负离子的同时，产生酸性很强的对羟基苯磺酸。不利于过氧酸负离子的产生．
TAED是非离子型，NOBS为阴离子型．如果羧酸的碳原子数小于8，生成的过氧羧酸能溶解于水中，不易吸附到纤维上，使纤维表面的过氧羧酸浓度与水溶液中相同，则双氧水活化效率较低，漂白效果较差，这种活化剂称为亲水性活化剂，如TAED．如果过氧羧酸的碳原子大于8，则不易溶于水，而被纤维所吸附，使纤维表面上过氧羧酸浓度高于水溶液，其双氧水活化效率高，漂白效果也好，这种活化剂称为疏水性活化剂，如NOBS．
继TAED和NOBS之后，20世纪初又开发了N一酰基己内酰胺(N—Acyl c印rolactam)类阳离子活化剂，在漂白液中更易被呈阴离子性的纤维吸附，活化能力更强，在冷轧堆练漂工艺中，可由24 h堆置缩短到4～6 h；在双氧水热漂工艺中，温度可降低，有利于节能和保护纤维不受损伤．这类活化剂的品种有N七4七三乙基铵甲撑)苯酰基】己内酰胺氯化物(TBcc)和6七N，N，N一三甲基铵甲撑)己酰基己内酰胺对甲苯磺酸(THC偈)，它们与过氧化负离子在碱性条件下反应生成N一4一三乙基铵甲撑苯甲酰过氧酸。
以上4个过氧化物活化剂TAED、NOBS、TBCC和THCTS的分子结构中都有羰基，羰基中氧原子的负电性高于碳原子，电子云密度趋于氧原子，碳原子处于缺电子状态(部分负电荷)，遂与HOO一发生亲核加成反应，去除离基后生成过氧化有机酸，反应式如下：
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