【集萃網觀察】1、前言
中國是世界最大紡織印染基地，2006年全國印染布產量約440億米，規模以上印染企業達1948家，產品遍布全球。其中印花產品約占45%左右，年消耗各種規格印花鎳網約500-600萬只，鎳金屬消耗約一萬噸左右，隨著國際貿易小批量，多品種、快交貨的發展趨勢，廢棄的印花鎳網將急劇增加，造成巨大的鎳資源消耗。由于國際鎳價不斷飆升以及印染環保要求的不斷提高，使得印花加工的綜合成本迅速上升，直接影響著印花紡織品市場競爭力。印花鎳網循環利用勢在必行！
東方美捷分子材料技術有限公司緊緊圍繞傳統印染產業開展高新技術應用研究，經過五年的探索研究，成功研制出“印花鎳網高溫固化膜剝離劑Defilm R”及專用脫膜清洗設備MR10-50，成功實現印花鎳網循環利用。回收鎳網各項指標均滿足印花生產工藝要求，綜合成本僅為新網坯價格的10%左右，具有明顯競爭優勢！
本項目榮獲2005年度科技部創新基金立項，立項代碼：05C26223400852
本項目已有兩項發明專利申報。
印花鎳網高溫固化膜剝離劑、配制方法及其應用；申請號：200510039051.6
印花鎳網脫膜裝置；申請號：200720085006.9
本項目2007年7月通過安徽省科技廳專家鑒定，皖科鑒字[2007]第236號
2、圓網高溫固化膜剝離技術發展現狀
綜合國內外研究和市場需求分析，印花鎳網高溫固化膜剝離技術正向脫膜環保、低成本、高效率、高回收率、脫膜清洗設備配套、使用維護方便的方向發展。
據查新報告，采用“物化溶脹脫膜技術”的圓網高溫固化膜剝離技術正符合“資源化、減量化、無害化、低成本、高效率、高效益”危險固體廢棄物循環利用發展方向，合肥市東方美捷分子材料技術有限公司通過五年系統攻關研究，實現產業化。
3、圓網高溫固化膜剝離技術研究基本思路
（1）圓網高溫固化膜剝離機理
感光樹脂在一定量的紫外光照射下，經過高溫與固化劑的作用，在鎳網表面縮合交聯成致密網狀結構的固化膜。鎳網表面的固化膜有非常緊密的物理結構。鎳網表面的固化膜與鎳金屬之間沒有進行化學反應，也沒有化學鍵形成；鎳網與固化膜之間有著特別強的物理附著力。經試驗，這層固化膜彈性好、機械強度高、耐化學穩定性好，耐溫、耐腐蝕、耐磨，剝離強度極高。利用酸、堿、鹽、氧化劑、還原劑、有機溶劑等單一組分均不能達到徹底干凈并對鎳網無損傷的脫膜要求，更不能實現再利用的根本目的。
依據高分子化學與物理理論，玻璃化溫度Tg是熱塑性高聚物的基本特征參數。溫度升高，大分子鏈段活動性加劇，超過Tg后，固化膜的自由容積迅速增大。
依據聚合物增塑作用理論：增塑劑吸附在聚合物表面，迅速地擴散到聚合物內部，由于它對高聚物的高親合力，能滲透到結構單元內，大大降低聚合物Tg。當感光材料的內聚能密度即溶解度參數δ與脫膜劑所含成分具有相同或近似時，隨著環境熱能漲落，結果在其吸附的膜表面鄰近處產生了足夠大的微孔穴。在脫膜劑溶液浸泡條件下，脫膜劑分子擴散急劇地以跳躍式增長。
鎳網表面形成的感光固化膜具有發達的亞微孔體系，吸附過程首先從固化膜內外表面大量亞微孔、缺陷處進行。脫膜劑通過分子熱運動形成的定向吸附，很快將鎳網表面與固化膜之間的物理吸附轉化為脫膜劑分子與固化膜之間的化學吸附。這兩種性質完全不同的吸附過程其能量差異巨大。
當鎳網浸泡在特定溫度的脫膜工作浴中，這種功能性化合物通過分子熱運動迅速潤濕鎳網表面并在鎳網固化膜表面擴散滲透，在固化膜的內外表面相應微孔或缺陷處形成有規則的定向吸附排列層，分子間的各種力共同對固化膜表面發揮與粘附力相反的牽引拉伸作用，感光固化膜迅速溶脹并快速剝離其粘接表面。
（2）脫膜清洗設備設計思路
（1）通過特定工藝浸泡溶脹，實現悶頭與鎳網分離；（創造悶頭膠剝離劑、悶頭鎳網分離裝置）
（2）通過高溫固化膜剝離劑浸泡溶脹，實現鎳網感光膠固化膜剝離（高溫固化膜剝離劑、專用脫膜設備）
（3）優化設計，實現保溫、節能、工作液配置與消耗最小化，方便操作、效率高；
（4）要求悶頭膠剝離劑、印花鎳網高溫固化膜剝離劑工作液低揮發、環保安全、可循環使用；
（5）要求悶頭膠剝離劑、印花鎳網高溫固化膜剝離劑緩蝕性能好，無污染、成本低。
4、圓網高溫固化膜剝離技術相關實驗
（1）鎳網的機械性能分析
電鍍成形的無接縫鎳制圓網初始硬度為HB=150左右。外網表面涂上感光膜并經加熱固化處理的同時，將鎳網自身的綜合機械性能也提高到較高的水平，其硬度HB=200-220，抗拉強度sb≥760MPa ，屈服強度ss0.2≥710MPa，彈性模量拉伸時E=207GPa 。
（2）鎳網電化學與耐腐蝕性
