Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

Ngày nay với sự phát triển của thế giới về mọi mặt, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp đã tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Bên cạnh những thành tựu to lớn đó con người đã dần dần hủy hoại môi trường sống của mình do các chất thải thải ra từ các công đoạn sản xuất mà không qua xử lý hoặc xử lý không triệt để. Để giải quyết vấn đề đó, thiết nghĩ cần thiết chúng ta phải tập trung đầu tư phát triển công nghệ môi trường hơn nữa. Hiện nay có ba lĩnh vực môi trường cần quan tâm là khí thải, nước thải và chất thải rắn. Ba lĩnh vực này có liên quan trực tiếp đến con người. Trong đó nước thải đóng vai trò đáng kể và nước thải dệt nhuộm góp một phần lớn trong vai trò đó. Ngành dệt may đã phát triển từ rất lâu trên thế giới, nhưng nó chỉ mới hình thành và phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta. Trong những năm gần đây, nhờ chính sách đổi mới và mở cửa ở Việt Nam, đã có rất nhiều doanh nghiệp nhà nước, tư nhân và tổ hợp đang hoạt động trong lĩnh vực dệt nhuộm. Ngành dệt may là một trong những ngành sản xuất đóng góp kim ngạch xuất khẩu rất lớn, lại thu hút nhiều lao động nên được chú trọng nhiều ở Việt Nam như một ngành xuất khẩu quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Có một thực tế là trong ngành dệt may Việt Nam cho đến nay việc sản xuất các sản phẩm "xanh" chưa được quan tâm đúng mức. Một số nhà quản lý và điều hành ở doanh nghiệp còn chưa được trang bị kiến thức hoặc có ít hiểu biết "cập nhật" về những yêu cầu "xanh" đối với các sản phẩm dệt - may xuất khẩu. Ngoài ra các doanh nghiệp nhuộm vẫn còn sử dụng một số hóa chất, chất trợ, thuốc nhuộm và các công nghệ chưa tiên tiến, hiện đại, gây ô nhiễm nặng tới môi trường nước thải. Trước tình hình hạn ngạch dệt may có thể sẽ bị bãi bỏ trong nay mai, đòi hỏi ngành dệt may, các cơ sở nhuộm ở Việt Nam phải sản xuất ra các sản phẩm “xanh”, không chứa các chất độc hại nhằm cạnh tranh với các nước xuất khẩu hàng may mặc khác, đặc biệt là Trung Quốc. Qua những điều nói trên, luận văn này xin đóng góp những giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành dệt nhuộm nhằm sản xuất ra các sản phẩm “xanh”, thân thiện với môi trường, hạn chế nước thải độc hại .

doc151 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 06/06/2013 | Lượt xem: 1683 | Lượt tải: 7download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lời cảm ơn Khi luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành, đó là lúc đánh dấu kết thúc quá trình trên giảng đường đại học của tôi. Để hoàn thành tốt luận văn này, ngoài nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận sự giúp đỡ tận tình của gia đình, thầy cô và bạn bè. Tôi xin cảm ơn thầy Vũ Bá Minh đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ, dạy dỗ cho tôi nhiều điều trong suốt quá trình làm luận văn. Tôi cũng muốn gởi lời cám ơn rất nhiều đến các thầy, cô trong khoa Môi trường, những người bạn đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học. Xin dành lời cảm ơn cho gia đình và những người thân của tôi, những người luôn khuyến khích và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập. Tuy có những nỗ lực và cố gắng nhất định nhưng luận văn cũng không tránh khỏi những sai sót, khuyết điểm trong khi thực hiện. Mong được sự đóng góp của quý thầy cô. Cuối cùng, xin kính chúc tất cả mọi người sức khỏe và thành đạt. Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2005 Lê Thống Nhất TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, khi tài nguyên đang ngày càng cạn kiệt, môi trường ngày càng ô nhiễm thì nhu cầu bức thiết đặt ra là phải tiết kiệm, sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên hiện có, đảm bảo cho sự phát triển bền vững. Luận văn đề ra các phương pháp sản xuất sạch hơn nhằm giúp cho các công ty dệt nhuộm có thể áp dụng vào để cải thiện sản xuất, giảm thiểu chất thải, giảm chi phí sản xuất, từ đó có thể giảm giá thành sản phẩm nhằm cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại ở công ty khác, quốc gia khác. Ngoài ra, luận văn cũng đề xuất một dây chuyền công nghệ tổng quát để xử lý nước thải dệt nhuộm. Phần phụ lục giới thiệu các câu hỏi được đề ra trước khi thực hiện một giải pháp sản xuất sạch hơn, và thành quả của một số công ty dệt nhuộm đã áp dụng sản xuất sạch hơn. MỤC LỤC Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Mục lục Danh mục các bảng biểu: Bảng 2.1: Phương pháp lựa chọn thuốc nhuộm 8 Bảng 2.2: Tổng kết việc sử dụng thuốc nhuộm một cách hợp lý 17 Bảng 2.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến sức căng bề mặt 18 Bảng 2.4: Phân nhóm enzym 23 Bảng 2.5: Mức độ tiếng ồn cho phép trong khu dân cư 26 Bảng 2.6: Một số thuốc nhuộm AZO có tính độc. 28 Bảng 2.7: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm 32 Bảng 2.8: Đặc tính nước thải sản xuất của xí nghiệp dệt nhuộm hàng bông 33 Bảng 2.9: Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam (mẫu hỗn hợp các dòng thải) 34 Bảng 2.10: Kế hoạch sản lượng của các công ty dệt nhuộm lớn ở Việt Nam 35 Bảng 3.1: Mức tiêu thụ nguyên liệu, nhiên liệu và lượng chất thải phát sinh 48 Bảng 3.2: Những nguyên nhân gây ra các chất thải 48 Bảng 3.3: Nhiệt trị của một số loại nhiên liệu 63 Bảng 3.4: Thất thoát nhiệt trên đường ống hơi 68 Bảng 3.5: Đặc tính kỹ thuật của bóng đèn 70 Bảng 3.6: So sánh giá trị kinh tế của việc thay thế 71 Bảng 3.7: Lợi ích kinh tế 71 Bảng 4.1: Các thông số tính toán song chắn rác 85 Bảng 4.2: Lượng rác giữ lại trên song chắn rác với khe hở song chắn rác khác nhau 86 Bảng 4.3: Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí 90 Bảng 4.4: Tốc độ khí đặc trưng trong ống dẫn 90 Bảng 4.5: Các thông số tính toán bể lắng đợt I 94 Bảng 4.6: Thông số thiết kế bể lắng đợt I 94 Bảng 4.7: Giá trị điển hình của các thông số thiết kế bể aeroten 98 Bảng 4.8: Đặc tính kỹ thuật khử nước của thiết bị ép bùn kiểu lọc ly tâm 112 Danh mục hình ảnh: Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý dệt nhuộm 31 Hình 3.1: Sơ đồ quy trình sản xuất vải 44 Hình 3.2: Cân đối năng lượng và khối lượng các loại đầu vào và ra như những hoạt động tác nghiệp liên quan chặt chẽ 46 Hình 3.3: Đánh giá nguyên nhân có thể làm phát sinh chất thải 47 Hình 3.4: Nguyên lý phương pháp siêu lọc thu hồi hồ 52 Hình 3.5: Quy trình hoạt động của một lò hơi 49 Hình 3.6: Chu trình hơi tiêu biểu 60 Hình 3.7: Bộ thu hồi nhiệt ống có cánh 61 Hình 3.8: Bộ thu hồi nhiệt xả đáy 67 Hình 3.9: Phương pháp thu hồi nhiệt xả đáy và ẩn nhiệt 67 Hình 3.10: