廢棄紡織材料回收利用的研究進(jìn)展

張 麗，劉梁森，邱冠雄

(1.天津工業(yè)大學(xué) 先進(jìn)紡織復(fù)合材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300387;2.天津工業(yè)大學(xué) 學(xué)報(bào)編輯部，天津 300387)

紡織品的應(yīng)用幾乎涵蓋人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，與之相應(yīng)，產(chǎn)生了數(shù)量龐大的廢棄紡織材料。通常意義上的紡織廢料主要包括:紡織過(guò)程中由于化學(xué)作用和機(jī)械作用所產(chǎn)生的下腳料;紡織生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢紗、回絲，以及服裝裁剪過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料;還有居民生活或其他活動(dòng)中丟棄的紡織纖維及其制品［1］，如服飾用物品、床上用品、裝飾用織物、清潔用品、紡織材料制成的線、繩、索、纜及其制品等。傳統(tǒng)的紡織廢料處理方法為垃圾場(chǎng)填埋處理或焚燒處理，填埋處理需要占用大量場(chǎng)地，且紡織廢料中含有大量化學(xué)纖維不能自然降解，而焚燒處理會(huì)產(chǎn)生大量煙塵和有毒氣體。這2種方法均會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，且破壞生態(tài)環(huán)境。目前廢舊紡織材料的回收方法大致可分為物理回收、化學(xué)回收。在此基礎(chǔ)上，2006 年 WANG Youjiang［2］提出，將回收工藝劃分為初級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)方法。初級(jí)方法包括將產(chǎn)品回收再生成其初始狀態(tài);二級(jí)回收包括熔融工藝、將制品再生成物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)性能水平較低的新產(chǎn)物;三級(jí)再生包括高溫分解和水解過(guò)程，將廢料轉(zhuǎn)換成基本的化工原料和燃料;四級(jí)再生是指燃燒纖維固體廢物，對(duì)其產(chǎn)生的熱能進(jìn)行利用。本文從機(jī)械分解回收、水解再利用、熔融再利用、高溫分解及燃燒熱能利用5個(gè)方面概述近年來(lái)廢舊紡織材料回收利用領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

1 機(jī)械分解回收

對(duì)廢舊紡織品進(jìn)行機(jī)械加工，使其再生成初始狀態(tài)后進(jìn)行再利用。機(jī)械分解，僅改變廢纖形態(tài)，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)無(wú)較大影響，是目前使用最為廣泛的紡織廢料回收方法，同時(shí)也是在進(jìn)行水解、熔融等回收利用前要做的預(yù)處理工作。最初多用于處理廢棄的純紡纖維織物的廢紗、回絲、邊角料等;通過(guò)不斷改進(jìn)機(jī)械設(shè)備并調(diào)整其工藝參數(shù)，目前亦可用于處理廢棄的混紡織物乃至服裝、裝飾用紡織品等。在進(jìn)行機(jī)械分解前，首先應(yīng)對(duì)廢棄紡織材料進(jìn)行消毒處理;采用金屬探測(cè)器探測(cè)并去除廢料中所含的金屬附件;然后按照受污染程度、形態(tài)、顏色、成分(可采用中紅外光譜、近紅外光譜、拉曼光譜進(jìn)行判別)對(duì)廢棄紡織材料進(jìn)行分揀;根據(jù)廢料種類確定合適的分解工藝參數(shù)及具體的回收利用途徑。該技術(shù)的關(guān)鍵是切割和開松技術(shù)，采用升降刀切割機(jī)(多用于舊衣與布片)或旋轉(zhuǎn)切割機(jī)(多用于布條和回絲)等將廢舊紡織品切割成小塊，再采用角釘、鉤齒、針布等開松設(shè)備經(jīng)漸進(jìn)式物理作用對(duì)其進(jìn)行開松除雜，制成散纖維。

在廢料切割方面主要關(guān)注切割設(shè)備的研究進(jìn)展。切割設(shè)備主要有以下幾種形式［3－4］:1)專用于切割長(zhǎng)絲束的切斷機(jī)，如世界知名的美國(guó)丹姆意(DAMMYE)切斷機(jī)、德國(guó)紐瑪格(NEUMAG)切斷機(jī);2)鍘刀式往復(fù)直刀板纖維切斷機(jī)，可用于對(duì)一些不規(guī)則工業(yè)廢料進(jìn)行剪切;3)旋轉(zhuǎn)滾刀式纖維切斷機(jī)，適用范圍較為廣泛。如法國(guó) Laroche公司的Starcut型旋轉(zhuǎn)式切割機(jī);山東青州新航機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的SBJ-800C型旋轉(zhuǎn)扭刀式纖維切斷機(jī)。

