變廢為寶的絲膠回收技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，我國每年因生產(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，除了對環(huán)境造成污染，也造成了對絲膠這一寶貴資源的浪費。看到這一問題后，國內(nèi)很多研究機構(gòu)開始了對絲膠回收技術(shù)的開發(fā)與探索，經(jīng)過近些年的發(fā)展，國內(nèi)絲膠回收技術(shù)依然存在無法達到國家排放標準、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)和鑫緣繭絲綢集團股份有限公司聯(lián)手，通過對絲膠分子量、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)，對有效防止絲膠廢水對環(huán)境的污染、使繭絲綢行業(yè)實現(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)和鑫緣繭絲綢集團股份有限公司共同主持落實的“絲膠回收關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”項目獲得了2011年度中國紡織工業(yè)聯(lián)合會“紡織之光”科學(xué)技術(shù)一等獎。

項目障礙：絲膠回收率低突破：回收率達99%且符合國家廢水排放標準

“項目研發(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，并使其達到國家標準。” 項目負責(zé)人陳國強告訴記者，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PH值為3.8～4.5，并隨溫度、濃度的變化而變化。當溫度下降到20℃左右即會成為凝膠狀。項目組的成員們一致認為，在目前國內(nèi)比較流行的幾種過濾方法中，等電點沉淀技術(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家排放標準，因此，他們在原有的基礎(chǔ)上，配合超濾納濾一體化技術(shù)，讓絲膠的回收率達到了99%。經(jīng)國家有關(guān)部門的檢驗，經(jīng)該項技術(shù)過濾后的廢水，已達到了國家二級排放的標準。

項目障礙：過濾膜使用壽命短突破：改造后使用壽命延長至少一倍

“超濾納濾一體化技術(shù)中對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。”陳國強向記者表示，國內(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，確保高通量，但如何延長中空纖維膜的使用壽命卻讓陳教授和他的隊友們費了一番周折。陳國強說：“項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荷。其次，團隊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，進一步減輕膜的處理負荷，經(jīng)試驗證明，這種方法可以使膜的使用壽命至少延長一倍。”

項目障礙：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，陳國強向記者解釋，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。“因為絲膠具有這樣的特性，因此經(jīng)絲膠涂層整理的織物，其纖維外層由絲膠覆蓋，可有效補充角層皮膚的天然保濕因子，可以達到對皮膚保濕、調(diào)濕的目的。”他同時表示，絲膠還可以降低纖維的表面電位，同時增加纖維表面吸附活化中心，提高了比表面積，有利于水分子的擴散和吸附，而以前的國內(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。

項目成果：社會經(jīng)濟效益雙豐收現(xiàn)狀：幫助企業(yè)新增產(chǎn)值達8567萬元

經(jīng)過幾年的研究，蘇州大學(xué)和鑫緣繭絲綢集團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”項目取得了重大進展，實現(xiàn)了社會效益和經(jīng)濟效益的雙豐收。目前，此項目在學(xué)術(shù)界已經(jīng)碩果累累，目前已申請發(fā)明專利8項，其中已獲授權(quán)3項；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)》項目課題。

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