Hình dạng và cấu tạo máy THEN AIRFLOW AFA 73 Hình 3.11: Hình dạng và cấu tạo máy THEN AIRFLOW AFE 74 Hình 3.12: Thành phần tiết kiệm được khi dùng máy THEN AIRFLOW 75 Hình 4.1: Hệ thống xử lý nước thải nhà máy dệt nhộm sản xuất vải sợi bông 80 Hình 4.2: Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp tẩy nhuộm Niedergrohna hãng Chiesser 81 Hình 4.3: Mặt cắt song chắn rác 85 Hình 4.4: Đồ thị biểu hiện sự tăng trường của vi khuẩn trong bể xử lý 99 Danh mục các từ viết tắt: BOD Biological Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh học COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng F/M Food/Micro-organism Tỷ số giữa lượng thức ăn và vi sinh vật AOX Hợp chất halogen hữu cơ SXSH Sản xuất sạch hơn TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam MỞ ĐẦU Sự cần thiết của đề tài: Ngày nay với sự phát triển của thế giới về mọi mặt, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp đã tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Bên cạnh những thành tựu to lớn đó con người đã dần dần hủy hoại môi trường sống của mình do các chất thải thải ra từ các công đoạn sản xuất mà không qua xử lý hoặc xử lý không triệt để. Để giải quyết vấn đề đó, thiết nghĩ cần thiết chúng ta phải tập trung đầu tư phát triển công nghệ môi trường hơn nữa. Hiện nay có ba lĩnh vực môi trường cần quan tâm là khí thải, nước thải và chất thải rắn. Ba lĩnh vực này có liên quan trực tiếp đến con người. Trong đó nước thải đóng vai trò đáng kể và nước thải dệt nhuộm góp một phần lớn trong vai trò đó. Ngành dệt may đã phát triển từ rất lâu trên thế giới, nhưng nó chỉ mới hình thành và phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta. Trong những năm gần đây, nhờ chính sách đổi mới và mở cửa ở Việt Nam, đã có rất nhiều doanh nghiệp nhà nước, tư nhân và tổ hợp đang hoạt động trong lĩnh vực dệt nhuộm. Ngành dệt may là một trong những ngành sản xuất đóng góp kim ngạch xuất khẩu rất lớn, lại thu hút nhiều lao động nên được chú trọng nhiều ở Việt Nam như một ngành xuất khẩu quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Có một thực tế là trong ngành dệt may Việt Nam cho đến nay việc sản xuất các sản phẩm "xanh" chưa được quan tâm đúng mức. Một số nhà quản lý và điều hành ở doanh nghiệp còn chưa được trang bị kiến thức hoặc có ít hiểu biết "cập nhật" về những yêu cầu "xanh" đối với các sản phẩm dệt - may xuất khẩu. Ngoài ra các doanh nghiệp nhuộm vẫn còn sử dụng một số hóa chất, chất trợ, thuốc nhuộm và các công nghệ chưa tiên tiến, hiện đại, gây ô nhiễm nặng tới môi trường nước thải. Trước tình hình hạn ngạch dệt may có thể sẽ bị bãi bỏ trong nay mai, đòi hỏi ngành dệt may, các cơ sở nhuộm ở Việt Nam phải sản xuất ra các sản phẩm “xanh”, không chứa các chất độc hại nhằm cạnh tranh với các nước xuất khẩu hàng may mặc khác, đặc biệt là Trung Quốc. Qua những điều nói trên, luận văn này xin đóng góp những giải pháp sản xuất sạch hơn cho ngành dệt nhuộm nhằm sản xuất ra các sản phẩm “xanh”, thân thiện với môi trường, hạn chế nước thải độc hại…. Mục đích của luận văn: Đề xuất các giải pháp sản xuất sạch hơn cho xí nghiệp nhuộm nhằm cạnh tranh với các sản phẩm khác trong khu vực. Thiết kế hệ thống nước thải nhuộm nhằm giảm thiểu chất thải nhuộm ra môi trường. Thời gian thực hiện: Thời