Hóa chất xanh cho tương lai bền vững
Hóa chất xanh cho tương lai bền vững
“Xanh” của màu sắc hiện chủ yếu gắn với môi trường nhưng cũng ngày càng gắn liền với tính bền vững. Tính bền vững được định nghĩa là: “Khả năng của loài người đảm bảo rằng đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại tới khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ tương lai”.
Theo nhóm hóa học Xanh trongTrung tâm Vật liệu dệt Kỹ thuật, Trường Thiết kế, Trường Đại học Tổng hợp Leeds (Anh), Hóa học Xanh là sử dụng một bộ các nguyên tắc làm giảm hoặc loại trừ việc sử dụng tạo ra các chất nguy hiểm trong thiết kế, sản xuất và ứng dụng các sản phẩm hóa chất. Các nguyên tắc này gồm:
• Sản xuất và gia công xơ tổng hợp thoái biến sinh học, tái chế được và từ nguồn có thể tái tạo được;
• Giảm/loại trừ các mối nguy hại hóa chất đượcsử dụng trong gia công dệt;
• Giảm dòng thải;
• Xử lý dòng thải xanh, hiệu suất năng lượng và bảo tồn nước.
Do vậy hóa học xanh về nguyên tắc liên quan tới giảm chất thải, vật liệu, mối nguy hại, rủi ro, năng lượng, tác động môi trường và chi phí. Trong những năm gần đây các nhà sản xuất hóa chất đã phải đối mặt với quy chuẩn REACH và quy chuẩn này đang được xem xét lại. Quy chuẩn REACH đã buộc các nhà sản xuất hóa chất đi theo con đường hóa chất xanh.
Tuy nhiên tại cuộc họp thượng đỉnh trái đất các nhà sản xuất hóa chất lớn nói rằng họ thích một phương thức tiếp cận toàn cầu tới chính sách môi trường thay cho việc phải tuân thủ với nhiều yêu cầu khác nhau trong các vùng khác nhau trên thế giới, nhưng có lẽ với một kiểu quy chuẩn khác ở các nước đang phát triển.
Lộ trình hướng tới không xả thải các hóa chất nguy hiểm
Bản báo cáo Dirty Laundry (tạm dịch là giặt bẩn) lần thứ hai của tổ chức Greenpeace năm ngoái đã phân tích hàng may mặc và giày dép từ vải được bán trên thị trường quốc tế từ 14 nhãn hàng may mặc lớn. 52 trong số 78 mặt hàng được thử nghiệm được tìm thấy có chứa nonylphenol ethoxylates, chất này thoái biến thành nonyphenol độc, bền vững và làm rối loạn nội tiết. Thách thức Detox doGreenpeace đưa ra đã dẫn tới việc bảy nhãn hàng hàng đầu gồm Nike, Adidas,Puma, H&M, C&A, Gstar, và Li Ning cộng tác để hình thành ủy ban không xả thải các hóa chất nguy nhiểm (Zero Discharge of Hazardous Chemicals (ZDHC)),ủy ban này cam kết đảm bảo không xả các hóa chất nguy hiểm vào năm 2020. Rõ ràng là việc sử dụng các hóa chất xanh sẽ là yếu tố chính trong việc đạt được mục tiêu này.
Nhiều nhà sản xuất hóa chất hiện đang giới thiệu các hóa chất và các quá trình gia công cho tẩy trắng, nhuộm, in, xử lý hoàn tất, tráng và dán lớp có thể phân loại là xanh, hoặc xanh hơn các hóa chất/quá trình gia công dành cho gia công ướt truyền thống đã được dùng. Tính bền vững hiện là chủ đề chính trong gia công ướt hàng dệt và sẽ là đặc điểm nổi bật chính trong các phát triển hóa chất và máy sẽ nổi lên tại ITMA2015 ở Milan.
• RudolfGmbH (Germany)là công ty đi tiên phong trong việc giới thiệu các chất thay thế không độc hại thân thiện với sinh thái cho các sản phẩm hóa chất hiện hành như là các chất khử bọt dầu khoáng. Rustol ARC được dựa trên dầu hạt nho được kết hợp với hệ chất nhũ hóa thoái biến sinh học. Việc sử dụng dầu hạt nho được dựa trên nguồn cây trồng bền vững và tính thoái biến sinh học của Rustol ARC được dựa trên tỷ số COD/BOD là 2,35:1, thấp hơn nhiều tỷ số 4:1 là tỷ số chỉ ra tính thoái biến sinh học tốt.
• Cả Rustol ARC và Rucolin RSO từ Rudolf GmbH được dựa trên các nguyên liệu thô tái tạo được. Rucolin RSO được dựa trên sự kết hợp độc đáo lecithin đậu nành với dầu hạt nho. Việc bổ sung lecithin đậu nành hỗ trợ cảm giác sờ tay mềm mại và độ mềm mại bên trong, trong khi dầu hạt nho tác động như là chất bôi trơn sinh học siêu việt để giảm việc tạo ra các vết nhăn dài trong quá trình nhuộm vải trên máy jet.
