變廢為寶的絲膠回收技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因生產(chǎn)絲綢而產(chǎn)生的絲膠總量約為3.5萬噸，因過濾技術(shù)的制約，其中大部分流入了江河湖海，除了對(duì)環(huán)境造成污染，也造成了對(duì)絲膠這一寶貴資源的浪費(fèi)?？吹竭@一問題后，國(guó)內(nèi)很多研究機(jī)構(gòu)開始了對(duì)絲膠回收技術(shù)的開發(fā)與探索，經(jīng)過近些年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)絲膠回收技術(shù)依然存在無法達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)、難以形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和溶失率高等問題。

蘇州大學(xué)和鑫緣繭絲綢集團(tuán)股份有限公司聯(lián)手，通過對(duì)絲膠分子量、超濾膜和絲膠紡織品涂層所用交聯(lián)劑等基礎(chǔ)學(xué)科材料的研究，一舉攻破了上述技術(shù)難關(guān)，對(duì)有效防止絲膠廢水對(duì)環(huán)境的污染、使繭絲綢行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展起到了十分重要的意義。因此，蘇州大學(xué)和鑫緣繭絲綢集團(tuán)股份有限公司共同主持落實(shí)的“絲膠回收關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了2011年度中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)“紡織之光”科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目障礙：絲膠回收率低突破：回收率達(dá)99%且符合國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

“項(xiàng)目研發(fā)過程中，我們首先遇到的問題就是如何高效過濾廢水中的絲膠，并使其達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！?項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳國(guó)強(qiáng)告訴記者，別人遇到的瓶頸也正是科研課題的癥結(jié)，因此，他們決定從絲膠的化學(xué)性質(zhì)和分子特征入手。

項(xiàng)目組在研究中發(fā)現(xiàn)，絲膠蛋白質(zhì)在廢水中以離子形式存在，分子量為1.4萬～13萬，屬于膠體粒子顆粒，其等電點(diǎn)PH值為3.8～4.5，并隨溫度、濃度的變化而變化。當(dāng)溫度下降到20℃左右即會(huì)成為凝膠狀。項(xiàng)目組的成員們一致認(rèn)為，在目前國(guó)內(nèi)比較流行的幾種過濾方法中，等電點(diǎn)沉淀技術(shù)應(yīng)該是過濾絲膠蛋白的最佳之選。但僅憑一種方法過濾顯然不能滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，他們?cè)谠械幕A(chǔ)上，配合超濾納濾一體化技術(shù)，讓絲膠的回收率達(dá)到了99%。經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門的檢驗(yàn)，經(jīng)該項(xiàng)技術(shù)過濾后的廢水，已達(dá)到了國(guó)家二級(jí)排放的標(biāo)準(zhǔn)。

項(xiàng)目障礙：過濾膜使用壽命短突破：改造后使用壽命延長(zhǎng)至少一倍

“超濾納濾一體化技術(shù)中對(duì)中空纖維膜材料的要求很高，除了要保障通量以外，使用壽命也是較難破解的問題。”陳國(guó)強(qiáng)向記者表示，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的過濾與分離用紡織品已經(jīng)能夠在保證過濾精度的同時(shí)，確保高通量，但如何延長(zhǎng)中空纖維膜的使用壽命卻讓陳教授和他的隊(duì)友們費(fèi)了一番周折。陳國(guó)強(qiáng)說：“項(xiàng)目首先安裝了十組超濾膜組件、三組納濾膜組件，從物理上減輕膜的負(fù)荷。其次，團(tuán)隊(duì)還研制了回收絲膠的裝備，在膜組件前引入酸析裝置，在膜裝置中引入正反循環(huán)泵，進(jìn)一步減輕膜的處理負(fù)荷，經(jīng)試驗(yàn)證明，這種方法可以使膜的使用壽命至少延長(zhǎng)一倍?！?/p>

項(xiàng)目障礙：絲膠溶失率高現(xiàn)狀：自主創(chuàng)新技術(shù)使絲膠溶失率大幅降低

除了以上兩點(diǎn)問題外，絲膠涂層紡織品水洗后絲膠的溶失率較高也是他們倍感頭疼的問題。據(jù)介紹，本項(xiàng)目采用自制的聚丙烯酸類低溫交聯(lián)劑和自制的陽離子改性交聯(lián)劑，分別使羊絨制品、棉織物水洗后的絲膠溶失率大大降低。至于為什么如此注重水洗后溶失率的問題，陳國(guó)強(qiáng)向記者解釋，服裝的舒適性與纖維的保濕、調(diào)濕性能有著密切的關(guān)系，尤其是與人體皮膚直接接觸的內(nèi)衣更需要這樣的功能?！耙?yàn)榻z膠具有這樣的特性，因此經(jīng)絲膠涂層整理的織物，其纖維外層由絲膠覆蓋，可有效補(bǔ)充角層皮膚的天然保濕因子，可以達(dá)到對(duì)皮膚保濕、調(diào)濕的目的?！彼瑫r(shí)表示，絲膠還可以降低纖維的表面電位，同時(shí)增加纖維表面吸附活化中心，提高了比表面積，有利于水分子的擴(kuò)散和吸附，而以前的國(guó)內(nèi)外的種種數(shù)據(jù)也表明，經(jīng)絲膠涂層的織物，其吸放濕能力可提高10倍以上。

項(xiàng)目成果：社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益雙豐收現(xiàn)狀：幫助企業(yè)新增產(chǎn)值達(dá)8567萬元

經(jīng)過幾年的研究，蘇州大學(xué)和鑫緣繭絲綢集團(tuán)股份有限公司合作研發(fā)的“絲膠回收關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目取得了重大進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。目前，此項(xiàng)目在學(xué)術(shù)界已經(jīng)碩果累累，目前已申請(qǐng)發(fā)明專利8項(xiàng)，其中已獲授權(quán)3項(xiàng)；發(fā)表論文15篇；并完成《彩絲精煉廢水提取絲膠蛋白關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)》項(xiàng)目課題。

在實(shí)際應(yīng)用方面，自2009年起，該項(xiàng)目在江蘇新芳紡織集團(tuán)有限公司、湖州南方生物科技有限公司、江蘇中潤(rùn)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、通緣生堂生物科技有限公司進(jìn)行了實(shí)際操作。近年來，該項(xiàng)目幫助企業(yè)累計(jì)新增產(chǎn)值8568萬元、新增利潤(rùn)1314萬元、稅收692萬元、出口創(chuàng)匯310萬美元。