gian thực hiện luận văn từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2005 TỔNG QUAN Tổng quan về ngành nhuộm: Ngành công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành có bề dày truyền thống ở Thành phố Hồ Chí Minh và khu vực trong nhiều năm qua. Tuy nhiên, ngành dệt nhuộm với khâu nhuộm và hoàn tất vải của mình đã và đang là một nguồn gây ô nhiễm môi trường khá mạnh cả về lượng cũng như về chất. Ước tính lượng nước thải thải ra từ các công đoạn nhuộm vải rất lớn, từ 120-300 m3/tấn vải Nước thải ngành nhuộm rất đa dạng và phức tạp. Theo tính toán các hóa chất sử dụng trong công đoạn nhuộm như: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngấm, chất tạo môi trường, hồ, men, chất oxy hóa…Có hàng trăm loại hoá chất đặc trưng, nhiều loại hóa chất này hòa tan dưới dạng ion cùng với các kim loại nặng đã làm tăng thêm tính độc hại của nước thải ngành nhuộm làm ảnh hưởng lâu dài đến môi trường và sức khỏe con người. Hơn nữa, thành phần và tính chất nước thải ngành nhuộm hoàn toàn không ổn định, nó thay đổi theo công nghệ và mặt hàng vì vậy việc xác định thành phần và tính chất của nước thải không dễ dàng. Chính nguyên nhân đó, việc tìm hiểu thành phần tính chất nước thải ngành nhuộm cũng như giải pháp xử lý đối với các loại nước thải nhuộm khác nhau, đề xuất các giải pháp sản xuất sạch hơn, giảm thiểu ô nhiễm của ngành nhuộm đối với môi trường đã đặt ra yêu cầu và là nền tảng hình thành luận văn. Thành phần tính chất thuốc nhuộm: Sơ lược về thuốc nhuộm: Trong cuộc sống muôn màu của con người, thuốc nhuộm được sử dụng rất nhiều trong nhiều lĩnh vực và nhiều ngành kinh tế khác nhau. Trong kỹ thuật và trong sinh hoạt chúng ta thường gặp các thuật ngữ: thuốc nhuộm, pigment, bột màu… chúng đều là các hợp chất có màu nhưng bản chất, cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng thì khác nhau. Thuốc nhuộm được dùng chủ yếu để nhuộm vật liệu dệt từ xơ thiên nhiên (bông, lanh, gai, len, tơ, tằm…), tơ nhân tạo (vixco, acetat, polyno…) và xơ tổng hợp (polyacryloniton, polyvinylic, polylefin…). Ngoài ra, chúng còn được dùng để chế tạo nhuộm cao su, chất dẻo, chất béo, sáp xà phòng; để chế tạo mực in trong công nghiệp ấn loát, văn phòng phẩm, vật liệu làm ảnh màu, dùng làm chất tăng và giảm độ nhạy với ánh sáng. Thuốc nhuộm thiên nhiên: Từ thời thuợng cổ, loài người đẽ biết sử dụng thuốc nhuộm thiên nhiên lấy từ thực vật và động vật. Bằng các mẫu vật khai quật được ở Kim tự tháp Ai Cập, ở Trung Quốc và Ấn Độ, người ta đã xác định rằng trước công nguyên 1500 năm, người Ai Cập đã biết dùng inđigo (màu xanh chàm) để nhuộm vải và sử dụng và sử dụng phổ biến alizarin lấy từ rễ cây marena để nhuộm màu đỏ, sử dụng campec chiết xuất từ gỗ sồi để nhuộm màu đen cho len và lụa tơ tằm. Ngoài ra, người ta còn chiết xuất được các màu vàng, tím và đỏ tím từ một số loại cây khác nhau. Trừ màu xanh chàm và màu đỏ alizarin là có độ bền màu cao, nhìn chung thuốc nhuộm thiên nhiên là có độ bền màu thấp, nhất là với ánh sáng, cường lực màu nhỏ do chứa trong phần tử hệ thống mạng màu kém bền. Hơn nữa, hiệu suất khai thác thuốc nhuộm từ thực vật rất thấp, phải dùng nhiều tấn nguyên liệu mới thu được 1kg thuốc nhuộm, nên giá thành rất cao. Vì vậy, đến nay hầu hết thuốc nhuộm thiên nhiên đã bị thay