Trong nhuộm len việc sử dụng quá trình nhuộm crom đã từ lâu là vấn đề môi trường do sự hiện diện của crom trong dòng thải, trong khi tổn thương xơ cũng có thể xảy ra tác động xấu tới chất lượng sản phẩm cuối. Việc giới thiệu các thuốc nhuộm hoạt tính không kim loại Lanasol CE bởi Huntsman Textiles Effects (Thụy Sĩ) đã loại bỏ crom ra khỏi dòng thải và cũng dẫn tới nhiều cải thiện đáng kể về chất lượng và hiệu quả. Các thử nghiệm quy mô nhỏ có thể so sánh được trong nhuộm xơ len đã chứng tỏ nhiều ưu điểm đáng kể khi sử dụng thuốc nhuộm Lanasol CE, ví dụ:
• Giảm chi phí và hiệu suất cao hơn trong kéo sợi;
• Giảm đứt đầu mối 50%;
• Năng suất kéo sợi cao hơn;
• Chiều dài trung bình của xơ cải thiện 5 mm Hauteur;
• Có thể kéo được sợi mảnh hơn;
• Tiết kiệm chi phí.
Do vậy mà dịch chuyển hướng tới hệ thống nhuộm xanh hơn thông qua đổi mới về thuốc nhuộm có thể tăng tính bền vững của quá trình nhuộm cũng như cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Một đổi mới chủ yếu từ Huntsman Textile Effects là việc giới thiệu các thuốc nhuộm hoạt tính ba nhóm hoạt tính Avitera SE được dựa trên hóa học mới. Mức độ tận trích cao và độ gắn màu cao của thuốc nhuộm Avitera SE dẫn đến ít thuốc nhuộm hoạt tính không gắn màu và bị thủy phân hơn trong dòng thải. Ngoài ra tính hòa tan cao trong nước của dãy thuốc nhuộm Avitera SE đảm bảo rằng chúng có thể dùng được trong các chu kỳ nhuộm/chu kỳ giặt khử dung tỷ cực thấp.
Do vậy đổi mới trong hóa học thuốc nhuộm đã dẫn tới quá trình nhuộm xanh hơn được thực hiện tại nhiệt độ 65oC. Việc sử dụng quá trình nhuộm xanh hơn có thể được kết hợp với sáng kiến chủ chốt khác trong quá trình tẩy trong hệ thống tẩy Gentle Power Bleach của Huntsman được dựa trên công nghệ có thể làm bông được tẩy một cách tin cậy tại 65oC dưới các điều kiện pH trung tính, do vậy mà tránh được các điều kiệm kiềm cao thông thường của quá trình tẩy hydro peroxit tại nhiệt độ 100oC hoặc cao hơn.
Do vậy hệ thống tẩy Gentle Power Bleach/nhuộm Avitera SE của Huntsman, tiếp theo là giặt khử tại 65oC bằng cách sử dụng chất phụ gia giặt khử hiệu quả cao, Eriopon LT, đưa ra:
Giảm rất nhiều tiêu thụ nước (từ 40-50l/kg cho quá trình nhuộm cổ truyền xuống còn15-20 l/kg đối với quá trình nhuộm Avitera SE);
Tiết kiệm năng lượng và các nguồn tự nhiên khác;
Cắt giảm phát thải cacbon, đảm bảo sản xuất sạch hơn;
Tiết kiệm thời gian gia công (từ 7 giờ xuống 4 giờ).
Hệ thống tẩy/nhuộm này được dựa trên hóa học xanh hơn, do vậy dẫn tới hệ thống gia công kinh tế hơn và thân thiện với sinh thái, là hệ thống bền vững hơn về mặt nguồn mà nó tiêu dùng.
Bezema (Thụy Sĩ) đã giới thiệu một dãy mới các thuốc nhuộm hoạt tính đa chức năng đưara mức gắn màu trên 90% đi kèm với khả năng nhuộm được tại nhiệt độ thấp 40oC,bằng cách sử dụng các lượng muối và kiềm thấp hơn. Cường độ màu cao, độ lên màu ưu việt và nhiệt độ giặt khử thấp xuống còn 40oC, rõ ràng đưa ra tiết kiệm các nguồn đáng kể cho công ty nhuộm xơ xenlulo. Thuốc nhuộm hoạt tính Bezaktiv Cosmos có thể dùng được trong quá trình nhuộm tận trích và cũng trong quá trình nhuộm liên tục và bán liên tục. Việc sử dụng tác nhân giặt xà phòng mới, Cottoblanc SEL, làm dễ dàng giặt khử tại 40oC.
