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Scientific Reports 12권, 기사 번호: 22339(2022) 이 기사 인용

1893년 접속

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직물 습식 공정은 엄청난 양의 물과 화학 물질을 소비하므로 산업 폐기물로부터 환경을 보호하기 위해 보다 깨끗한 생산에 대한 인식이 높아지고 있습니다. 이러한 맥락에서 면직물과 같은 셀룰로오스 소재의 반응성 염색은 염료 분자를 셀룰로오스 거대분자와 각각 고착시키고 고착시키기 위해 다량의 황산나트륨 또는 염화나트륨과 알칼리를 사용해야 하는 직물 착색의 주요 분야입니다. 그러나 폐수에 남아있는 염분과 알칼리는 환경에 나쁜 영향을 미칩니다. 이러한 목적을 위해 면 직물의 반응성 염색에 트리소듐 니트릴로트리아세트산(TNA)을 사용하면 두 가지 이점을 가질 수 있다는 가설이 세워졌습니다. 하나는 탈진제(유기염)로, 다른 하나는 고착제(유기 염기)로 사용됩니다. 따라서 CI Reactive Yellow 145(RY145)를 이용한 면직물의 흡진염색 특성은 TNA 농도, 알칼리 농도, 온도, 염색시간 등의 조건에 따라 최적화되었다. 또한, 기존 염색법을 사용하여 얻은 값을 눈으로 하여 색강도와 1차, 2차 흡광도를 조사하였다. 기존 염색과 비교하여 TNA를 사용한 염색 후 채취한 RY 145의 유출수 샘플 특성 분석에서는 COD, BOD, TDS 값이 각각 99, 97, 97% 효율적으로 감소한 것으로 나타났습니다. CI Reactive Black 5(RB5), CI Reactive Blue 160(RB160), CI Reactive Red 24(RR24)를 사용하여 새로운 염색법을 구현하여 기존 방법에 비해 우수한 염색성과 견뢰도 특성을 나타냈습니다. 얻은 전반적인 결과는 TNA가 셀룰로오스 직물의 흡진 및 고착제로 적합한 환경 친화적인 제제로서의 적합성을 시사합니다.

셀룰로오스 섬유는 섬유 산업에서 널리 활용되는 주요 작물입니다. 이러한 섬유로 만든 직물은 편안함과 환경친화성이 우수합니다. 셀룰로오스 직물의 착색은 주로 반응성 염료에서 얻은 우수한 염색 특성에 달려 있습니다. 이 종류의 염료는 알칼리성 조건에서 셀룰로오스의 수산기와 염료 분자의 친핵성 치환 또는 친핵성 첨가를 통해 공유 결합을 형성하여 직물에 고정됩니다1,2,3. 그러나 수중 셀룰로오스 직물은 표면 전하를 중화시키고 염료욕에서 직물로의 염료 고갈을 촉진하기 위해 다량의 무기염(예: 염화나트륨 또는 황산나트륨)을 사용해야 하는 음의 표면 전하4를 획득했습니다. 더욱이, 향상된 습윤 견뢰도와 함께 만족스러운 수준의 염료-섬유 결합 고착을 갖는 염색 공정을 달성하기 위해서는 무기 알칼리(즉, 탄산나트륨)의 사용이 필요합니다.

반응성 염료 소모 및 염료 섬유 고정 효율5,6,7,8,9을 향상시키기 위해서는 필요한 양의 무기염과 알칼리가 필요합니다. 전해질 양은 필요한 색상, 염료 구조 및 염색 방법에 따라 100g/L까지 높을 수 있습니다. 10. 일반적으로 반응성 염색 공정에서는 눈에 띄는 양의 물이 소비되며 거의 모든 무기 전해질, 알칼리 및 비고정 염료가 배출됩니다. 대부분의 경우 오염된 물과 토양인 염색 폐수에 발생합니다11,12,13,14. 이러한 맥락에서 면직물을 반응성 염료로 염색하는 가장 널리 사용되는 공정인 배기염색 공정은 물과 화학물질의 더 높은 소비와 염료 배출물 배출로 인해 상당한 환경 영향을 초래할 수 있습니다14,15. 따라서 화학 물질, 에너지 및 물 소비를 줄이기 위해서는 현대 반응성 염색 기술의 성능 평가와 공정 최적화가 필요해졌습니다. 반응성 염색 시 무기전해질의 사용량을 줄이기 위한 시도로는 셀룰로오스와 더 잘 반응하고 낮은 염분 및 알칼리 농도에서도 더 나은 염색 성능을 나타내는 이관능성 반응성 염료를 적용하는 것이 포함되었습니다.