鎳耐腐蝕性優越，耐熱濃堿液腐蝕、耐中性和微酸性溶液（包括一些稀的非氧化性酸、有機酸）及有機溶劑等的腐蝕，但不耐氧化性酸和含有氧化劑的溶液的腐蝕。對水、海水耐蝕性良好，高溫含硫氣體能使它腐蝕并脆化。當鎳網浸漬于脫膜工作浴中，構成多組腐蝕電池，如：脫膜設備內壁不銹鋼、悶頭鋁材、鎳網之間。相關標準電極電位：
Ni2++2e= Ni E=－0.23V、
Fe3++e= Fe2+ E=0.77V
Al3++3e=A E=－1.706V
（3）介質對鎳網腐蝕性變化
從上表中可以看出除了H2SO4、HCL、 DMF溶劑、過硫酸胺、SnCL2外其他介質對鎳網基本無腐蝕性。
（4）悶頭耐腐蝕性
鎳網悶頭主要是金屬鋁制成，在不同試劑中隨pH的變化其腐蝕速度不同，從表中可以看到Na2CO3、NaOH及HF對悶頭腐蝕性較大。
（5）介質對固化膜剝離速度影響
在相同溫度條件下,有機酸和無機酸對鎳網固化膜剝離速度影響較大。具有提高固化膜剝離速度的表現。
（6）鎳網目數對剝離速度影響。
鎳網目數對剝離速度影響
在相同感光膠、溫度條件下，鎳網固化膜剝離速度隨鎳網目數增大而降低。
（7）溫度對剝離速度影響。
溫度對剝離速度影響
使用同種感光膠且相同目數的印花鎳網以脫膜劑浸泡之，其固化膜剝離速度隨溫度升高而加快。
（8）不同感光膠對固化膜剝離速度影響
感光膠對剝離速度影響
在相同溫度條件下，采用浙江江山和浙江柯橋感光膠感光的鎳網，其固化膜剝離速度較快，采用日本村上感光膠感光的鎳網，其固化膜剝離速度較慢。
5、圓網高溫固化膜剝離技術產業化
（1）圓網高溫固化膜剝離工藝流程
選網 → 脫悶頭 → 脫膜 → 噴淋清洗 → 精洗→ 水洗 → 檢驗 → 自然晾干 → 備用
選網：選擇印花后保存完好、網面無折痕或折痕很少的鎳網進行脫膜加工。
脫悶頭：將鎳網悶頭浸沒在專用脫悶頭工作容器槽內的脫悶頭液中，依據悶頭膠不同，在30℃條件下，靜置1-2小時，取出鎳網套入專用悶頭分離裝置架，慢慢用力將悶頭與鎳網完整分離。
脫膜：將鎳網浸沒在立式脫膜釜中，在55-65℃條件下，2-3小時取出，鎳網表面感光膠固化膜象香蕉皮一樣整體剝離。
噴淋清洗：取出感光膠層已溶脹剝離的鎳網，在高效噴淋沖洗架上慢慢轉動鎳網沖洗干凈。
精洗：將基本沖洗干凈的鎳網置入精洗釜中90-95℃熱洗30分鐘，進一步提高鎳網開孔率。
水洗：用水槍沖洗鎳網，去除清理網孔中殘留的少量附著物。
檢驗：將水洗后的鎳網輕放在專用透光檢驗裝置上仔細檢驗，如不合格須重新精洗，合格鎳網才可備用。
自然晾干、備用。
（2）圓網高溫固化膜剝離技術特點
快速、徹底去除鎳網固化膜，成本低、效果好；操作簡單、安全。
剝離劑對鎳網無腐蝕性，不影響鎳網的基本屬性；揮發性小、不易燃、不爆炸，屬非危險品。
經脫膜、清洗后的印花鎳網具有開孔率高、印花過程中不脫膠等優異特性。
6、總結
（1）物化溶脹脫膜技術應用于廢棄印花鎳網的再生，開辟了印花鎳網循環利用新思路。
（2）縮短脫膜工藝流程，大幅度提高鎳網脫膜效率，脫膜成本低、回收品質高。
脫膜成本低：依據每只鎳網凈耗0.50kg“印花鎳網高溫固化膜剝離劑”計，約合27.5元/只。每只鎳網脫膜的綜合成本大約為網坯價格的10%，易為市場接受。
脫膜效益好：目前市場鎳價約45萬/噸，直接銷售廢棄鎳網（脫過悶頭）150-160元/只，每只網直接差價大約250-300元，去除脫膜成本等，直接收益約200元/只。
脫膜效率高：在專用設備中可同時脫7只以上鎳網，每次脫膜時間小于60分鐘，脫膜效率高。而激光氣化焚燒脫膜、高壓水噴淋脫膜、化學溶解脫膜等效率均低。
參考文獻：
1. 《合成膠粘劑》 科學出版社 1985
2. 《非銀鹽成像體系》 科學出版社 1993
3. 《固化劑》 化學工業出版社2004
4. 《金屬用膠粘劑》 中國石化出版社2004
5. 《工業廢棄物的再循環利用》 科學出版社2004
6. 《材料腐蝕學原理》 化學工業出版社2002
7. 《固體廢棄物資源化技術與應用》 冶金工業出版社2003
8. 《感光材料》 中國物資出版社1999
9. 《有色金屬的耐腐蝕性及其應用》 化學工業出版社1995
10. 《實用防腐蝕工程施工手冊》 化學工業出版社2000
第一作者簡介：
朱守誠， 男，1963年出生，高級工程師；東華大學紡織化學工程系染整工程專業畢業；現任東方美捷分子材料技術有限公司董事長、總經理。
來源: 印染在線
該文章暫時沒有評論！
最新技術文章
點擊排行
安卓APP
微信號：yinhuashijie
手機版
《印花世界》雜志
微信群接入口
客服