廢料經(jīng)過(guò)切割后可送入開松機(jī)組進(jìn)行開松除雜。開松工藝可分為干法和濕法2種方式［5］:1)濕法處理工藝是由1個(gè)橢圓大水池上設(shè)有2～3個(gè)錫林(角釘)開松機(jī)組，廢料通過(guò)輸送簾子送入池內(nèi)，振動(dòng)推進(jìn)器使水流動(dòng)，以帶動(dòng)廢料向前運(yùn)動(dòng)通過(guò)錫林機(jī)組開松成散纖維。該工藝可洗滌廢料，減少飛花，而且不易損傷纖維，所得纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)，適用于緊密織物及回絲;但其工藝流程長(zhǎng)、能耗高、投資大，因而較少采用。2)干法處理工藝，通過(guò)機(jī)械切割、撕裂、開松使得纖維無(wú)捻化，干法加工開松劇烈，極易拉斷織物中的纖維，因此再加工纖維長(zhǎng)度短，質(zhì)量較差，且加工中極易產(chǎn)生高含塵空氣和粉塵，對(duì)工作環(huán)境會(huì)造成一定影響，但因其投資小，工藝流程短，能耗小，所以應(yīng)用很廣。

除了以上提到的纖維較短，質(zhì)量較差，粉塵嚴(yán)重污染環(huán)境等以外，目前影響我國(guó)廢棄紡織材料機(jī)械分解回收利用的問(wèn)題還包括:廢料的分揀主要由人工完成，效率低下，且根據(jù)纖維成分對(duì)廢棄紡織材料進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類還有一定難度;撕破間隙、錫林外周線速度、纖維轉(zhuǎn)移強(qiáng)度和原料通過(guò)量等參數(shù)與制品質(zhì)量參數(shù)之間的關(guān)系還有待研究;尚不能根據(jù)纖維的長(zhǎng)度和開松度在線評(píng)估回收纖維的質(zhì)量;對(duì)其制品的質(zhì)量及衛(wèi)生安全狀況沒(méi)有明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)者對(duì)使用再生纖維制品例如服裝、絮料等心存顧慮，進(jìn)而影響機(jī)械分解再生纖維行業(yè)的發(fā)展。

根據(jù)其品質(zhì)，再生纖維可用于填充玩具、制備拖把和寵物用品等，也可通過(guò)以下途徑進(jìn)行回收再利用以提高其附加值。

1.1 紡紗織造

廢舊紡織品經(jīng)切割、撕裂、開松后得到的纖維分為可紡纖維和不可紡纖維2種。對(duì)于可紡纖維，可以利用環(huán)錠紡、轉(zhuǎn)杯紡、平行紡和摩擦紡等方法進(jìn)行紡紗［5－7］。其中，環(huán)錠紡常用于對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的再生毛纖維進(jìn)行紡紗織造;轉(zhuǎn)杯紡對(duì)纖維長(zhǎng)度和細(xì)度的要求不高，適用于廢舊紡織品再生纖維紡紗，在浙江再生棉纖維紡織企業(yè)中多有應(yīng)用;摩擦紡利用1對(duì)多孔內(nèi)吸滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，吸附須條并給以捻度，低速高產(chǎn)，對(duì)原料適應(yīng)性較廣;平行紡將短纖維平行排列，不經(jīng)加捻而由長(zhǎng)絲呈螺旋線狀將其包纏起來(lái)，適用于加工廢舊短纖維。研究表明，采用100%再生纖維所生產(chǎn)的紗線質(zhì)量較差，紗線均勻度變異系數(shù)較大，細(xì)節(jié)、粗節(jié)和棉結(jié)較多，因此，在實(shí)際紡紗過(guò)程中常采用新舊纖維混紡以改善紗線質(zhì)量。

該方法多用于棉、毛、滌綸及其混紡織物的回收利用，所得再生纖維紗織物可用于裝飾材料、家具面料、桌布、工業(yè)用織物、濾布以及各種毛毯、面料、服裝襯里等。采用該方法時(shí)，應(yīng)特別注意對(duì)廢料按照顏色進(jìn)行精細(xì)分類，若分類恰當(dāng)，則可直接將有色廢料紡制成有色紗線，省去染色工序，環(huán)保節(jié)能。