DyStar đã giới thiệu thuốc nhuộm hoạt tính Remazol RGB và Remazol Ultra RGB được bổ sung bằng chất phụ gia giặt khử đổi mới, Sera Fast C-RD. Quá trình giặt Sera Eco Wash của DyStar sử dụng Sera Fast C-RD để tăng tốc việc loại bỏ thuốc nhuộm hoạt tính thủy phân tại 60oC. Tác động tăng tốc quá trình giặt được biết đến là tiết kiệm năng lượng, thời gian gia công và nước, tác động tích cực lên năng suất của máy và tính bền vững của quá trình gia công.
Đối với nhuộm polyeste, DyStar đã chứng minh rằng bằng cách dùng thuốc nhuộm phân tán Dianix có các chất trợ gia công Sera kết hợp với hệ thống nhuộm được tối ưu hóa Optidye PES của công ty, có thể tiết kiệm tới 34% điện, 5% hơi nước, 25%thời gian gia công và 17% chi phí, trong khi lợi ích về năng suất là tăng 35%đi kèm với hiệu quả nhuộm đúng ngay từ lần đầu cao hơn bằng cách sử dụng hệt hống Optidye PES.
Cam kết của chương trình Econfidence của DyStar về nhiều dãy thuốc nhuộm khác nhau của công ty được thiết kế để đáp ứng nhu cầu sinh thái của ngành nhuộm hàng dệt. Đối với thuốc nhuộm phân tán Dianix, DyStar đánhgiá rằng:
Không có các amin thơm được tạo ra bằng quá trình phân tách khử theo Thông tư của EU2002/61/EEC và Đạo luật Hàng tiêu dùng Đức;
Không có thuốc nhuộm phân tán gây dị ứng theo tiêu chuẩn Oeko-Tex 100;
Hàm lượng kim loại nặng thấp hơn nhiều giá trị giới hạn của ETAD; và
Hoàn toàn tuân thủ với tiêu chuẩn Oeko-Tex 100.
Thuốc nhuộm Dianix mang lại cho các nhà máy nhuộm sự tin tưởng hơn về hiệu quả sinh thái.
Giặt khử kiềm thuốc nhuộm phân tán trên polyeste sử dụng xút và natri hydrosunphit làm tăng tổng chất rắn hòa tan (TDS), BOD (nhu cầu oxi sinh học) và COD (nhucầu oxi hóa học). Sarex (Ấn Độ) đã phát triển một tác nhân giặt khử đậm đặc đặc biệt Reducon-ACD (Conc) ở dạng bột, được dùng trong các điều kiện pH axit. Chất này mang lại lợi ích cho quá trình do dung dịch không cần có tính kiềm và tránh được xử lý giặt khử sau mới hoặc quá trình xử lý tái axit hóa.
Quá trình nhuộm theo sau là giặt khử axit có thể đượcthực hiện trong cùng bể, tiết kiệm thời gian, năng lượng và nước. Reducon-ACD (Conc) không có APEO (không có alkylphenol ethoxylate) và không gây ra thay đổi ánh màu có thể xảy ra trong quá trình giặt khử kiềm thuốc nhuộm phân tán nhạy kiềm. Việc sử dụng Reducon-ACD (Conc) cũng làm giảm TDS trong dòng thải.
AvocetDye & Chemical Company (Brighouse, Anh) đã giới thiệu chất chậm cháy mới không có halogen, không có antimoan, bền lâu và không có dung mô, Cetaflam DBEXL tuân thủ với REACH và phù hợp để dùng cùng với tác nhân tăng trắng huỳnh quang và các thuốc nhuộm huỳnh quang. Cetaflam DB EXL được thiết kế để đưa lên vải polyeste được dùng trong ngành ô tô, vải bọc đồ gỗ, máy quần áo làm việc và lều bạt. Chất chậm cháy mới này được thiết kế để dùng trong quá trình tận trích và so sánh được với các chất chậm cháy được đưa lên vải bằng các quá trình ngấp ép-sấy khô-sấy trùng ngưng. Người ta đã chứng minh rằng Cetaflam DB EXL có thể tiết kiệm tới 40% thời gian gia công, năng lượng và các nguồn, có thể sản xuất ra vật liệu dệt bền vững hơn. Do Cetaflam DB EXL không yêu cầu sấy trùng ngưng nên không có rủi ro thay đổi ánh màu hoặc giảm độ bền màu. Ngoài ra, hệ thống tác động thấp đến môi trường này không tạo ra dòng thải độc.
Có thể thấy từ các phát triển mới gần đây rằngcác nhà sản xuất hóa chất đang giới thiệu các hóa chất xanh đổi mới và các quá trình sẽ cải thiện tính bền vững của các hoạt động gia công ướt.
Nguyễn Hoàng Minh
Theo www.adsalata.com