thế bằng thuốc nhuộm tổng hợp, số còn lại dùng để nhuộm thực phẩm hoặc nhuộm vải cho các dân tộc ít người theo phong tục cổ truyền. Sử dụng thuốc nhuộm thiên nhiên ở Việt Nam: Chưa có tài liệu nào cho biết cụ thể niên đại người Việt Nam biết dùng các màu thiên nhiên, chỉ biết rằng cộng đồng các dân tộc Việt Nam từ thời thượng cổ đã dùng thuốc nhuộm thiên nhiên trong đời sống. Kinh nghiệm dùng thuốc nhuộm lấy từ thảo mộc đã truyền từ đời này sang đời khác ở các miền, các vùng có các loại cây này. Đến nay, đồng bào thiểu số các tỉnh miền núi phía Bắc vẫn còn dùng lá châm để nhuộm màu xanh lam. Những thập kỷ đầu thế kỷ XX, một số vùng ở Bắc Bộ đã dùng nước chiết xuất từ củ nâu để nhuộm màu nâu tươi, khi nhúng vào bùn ao thì màu nâu này chuyển thành màu đen rất bền và đẹp (đây cũng là một dạng phức của thuốc nhuộm với ion kim loại nặng có trong bùn). Ngoài ra, để nhuộm nâu và đen người ta còn dùng lá bàng, vỏ cú, vỏ vẹt và một số vỏ lá cây khác nữa. Để nhuộm đen, một số vùng ở Nam Bộ Còn dùng nước chiết từ quả mặc nưa để nhuộm lót sao đó nhúng vào bùn sông Hậu sẽ tạo thành màu đen bền rất đẹp. Một số loại lá và quả được dùng để nhuộm thực phẩm như quả giành giành, bột nghệ để nhuộm màu vàng, lá cơm xôi để nhuộm xôi màu đỏ…. Đến nay vẫn chưa có cơ sở, tổ chức nào chiết tách thuốc nhuộm thiên nhiên để dùng vào mục đích kỹ thuật và dân sinh. Việc sử dụng chúng ở nước ta vẫn dựa vào kinh nghiệm dân gian từng miền. Thuốc nhuộm tổng hợp: Đến nay việc nghiên cứu va chế tạo thuốc nhuộm tổng hợp đã đạt đến đỉnh cao cả về mặt khoa học và công nghệ. Các hãng chế tạo đã sản xuất và bán ra trên thị trường thế giới hàng trăm màu của trên 10 lớp thuốc nhuộm khác nhau; chúng không những có màu sắc đẹp và rất đa dạng mà còn có độ bền cao hoặc rất cao với nhiều chỉ tiêu cơ lý và hóa lý. Để đạt được những thành tựu như vậy, việc nghiên cứu và sản xuất chúng cũng phải trãi qua các thời kỳ phát triển từ thấp đến cao, đơn giản đến phức tạp. Các giai đoạn phát triển: Người có vinh dự phát minh ra thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên parapalinin từ anilin (1855) là T.A. Natason, giáo sư trường Đại học Tổng hợp Vacsava. Sau đó một năm, nhà hóa học trẻ người Anh là V.G. Pekin đã tổng hợp thành công thuốc nhuộm màu đỏ tím tên gọi là movein thuộc lớp thuốc nhuộm azin và là thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên được sản xuất ở phạm vi công nghiệp. Ít năm sau, ở Lyon, một trung tâm tơ lụa của Pháp, F.E. Vergen đã tổng hợp được thuốc nhuộm baz đầu tiên có gốc trifenylmetan, đó là thuốc nhuộm fucxin. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu và chế tạo thuốc nhuộm tổng hợp. Trong đó, việc phát triển ngành hóa học hữu cơ và việc ra đời xơ sợi tổng hợp là những yếu tố có tầm quan trọng hàng đầu. Quá trình phát triển của thuốc nhuộm tổng hợp có thể chia làm ba giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất (1855 – 1876) Giai đoạn này đánh dấu bằng các phát minh và ứng dụng vào sản xuất thuốc nhuộm lớp azin và trifenylmetan (movein, fucxin, tím metyl, inđulin, xanh metylen…); một số thuốc nhuộm azo (vàng anilin, nâu bismac, crizoiđin…). Đa số những thuốc nhuộm kể trên thuộc về lớp thuốc nhuộm bazơ, chúng chỉ nhuộm màu cho tơ tằm và len; còn khi dùng để nhuộm vải từ xơ cellulose thì phải dùng hỗn hợp tanin – antimoin làm chất hãm màu (cầm màu). Tất cả các thuốc nhuộm này đều được sản xuất từ anilin và các dẫn xuất của nó nên còn có tên gọi là thuốc nhuộm anilin. Phát minh ra phản ứng diazo hóa của P.Griss (1858), đã đóng vai trò mở đường và đặt nền móng cho việc sản xuất thuốc nhuộm azo là lớp thuốc nhuộm có phạm vi ứng dụng rất rộng, với những đặc điểm chung là chứa nhóm phân tử azo trong phân tử mà các thuốc nhuộm khác không có. Những thuốc nhuộm tổng hợp được phát minh và chế tạo ở giai đoạn thứ nhất không giống những thuốc nhuộm thiên nhiên đang dùng bất giờ. Vì vậy đã nảy sinh ý định nghiên cứu và chế tạo những thuốc nhuộm tổng hợp có tính chất tương tự như các thuốc thuộm thiên nhiên được trọng dụng nhất. Theo hướng đó, năm 1868 K. Grehe và K. Libecman đã chế tạo được thuốc nhuộm alizarin từ 1,2 – đibromantraquinon. Cũng năm ấy, A.F. Bayer đã bắt đầu nghiên cứu tổng hợp onđigo và năm 1878, ông đã thành công trong việc chế tạo thuốc nhuộm này từ izatin. Giai đoạn thứ hai (1876 – 1893) Giai đoạn này được đánh dấu bằng việc bắt đầu sản xuất thuốc nhuộm azo. Những thuốc nhuộm azo được sản xuất đầu tiên hầu hết là thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm cầm màu và một số thuốc nhuộm để nhuộm tơ tằm và len, chưa có thuốc nhuộm nào có khả năng bắt màu trực tiếp vào xơ bông. Đến đây, lịch sử phát triển thuốc nhuộm ghi nhận một phát kiến tuyệt vời nữa, đó là việc tìm ra thuốc nhuộm congô mở đầu cho việc nghiên cứu và sản xuất loại thuốc nhuộm hòa tan trong nước, có khả năng tự bắt màu vào xơ cellulose, cũng mở đầu cho việc hình thành và hoàn chỉnh dần lớp thuốc nhuộm trực tiếp nay còn gọi là thuốc nhuộm supstantip. Giai đoạn thứ ba (1893 – 1902) Giai đoạn này đánh dấu bằng sự phát triển sản xuất thuốc nhuộm lưu huỳnh và hoàn thiện công nghệ tổng hợp inđigo. Năm 1893, lần đầu tiên trên thị trường thế giới đã sản xuất thuốc nhuộm lưu huỳnh màu đen, sau đó ra đời các màu khác của lớp thuốc nhuộm. Pigment ftaloxiamin được sản xuất từ năm 1934, do có độ ánh và độ bền màu rất cao nên trên cơ sở gốc màu này. Người ta sản xuất được pigment màu xanh da trời xanh lục, về sau đã dùng gốc màu này để sản xuất một số thuốc nhuộm trực tiếp bền màu và thuốc nhuộm hoạt tính. Một trong những thành quả tuyệt vời trong 40 năm gần đây của hóa học thuốc nhuộm là việc phát minh ra thuốc nhuộm hoạt tính, chúng có khả năng tạo thành mối liên kết hóa trị với xơ nên có độ bắt màu cao với gia công ướt. Từ đó, nhiều nước và nhiều hãng có công nghiệp hóa học phát triển đã nghiên cứu nâng cao, chủng loại ngày càng mở rộng để đảm bảo tỷ lệ liên kết hóa học với xơ cao, ít bị thủy phân, bền màu, tươi màu và công nghệ nhuộm đơn giản. Các loại thuốc nhuộm: Trước khi thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên xuất hiện vào năm 1985, người ta đã sử dụng thuốc nhuộm thiên nhiên được sản xuất từ thực vật. Các màu thiên nhiên có độ bền màu giặt và độ bền màu với ánh sáng rất thấp, hơn nữa, hiệu suất khai thác thuốc nhuộm từ thực vật rất thấp nên giá thành cao. Vì thế, đến nay hầu hết thuốc nhuộm thiên nhiên đã được thay thế bằng các loại thuốc nhuộm tổng hợp, số còn lại chủ yếu được dùng để nhuộm thực phẩm hoặc nhuộm vải của các dân tộc ít người theo phương pháp