【集萃網(wǎng)觀察】1、前言
中國(guó)是世界最大紡織印染基地，2006年全國(guó)印染布產(chǎn)量約440億米，規(guī)模以上印染企業(yè)達(dá)1948家，產(chǎn)品遍布全球。其中印花產(chǎn)品約占45%左右，年消耗各種規(guī)格印花鎳網(wǎng)約500-600萬(wàn)只，鎳金屬消耗約一萬(wàn)噸左右，隨著國(guó)際貿(mào)易小批量，多品種、快交貨的發(fā)展趨勢(shì)，廢棄的印花鎳網(wǎng)將急劇增加，造成巨大的鎳資源消耗。由于國(guó)際鎳價(jià)不斷飆升以及印染環(huán)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。印花鎳網(wǎng)循環(huán)利用勢(shì)在必行！
東方美捷分子材料技術(shù)有限公司緊緊圍繞傳統(tǒng)印染產(chǎn)業(yè)開(kāi)展高新技術(shù)應(yīng)用研究，經(jīng)過(guò)五年的探索研究，成功研制出“印花鎳網(wǎng)高溫固化膜剝離劑Defilm R”及專用脫膜清洗設(shè)備MR10-50，成功實(shí)現(xiàn)印花鎳網(wǎng)循環(huán)利用�；厥真嚲W(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)均滿足印花生產(chǎn)工藝要求，綜合成本僅為新網(wǎng)坯價(jià)格的10%左右，具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)！
本項(xiàng)目榮獲2005年度科技部創(chuàng)新基金立項(xiàng)，立項(xiàng)代碼：05C26223400852
本項(xiàng)目已有兩項(xiàng)發(fā)明專利申報(bào)。
印花鎳網(wǎng)高溫固化膜剝離劑、配制方法及其應(yīng)用；申請(qǐng)?zhí)枺?00510039051.6
印花鎳網(wǎng)脫膜裝置；申請(qǐng)?zhí)枺?00720085006.9
本項(xiàng)目2007年7月通過(guò)安徽省科技廳專家鑒定，皖科鑒字[2007]第236號(hào)
2、圓網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
綜合國(guó)內(nèi)外研究和市場(chǎng)需求分析，印花鎳網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)正向脫膜環(huán)保、低成本、高效率、高回收率、脫膜清洗設(shè)備配套、使用維護(hù)方便的方向發(fā)展。
據(jù)查新報(bào)告，采用“物化溶脹脫膜技術(shù)”的圓網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)正符合“資源化、減量化、無(wú)害化、低成本、高效率、高效益”危險(xiǎn)固體廢棄物循環(huán)利用發(fā)展方向，合肥市東方美捷分子材料技術(shù)有限公司通過(guò)五年系統(tǒng)攻關(guān)研究，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
3、圓網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)研究基本思路
（1）圓網(wǎng)高溫固化膜剝離機(jī)理
感光樹(shù)脂在一定量的紫外光照射下，經(jīng)過(guò)高溫與固化劑的作用，在鎳網(wǎng)表面縮合交聯(lián)成致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化膜。鎳網(wǎng)表面的固化膜有非常緊密的物理結(jié)構(gòu)。鎳網(wǎng)表面的固化膜與鎳金屬之間沒(méi)有進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也沒(méi)有化學(xué)鍵形成；鎳網(wǎng)與固化膜之間有著特別強(qiáng)的物理附著力。經(jīng)試驗(yàn)，這層固化膜彈性好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐化學(xué)穩(wěn)定性好，耐溫、耐腐蝕、耐磨，剝離強(qiáng)度極高。利用酸、堿、鹽、氧化劑、還原劑、有機(jī)溶劑等單一組分均不能達(dá)到徹底干凈并對(duì)鎳網(wǎng)無(wú)損傷的脫膜要求，更不能實(shí)現(xiàn)再利用的根本目的。
依據(jù)高分子化學(xué)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(shù)。溫度升高，大分子鏈段活動(dòng)性加劇，超過(guò)Tg后，固化膜的自由容積迅速增大。