1.2 非織造加工

經(jīng)過(guò)機(jī)械切割開松后，部分紡織廢料成為很短的散纖維，不能被加工成紗線，但可用于非織造布生產(chǎn)。從紡織廢料到非織造織物通常需要經(jīng)過(guò)以下工藝流程:廢料挑選—撕碎、除雜—纖維混合開松—纖維成網(wǎng)—纖網(wǎng)加固—熱定形—黏合［8］。非織造加工適應(yīng)性好，可用于多種天然纖維或合成纖維制品的回收利用，較常見(jiàn)的有棉、毛、滌綸、丙綸等。

GOYNES W R［9］采用 70%再生滌綸和30%棉生產(chǎn)非織造布熱毯，并經(jīng)過(guò)羧酸整理以降低松散纖維的表面纏結(jié)，從而改善使用和洗滌過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;英國(guó) Rochdale氈業(yè)(AFI)公司［10］利用羊毛、黃麻、羊絨、腈綸、棉、聚丙烯和聚酯等再生纖維制備針刺和化學(xué)黏結(jié)非織造布，生產(chǎn)絕熱隔音、溶于水、具有化學(xué)吸收性的襯墊材料和阻燃產(chǎn)品;沈蘭萍等［11］采用棉紡廠落棉生產(chǎn)非織造布用作無(wú)土栽培基質(zhì)，有利于水分的吸收、排放、通氣及根系的伸長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;文獻(xiàn)［12］介紹了采用新聚丙烯纖維和聚丙烯廢棄纖維混合生產(chǎn)針刺聚丙烯土工布，用于道路和隧道的建設(shè)、鐵路工程和絕緣管道。

由紡織廢料制得的非織造布材料可用于汽車工業(yè)，如隔音網(wǎng)、絕熱網(wǎng)、車座和車體側(cè)面的襯里、車內(nèi)地毯等;家具行業(yè)，如坐墊面、坐墊底層棉肉、裝飾材料、填絮及地毯底層氈;建筑業(yè)，用作隔音及絕熱網(wǎng)、過(guò)濾產(chǎn)品和涂層基布、足跡隔音層、土木工程中的填充料;種植業(yè)，用作園藝栽培基質(zhì)。開發(fā)這類產(chǎn)品時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):需配置預(yù)料開松設(shè)備來(lái)強(qiáng)化對(duì)纖維的再生作用，還需要設(shè)備能自動(dòng)刷出未撕碎的非纖團(tuán)使其重新回到回收設(shè)備處進(jìn)行再次扯碎開松處理;廢纖維過(guò)短時(shí)，可在其中加入未使用過(guò)的長(zhǎng)纖維以提高混纖質(zhì)量;對(duì)再生纖維網(wǎng)進(jìn)行針刺加固時(shí)，由于撕碎纖維中短纖維、微塵和纖維團(tuán)所占比例較大，容易堵塞針板孔隙，因而常采用低密度的刺針排列;黏合工序中可采用黏合劑黏合廢纖維網(wǎng)，以盡可能優(yōu)化斷裂強(qiáng)度及伸長(zhǎng)，提高成網(wǎng)產(chǎn)品的耐磨性。

1.3 聚合物基復(fù)合材料制備

將經(jīng)過(guò)開松分解、除雜后獲得的再生纖維與聚合物基體復(fù)合制備復(fù)合材料，可用作墻板芯材、戶外用品、交通運(yùn)輸用擋板等。

1.3.1 廢棄天然纖維復(fù)合材料

常用于制備聚合物基復(fù)合材料的廢棄天然纖維主要為廢棉，如回用棉纖維或棉短絨、軋棉廢料等。

采用廢棉纖維作為增強(qiáng)體制備聚合物基復(fù)合材料。BAJWA S G等［13］將來(lái)自軋棉廠的棉稈和棉短絨等廢料作為增強(qiáng)體用于增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。研究表明:軋棉廢料的加入能明顯降低復(fù)合材料的質(zhì)量，且降低材料的熱膨脹性;軋棉廢料增強(qiáng)復(fù)合材料具有高吸水性和吸水膨脹性;在彎曲和壓縮條件下，棉廢料增強(qiáng)復(fù)合材料除了壓縮模量以外，強(qiáng)力及模量均低于木纖維增強(qiáng)試樣。

