Écologique

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 22339 (2022) Citer cet article

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Le processus textile-humide consomme énormément d’eau et de produits chimiques, et c’est pourquoi la prise de conscience d’une production plus propre s’est accrue pour protéger l’environnement des effluents industriels. Dans ce contexte, la teinture réactive des matières cellulosiques telles que les tissus en coton est un secteur majeur de la coloration textile qui nécessite l'utilisation d'une grande quantité de sulfate de sodium ou de chlorure de sodium et d'alcali pour épuiser et fixer les molécules colorantes avec les macromolécules cellulosiques, respectivement. Cependant, les sels et alcalis restants dans les effluents ont un effet néfaste sur l'environnement. À cette fin, on a émis l’hypothèse que l’utilisation du nitrilotriacétate trisodique (TNA) dans la teinture réactive des tissus en coton aurait un double avantage, l’un comme agent épuisant (sel organique) et le second comme agent fixateur (base organique). Ainsi, les caractéristiques de teinture par épuisement des tissus en coton utilisant le CI Reactive Yellow 145 (RY145) ont été optimisées dans différentes conditions de concentration en TNA, de concentration en alcali, de température et de temps de teinture. L'intensité de la couleur et les valeurs d'épuisement primaire et secondaire ont également été étudiées en tenant compte des valeurs obtenues à l'aide de la méthode de teinture conventionnelle. La caractérisation des échantillons d'effluents avec du RY 145 prélevés après teinture au TNA par rapport à la teinture conventionnelle a indiqué une réduction efficace des valeurs de DCO, DBO et TDS de 99, 97 et 97 %, respectivement. La nouvelle méthode de teinture a été mise en œuvre en utilisant CI Reactive Black 5 (RB5), CI Reactive Blue 160 (RB160) et CI Reactive Red 24 (RR24) pour révéler de bonnes propriétés de teinture et de solidité comparables à celles obtenues avec la méthode conventionnelle. Les résultats globaux obtenus suggèrent l'aptitude du TNA en tant qu'agent respectueux de l'environnement, approprié comme agent d'épuisement et de fixation des tissus cellulosiques.

Les fibres cellulosiques font partie des principales cultures largement exploitées dans les industries textiles. Les tissus textiles fabriqués à partir de ces fibres sont supérieurs en termes de confort et respectueux de l'environnement. La coloration des tissus cellulosiques repose principalement sur les excellentes caractéristiques de teinture obtenues à partir de colorants réactifs. Cette classe de colorants se fixe dans le tissu en formant des liaisons covalentes via une substitution nucléophile ou une addition nucléophile des molécules de colorant avec les groupes hydroxyle de la cellulose dans des conditions alcalines1,2,3. Cependant, les tissus cellulosiques présents dans l'eau ont acquis des charges de surface négatives 4 qui nécessitent l'utilisation d'une grande quantité de sel inorganique (c'est-à-dire du chlorure de sodium ou du sulfate de sodium) pour neutraliser les charges de surface et favoriser l'épuisement du colorant du bain de teinture vers les tissus. De plus, l'utilisation d'un alcali inorganique (c'est-à-dire le carbonate de sodium) pour réaliser le processus de teinture avec des niveaux satisfaisants de fixation de liaison colorant-fibre avec des propriétés de solidité à l'état humide améliorées est nécessaire.

Les quantités requises de sels inorganiques et d’alcalis sont nécessaires pour améliorer l’épuisement du colorant réactif et l’efficacité de la fixation colorant-fibre5,6,7,8,9. Les quantités d'électrolyte peuvent atteindre 100 g/L selon la teinte requise, la structure du colorant et la méthode de teinture 10. En général, le processus de teinture réactive consomme une quantité notable d'eau et presque tous les électrolytes inorganiques, les alcalis et les colorants non fixés sont évacués. aux effluents de teinture, qui sont dans la plupart des cas, des eaux et des sols pollués11,12,13,14. Dans ce contexte, le procédé de teinture par épuisement qui représente le procédé le plus largement utilisé pour teindre les tissus en coton avec des colorants réactifs pourrait entraîner un impact environnemental substantiel avec une consommation plus élevée d'eau et de produits chimiques ainsi que l'émission d'effluents de teinture 14,15. Ainsi, l’évaluation des performances d’une technologie moderne de teinture réactive et l’optimisation des processus sont devenues nécessaires pour réduire la consommation de produits chimiques, d’énergie et d’eau16,17,18. Les tentatives visant à réduire les quantités d'électrolytes inorganiques lors de la teinture réactive ont inclus l'application de colorants réactifs bifonctionnels, qui peuvent réagir plus facilement avec la cellulose et présenter de meilleures performances de teinture même à de faibles concentrations de sel et d'alcali.