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【集萃网观察】1、前言
中国是世界最大纺织印染基地，2006年全国印染布产量约440亿米，规模以上印染企业达1948家，产品遍布全球。其中印花产品约占45%左右，年消耗各种规格印花镍网约500-600万只，镍金属消耗约一万吨左右，随着国际贸易小批量，多品种、快交货的发展趋势，废弃的印花镍网将急剧增加，造成巨大的镍资源消耗。由于国际镍价不断飙升以及印染环保要求的不断提高，使得印花加工的综合成本迅速上升，直接影响着印花纺织品市场竞争力。印花镍网循环利用势在必行！
东方美捷分子材料技术有限公司紧紧围绕传统印染产业开展高新技术应用研究，经过五年的探索研究，成功研制出“印花镍网高温固化膜剥离剂Defilm R”及专用脱膜清洗设备MR10-50，成功实现印花镍网循环利用。回收镍网各项指标均满足印花生产工艺要求，综合成本仅为新网坯价格的10%左右，具有明显竞争优势！
本项目荣获2005年度科技部创新基金立项，立项代码：05C26223400852
本项目已有两项发明专利申报。
印花镍网高温固化膜剥离剂、配制方法及其应用；申请号：200510039051.6
印花镍网脱膜装置；申请号：200720085006.9
本项目2007年7月通过安徽省科技厅专家鉴定，皖科鉴字[2007]第236号
2、圆网高温固化膜剥离技术发展现状
综合国内外研究和市场需求分析，印花镍网高温固化膜剥离技术正向脱膜环保、低成本、高效率、高回收率、脱膜清洗设备配套、使用维护方便的方向发展。
据查新报告，采用“物化溶胀脱膜技术”的圆网高温固化膜剥离技术正符合“资源化、减量化、无害化、低成本、高效率、高效益”危险固体废弃物循环利用发展方向，合肥市东方美捷分子材料技术有限公司通过五年系统攻关研究，实现产业化。
3、圆网高温固化膜剥离技术研究基本思路
（1）圆网高温固化膜剥离机理
感光树脂在一定量的紫外光照射下，经过高温与固化剂的作用，在镍网表面缩合交联成致密网状结构的固化膜。镍网表面的固化膜有非常紧密的物理结构。镍网表面的固化膜与镍金属之间没有进行化学反应，也没有化学键形成；镍网与固化膜之间有着特别强的物理附着力。经试验，这层固化膜弹性好、机械强度高、耐化学稳定性好，耐温、耐腐蚀、耐磨，剥离强度极高。利用酸、碱、盐、氧化剂、还原剂、有机溶剂等单一组分均不能达到彻底干净并对镍网无损伤的脱膜要求，更不能实现再利用的根本目的。
依据高分子化学与物理理论，玻璃化温度Tg是热塑性高聚物的基本特征参数。温度升高，大分子链段活动性加剧，超过Tg后，固化膜的自由容积迅速增大。
依据聚合物增塑作用理论：增塑剂吸附在聚合物表面，迅速地扩散到聚合物内部，由于它对高聚物的高亲合力，能渗透到结构单元内，大大降低聚合物Tg。当感光材料的内聚能密度即溶解度参数δ与脱膜剂所含成分具有相同或近似时，随着环境热能涨落，结果在其吸附的膜表面邻近处产生了足够大的微孔穴。在脱膜剂溶液浸泡条件下，脱膜剂分子扩散急剧地以跳跃式增长。
镍网表面形成的感光固化膜具有发达的亚微孔体系，吸附过程首先从固化膜内外表面大量亚微孔、缺陷处进行。脱膜剂通过分子热运动形成的定向吸附，很快将镍网表面与固化膜之间的物理吸附转化为脱膜剂分子与固化膜之间的化学吸附。这两种性质完全不同的吸附过程其能量差异巨大。
当镍网浸泡在特定温度的脱膜工作浴中，这种功能性化合物通过分子热运动迅速润湿镍网表面并在镍网固化膜表面扩散渗透，在固化膜的内外表面相应微孔或缺陷处形成有规则的定向吸附排列层，分子间的各种力共同对固化膜表面发挥与粘附力相反的牵引拉伸作用，感光固化膜迅速溶胀并快速剥离其粘接表面。
（2）脱膜清洗设备设计思路
（1）通过特定工艺浸泡溶胀，实现闷头与镍网分离；（创造闷头胶剥离剂、闷头镍网分离装置）
（2）通过高温固化膜剥离剂浸泡溶胀，实现镍网感光胶固化膜剥离（高温固化膜剥离剂、专用脱膜设备）
（3）优化设计，实现保温、节能、工作液配置与消耗最小化，方便操作、效率高；
（4）要求闷头胶剥离剂、印花镍网高温固化膜剥离剂工作液低挥发、环保安全、可循环使用；
（5）要求闷头胶剥离剂、印花镍网高温固化膜剥离剂缓蚀性能好，无污染、成本低。
4、圆网高温固化膜剥离技术相关实验
（1）镍网的机械性能分析
电镀成形的无接缝镍制圆网初始硬度为HB=150左右。外网表面涂上感光膜并经加热固化处理的同时，将镍网自身的综合机械性能也提高到较高的水平，其硬度HB=200-220，抗拉强度sb≥760MPa ，屈服强度ss0.2≥710MPa，弹性模量拉伸时E=207GPa 。