依據(jù)聚合物增塑作用理論：增塑劑吸附在聚合物表面，迅速地?cái)U(kuò)散到聚合物內(nèi)部，由于它對(duì)高聚物的高親合力，能滲透到結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，大大降低聚合物Tg。當(dāng)感光材料的內(nèi)聚能密度即溶解度參數(shù)δ與脫膜劑所含成分具有相同或近似時(shí)，隨著環(huán)境熱能漲落，結(jié)果在其吸附的膜表面鄰近處產(chǎn)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(kuò)散急劇地以跳躍式增長(zhǎng)。
鎳網(wǎng)表面形成的感光固化膜具有發(fā)達(dá)的亞微孔體系，吸附過(guò)程首先從固化膜內(nèi)外表面大量亞微孔、缺陷處進(jìn)行。脫膜劑通過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)形成的定向吸附，很快將鎳網(wǎng)表面與固化膜之間的物理吸附轉(zhuǎn)化為脫膜劑分子與固化膜之間的化學(xué)吸附。這兩種性質(zhì)完全不同的吸附過(guò)程其能量差異巨大。
當(dāng)鎳網(wǎng)浸泡在特定溫度的脫膜工作浴中，這種功能性化合物通過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)迅速潤(rùn)濕鎳網(wǎng)表面并在鎳網(wǎng)固化膜表面擴(kuò)散滲透，在固化膜的內(nèi)外表面相應(yīng)微孔或缺陷處形成有規(guī)則的定向吸附排列層，分子間的各種力共同對(duì)固化膜表面發(fā)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(shè)備設(shè)計(jì)思路
（1）通過(guò)特定工藝浸泡溶脹，實(shí)現(xiàn)悶頭與鎳網(wǎng)分離；（創(chuàng)造悶頭膠剝離劑、悶頭鎳網(wǎng)分離裝置）
（2）通過(guò)高溫固化膜剝離劑浸泡溶脹，實(shí)現(xiàn)鎳網(wǎng)感光膠固化膜剝離（高溫固化膜剝離劑、專用脫膜設(shè)備）
（3）優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)保溫、節(jié)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(wǎng)高溫固化膜剝離劑工作液低揮發(fā)、環(huán)保安全、可循環(huán)使用；
（5）要求悶頭膠剝離劑、印花鎳網(wǎng)高溫固化膜剝離劑緩蝕性能好，無(wú)污染、成本低。
4、圓網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)
（1）鎳網(wǎng)的機(jī)械性能分析
電鍍成形的無(wú)接縫鎳制圓網(wǎng)初始硬度為HB=150左右。外網(wǎng)表面涂上感光膜并經(jīng)加熱固化處理的同時(shí)，將鎳網(wǎng)自身的綜合機(jī)械性能也提高到較高的水平，其硬度HB=200-220，抗拉強(qiáng)度sb≥760MPa ，屈服強(qiáng)度ss0.2≥710MPa，彈性模量拉伸時(shí)E=207GPa 。
（2）鎳網(wǎng)電化學(xué)與耐腐蝕性
鎳耐腐蝕性優(yōu)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(jī)酸）及有機(jī)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(duì)水、海水耐蝕性良好，高溫含硫氣體能使它腐蝕并脆化。當(dāng)鎳網(wǎng)浸漬于脫膜工作浴中，構(gòu)成多組腐蝕電池，如：脫膜設(shè)備內(nèi)壁不銹鋼、悶頭鋁材、鎳網(wǎng)之間。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)對(duì)鎳網(wǎng)腐蝕性變化
從上表中可以看出除了H2SO4、HCL、 DMF溶劑、過(guò)硫酸胺、SnCL2外其他介質(zhì)對(duì)鎳網(wǎng)基本無(wú)腐蝕性。
（4）悶頭耐腐蝕性
鎳網(wǎng)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(duì)悶頭腐蝕性較大。
（5）介質(zhì)對(duì)固化膜剝離速度影響
在相同溫度條件下,有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸對(duì)鎳網(wǎng)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(xiàn)。
（6）鎳網(wǎng)目數(shù)對(duì)剝離速度影響。
鎳網(wǎng)目數(shù)對(duì)剝離速度影響
在相同感光膠、溫度條件下，鎳網(wǎng)固化膜剝離速度隨鎳網(wǎng)目數(shù)增大而降低。
（7）溫度對(duì)剝離速度影響。
溫度對(duì)剝離速度影響
使用同種感光膠且相同目數(shù)的印花鎳網(wǎng)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(duì)固化膜剝離速度影響