thủ công. Ngày nay, việc nghiên cứu và chế tạo thuốc nhuộm tổng hợp đã đạt đến đỉnh cao cả về mặt khoa học và công nghệ. Các loại thuốc nhuộm tổng hợp có ưu điểm là màu sắc đẹp, đa dạng, độ bền màu cao và dễ sản xuất hàng loạt. Các loại thuốc nhuộm tổng hợp ngày nay hầu hết được điều chế từ dầu mỏ. Mỗi phân tử thuốc nhuộm thường được xác định bởi hai thành phần; Chromophores: tạo nên hiệu ứng màu. Auxochromophores: xác định đặc tính của thuốc nhuộm. Ta có thể phân thuốc nhuộm theo các cách như sau: Theo nguyên liệu xơ – sợi đem sử dụng: Thuốc nhuộm dùng cho xơ – sợi gốc thực vật như cotton, liren, viscose…. Thuốc nhuộm dùng cho xơ – sợi gốc động vật như len, tơ tằm…. Thuốc nhuộm dùng cho xơ – sợi tổng hợp. Theo cấu tạo hóa học: bao gồm các nhóm như sau: Thuốc nhuộm azoic. Thuốc nhuộm alanthraquynore. Thuốc nhuộm indigoid. Thuốc nhuộm arylmethane. Thuốc nhuộm nitro. Thuốc nhuộm nitroso. Thuốc nhuộm polymethyl. Thuốc nhuộm lưu hóa. Thuốc nhuộm arylamine. Thuốc nhuộm azoicmethyl. Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng. Thuốc nhuộm phthacyanine. Theo phạm vi sử dụng: theo cách này thuốc nhuộm gồm 11 phân lớp: Thuốc nhuộm hoàn nguyên. Thuốc nhuộm lưu hóa. Thuốc nhuộm oxy hóa. Thuốc nhuộm trực tiếp. Thuốc nhuộm hoạt tính. Thuốc nhuộm azoic. Thuốc nhuộm acid. Thuốc nhuộm cationic. Thuốc nhuộm phức kim loại. Thuốc nhuộm phân tán. Thuốc nhuộm pigment. Việc lựa chọn thuốc nhuộm phụ thuộc vào nhiều yếu tố, khả năng công nghệ tại nơi sản xuất và nhất là độ bền màu qua giặt và độ bền màu ánh sáng theo yêu cầu của khách hàng: Bảng 2.1: Phương pháp lựa chọn thuốc nhuộm Loại thuốc nhuộm Độ bền giặt Độ bền ánh sáng Hiệu quả Trực tiếp Yếu Trung bình Rẻ tiền. Dể sử dụng. Nâng cao độ bền sau khi xử lý. Acid Trung bình–tốt Tốt Thích hợp cho len, nylon, tơ tằm. Phức kim loại Rất tốt Tốt Thích hợp cho len và nylon. Độ bền cao, vải dễ bóng. Cationic Yếu Yếu Azoic Tốt Tốt – rất tốt Thích hợp cho thuốc nhuộm đỏ Lưu hóa Tốt Trung bình Hoàn nguyên Rất tốt Rất tốt Đắt tiền và khó sử dụng. Độ bền tốt. Phân tán Trung bình–tốt Trung bình–tốt Độ phân tán cao. Dùng cho PES và acetate. Hoạt tính Yếu Yếu Thích hợp cho xơ cellulose. Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học: Thuốc nhuộm azoic: Trong phân tử thuốc nhuộm này có một hoặc nhiều nhóm azoic (- N = N -). Dựa vào số nhóm azoic có trong hệ mang màu của thuốc nhuộm mà người ta chia ra các nhóm thuốc nhuộm Mono azoic: Ar – N = N – Ar Diazoic: Ar – N = N – Ar’ – N = N – Ar” Tri và polyazoic: Ar – N = N – Ar’ – N = N – Ar” – N = N – Ar”’ – N = N – Ar”” - …. Trong đó Ar, Ar’, Ar” … là những góc hữu cơ có nhân thơm có cấu tạo đa vòng và dị vòng rất khác nhau. Thuốc nhuộm anthraquynone: Trong phân tử thuốc nhuộm này có một hoặc nhiều nhân anthraquynone hoặc các dẫn xuất của chúng Những dẫn xuất khác nhau ở vị trí 1, 4, 5, 8 sẽ cho các loại thuốc nhuộm tương ứng: Thuốc nhuộm amino anthraquynone Thuốc nhuộm hydroxyl anthraquynone Thuốc nhuộm antrimit Thuốc nhuộm anthraquynone đa vòng Thuốc nhuộm indigoit: Dựa trên gốc thuốc nhuộm indigo có trong lá chàm người ta đã tổng hợp được thuốc nhuộm indigoit với nhiều màu sắc phong phú bằng cách đưa thêm các nhóm thế vào phân tử indigo. Gốc mang màu có công thức: Trong đó X, Y là O, S, Se,
Luận văn liên quan