（2）镍网电化学与耐腐蚀性
镍耐腐蚀性优越，耐热浓碱液腐蚀、耐中性和微酸性溶液（包括一些稀的非氧化性酸、有机酸）及有机溶剂等的腐蚀，但不耐氧化性酸和含有氧化剂的溶液的腐蚀。对水、海水耐蚀性良好，高温含硫气体能使它腐蚀并脆化。当镍网浸渍于脱膜工作浴中，构成多组腐蚀电池，如：脱膜设备内壁不锈钢、闷头铝材、镍网之间。相关标准电极电位：
Ni2++2e= Ni E=－0.23V、
Fe3++e= Fe2+ E=0.77V
Al3++3e=A E=－1.706V
（3）介质对镍网腐蚀性变化
从上表中可以看出除了H2SO4、HCL、 DMF溶剂、过硫酸胺、SnCL2外其他介质对镍网基本无腐蚀性。
（4）闷头耐腐蚀性
镍网闷头主要是金属铝制成，在不同试剂中随pH的变化其腐蚀速度不同，从表中可以看到Na2CO3、NaOH及HF对闷头腐蚀性较大。
（5）介质对固化膜剥离速度影响
在相同温度条件下,有机酸和无机酸对镍网固化膜剥离速度影响较大。具有提高固化膜剥离速度的表现。
（6）镍网目数对剥离速度影响。
镍网目数对剥离速度影响
在相同感光胶、温度条件下，镍网固化膜剥离速度随镍网目数增大而降低。
（7）温度对剥离速度影响。
温度对剥离速度影响
使用同种感光胶且相同目数的印花镍网以脱膜剂浸泡之，其固化膜剥离速度随温度升高而加快。
（8）不同感光胶对固化膜剥离速度影响
感光胶对剥离速度影响
在相同温度条件下，采用浙江江山和浙江柯桥感光胶感光的镍网，其固化膜剥离速度较快，采用日本村上感光胶感光的镍网，其固化膜剥离速度较慢。
5、圆网高温固化膜剥离技术产业化
（1）圆网高温固化膜剥离工艺流程
选网 → 脱闷头 → 脱膜 → 喷淋清洗 → 精洗→ 水洗 → 检验 → 自然晾干 → 备用
选网：选择印花后保存完好、网面无折痕或折痕很少的镍网进行脱膜加工。
脱闷头：将镍网闷头浸没在专用脱闷头工作容器槽内的脱闷头液中，依据闷头胶不同，在30℃条件下，静置1-2小时，取出镍网套入专用闷头分离装置架，慢慢用力将闷头与镍网完整分离。
脱膜：将镍网浸没在立式脱膜釜中，在55-65℃条件下，2-3小时取出，镍网表面感光胶固化膜象香蕉皮一样整体剥离。
喷淋清洗：取出感光胶层已溶胀剥离的镍网，在高效喷淋冲洗架上慢慢转动镍网冲洗干净。
精洗：将基本冲洗干净的镍网置入精洗釜中90-95℃热洗30分钟，进一步提高镍网开孔率。
水洗：用水枪冲洗镍网，去除清理网孔中残留的少量附着物。
检验：将水洗后的镍网轻放在专用透光检验装置上仔细检验，如不合格须重新精洗，合格镍网才可备用。
自然晾干、备用。
（2）圆网高温固化膜剥离技术特点
快速、彻底去除镍网固化膜，成本低、效果好；操作简单、安全。
剥离剂对镍网无腐蚀性，不影响镍网的基本属性；挥发性小、不易燃、不爆炸，属非危险品。
经脱膜、清洗后的印花镍网具有开孔率高、印花过程中不脱胶等优异特性。
6、总结
（1）物化溶胀脱膜技术应用于废弃印花镍网的再生，开辟了印花镍网循环利用新思路。
（2）缩短脱膜工艺流程，大幅度提高镍网脱膜效率，脱膜成本低、回收品质高。
脱膜成本低：依据每只镍网净耗0.50kg“印花镍网高温固化膜剥离剂”计，约合27.5元/只。每只镍网脱膜的综合成本大约为网坯价格的10%，易为市场接受。
脱膜效益好：目前市场镍价约45万/吨，直接销售废弃镍网（脱过闷头）150-160元/只，每只网直接差价大约250-300元，去除脱膜成本等，直接收益约200元/只。
脱膜效率高：在专用设备中可同时脱7只以上镍网，每次脱膜时间小于60分钟，脱膜效率高。而激光气化焚烧脱膜、高压水喷淋脱膜、化学溶解脱膜等效率均低。
参考文献：
1. 《合成胶粘剂》 科学出版社 1985
2. 《非银盐成像体系》 科学出版社 1993
3. 《固化剂》 化学工业出版社2004
4. 《金属用胶粘剂》 中国石化出版社2004
5. 《工业废弃物的再循环利用》 科学出版社2004
6. 《材料腐蚀学原理》 化学工业出版社2002
7. 《固体废弃物资源化技术与应用》 冶金工业出版社2003
8. 《感光材料》 中国物资出版社1999
9. 《有色金属的耐腐蚀性及其应用》 化学工业出版社1995
10. 《实用防腐蚀工程施工手册》 化学工业出版社2000
第一作者简介：
朱守诚， 男，1963年出生，高级工程师；东华大学纺织化学工程系染整工程专业毕业；现任东方美捷分子材料技术有限公司董事长、总经理。
来源: 印染在线