感光膠對(duì)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(wǎng)，其固化膜剝離速度較快，采用日本村上感光膠感光的鎳網(wǎng)，其固化膜剝離速度較慢。
5、圓網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)產(chǎn)業(yè)化
（1）圓網(wǎng)高溫固化膜剝離工藝流程
選網(wǎng) → 脫悶頭 → 脫膜 → 噴淋清洗 → 精洗→ 水洗 → 檢驗(yàn) → 自然晾干 → 備用
選網(wǎng)：選擇印花后保存完好、網(wǎng)面無(wú)折痕或折痕很少的鎳網(wǎng)進(jìn)行脫膜加工。
脫悶頭：將鎳網(wǎng)悶頭浸沒(méi)在專用脫悶頭工作容器槽內(nèi)的脫悶頭液中，依據(jù)悶頭膠不同，在30℃條件下，靜置1-2小時(shí)，取出鎳網(wǎng)套入專用悶頭分離裝置架，慢慢用力將悶頭與鎳網(wǎng)完整分離。
脫膜：將鎳網(wǎng)浸沒(méi)在立式脫膜釜中，在55-65℃條件下，2-3小時(shí)取出，鎳網(wǎng)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(wǎng)，在高效噴淋沖洗架上慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)鎳網(wǎng)沖洗干凈。
精洗：將基本沖洗干凈的鎳網(wǎng)置入精洗釜中90-95℃熱洗30分鐘，進(jìn)一步提高鎳網(wǎng)開(kāi)孔率。
水洗：用水槍沖洗鎳網(wǎng)，去除清理網(wǎng)孔中殘留的少量附著物。
檢驗(yàn)：將水洗后的鎳網(wǎng)輕放在專用透光檢驗(yàn)裝置上仔細(xì)檢驗(yàn)，如不合格須重新精洗，合格鎳網(wǎng)才可備用。
自然晾干、備用。
（2）圓網(wǎng)高溫固化膜剝離技術(shù)特點(diǎn)
快速、徹底去除鎳網(wǎng)固化膜，成本低、效果好；操作簡(jiǎn)單、安全。
剝離劑對(duì)鎳網(wǎng)無(wú)腐蝕性，不影響鎳網(wǎng)的基本屬性；揮發(fā)性小、不易燃、不爆炸，屬非危險(xiǎn)品。
經(jīng)脫膜、清洗后的印花鎳網(wǎng)具有開(kāi)孔率高、印花過(guò)程中不脫膠等優(yōu)異特性。
6、總結(jié)
（1）物化溶脹脫膜技術(shù)應(yīng)用于廢棄印花鎳網(wǎng)的再生，開(kāi)辟了印花鎳網(wǎng)循環(huán)利用新思路。
（2）縮短脫膜工藝流程，大幅度提高鎳網(wǎng)脫膜效率，脫膜成本低、回收品質(zhì)高。
脫膜成本低：依據(jù)每只鎳網(wǎng)凈耗0.50kg“印花鎳網(wǎng)高溫固化膜剝離劑”計(jì)，約合27.5元/只。每只鎳網(wǎng)脫膜的綜合成本大約為網(wǎng)坯價(jià)格的10%，易為市場(chǎng)接受。
脫膜效益好：目前市場(chǎng)鎳價(jià)約45萬(wàn)/噸，直接銷售廢棄鎳網(wǎng)（脫過(guò)悶頭）150-160元/只，每只網(wǎng)直接差價(jià)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(shè)備中可同時(shí)脫7只以上鎳網(wǎng)，每次脫膜時(shí)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(xué)溶解脫膜等效率均低。
參考文獻(xiàn)：
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2. 《非銀鹽成像體系》 科學(xué)出版社 1993
3. 《固化劑》 化學(xué)工業(yè)出版社2004
4. 《金屬用膠粘劑》 中國(guó)石化出版社2004
5. 《工業(yè)廢棄物的再循環(huán)利用》 科學(xué)出版社2004
6. 《材料腐蝕學(xué)原理》 化學(xué)工業(yè)出版社2002
7. 《固體廢棄物資源化技術(shù)與應(yīng)用》 冶金工業(yè)出版社2003
8. 《感光材料》 中國(guó)物資出版社1999
9. 《有色金屬的耐腐蝕性及其應(yīng)用》 化學(xué)工業(yè)出版社1995
10. 《實(shí)用防腐蝕工程施工手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版社2000
第一作者簡(jiǎn)介：
朱守誠(chéng)， 男，1963年出生，高級(jí)工程師；東華大學(xué)紡織化學(xué)工程系染整工程專業(yè)畢業(yè)；現(xiàn)任東方美捷分子材料技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理。
來(lái)源: 印染在線
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