也可將廢棉纖維與其他再生纖維聯(lián)合使用制備聚合物基復(fù)合材料。YACHMENEV V G等［14］采用紅麻(洋麻)、黃麻、亞麻和廢棉纖維以及再生聚酯和次等聚丙烯制備了具有良好保溫隔熱性能的模壓纖維素基非織造復(fù)合材料，結(jié)果表明，這些纖維復(fù)合材料均具有良好的保型性、強(qiáng)拉伸和彎曲性能;隨著纖維素纖維的種類、纖維比例和復(fù)合材料最終密度的變化，纖維素基非織造復(fù)合材料的保溫隔熱性能有顯著差異。FINKLER M等［15］采用回用棉和聚丙烯腈廢舊紡織品增強(qiáng)高密度聚乙烯復(fù)合材料。TASDEMIR M 等［16－18］將不同長(zhǎng)度的廢棄蠶絲纖維和廢棄棉纖維按照一定比例加入到高密度聚乙烯和聚丙烯聚合物或者循環(huán)再利用的聚酰胺6和聚碳酸酯聚合物中，采用雙螺桿擠出機(jī)制備復(fù)合材料。結(jié)果表明:棉纖維和蠶絲纖維在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)不同，廢棄蠶絲纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能強(qiáng)于廢棄棉纖維復(fù)合材料。

1.3.2 廢棄合成纖維復(fù)合材料

常用于制備聚合物基復(fù)合材料的廢棄合成纖維主要包括來(lái)自廢棄非織造布或地毯的聚酰胺纖維和丙綸纖維、聚酯纖維、碳纖維等。

BATEMAN S A等［19］利用整個(gè)地毯和低密度聚乙烯制備復(fù)合材料，并在制備過(guò)程中添加增容劑以改善材料的力學(xué)性能，認(rèn)為在系統(tǒng)中添加活性增容劑，其官能團(tuán)和地毯纖維表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高了復(fù)合材料組分之間的兼容性和界面效應(yīng)。LIN J H等［20］對(duì)PET和PP非織造布的布邊進(jìn)行回收，用于制造熱塑性復(fù)合材料，結(jié)果表明采用回收非織造布邊制備的復(fù)合材料的斷裂歸因于纖維斷裂、纖維拔出、在基體與填充纖維之間的裂紋和破裂。ABHISHEK J等［21］采用廢棄地毯制備地毯－ 聚合樹脂復(fù)合材料薄板，并采用表面處理方法以增強(qiáng)該復(fù)合材料的力學(xué)性能。

吳曉青等［22］利用廢舊的聚酯纖維作為增強(qiáng)纖維，聚丙烯纖維熔融作為基體材料，研制聚酯/聚丙烯纖維復(fù)合板材，探討成型溫度、時(shí)間、壓力等工藝參數(shù)和聚丙烯纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合板材力學(xué)性能的影響。TOMOAKI K等［23］采用滌綸廢棄纖維層和PLA薄膜交替層壓，通過(guò)壓縮模塑技術(shù)制備絕緣復(fù)合材料(滌綸廢料單向排列)，并討論纖維間距和纖維層數(shù)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能和熱絕緣性的影響，結(jié)果表明，PLA層數(shù)的厚度和熔融狀態(tài)對(duì)復(fù)合材料板的熱傳導(dǎo)性和彎曲強(qiáng)度有很大影響。

KEVIN G等［24］對(duì)航天用碳纖維的再生回收方法進(jìn)行了探討，并采用噴射模塑法利用再生碳纖維增強(qiáng)PA、PEEK和 PEI等熱塑性樹脂制備復(fù)合材料。再生纖維/樹脂復(fù)合材料的物理性能與純樹脂和纖維的性能相匹敵，在某些方面甚至超越二者。

1.4 增強(qiáng)混凝土的制備

在混凝土中摻加少量(≤2%)短纖維可降低內(nèi)部疵點(diǎn)的尺寸和數(shù)量，改善混凝土的韌性和抗拉伸性能。用于增強(qiáng)混凝土的再生纖維多來(lái)自廢棄地毯，如再生丙綸纖維、再生聚酰胺纖維;也有一小部分來(lái)自高強(qiáng)紡織品的高性能纖維，如芳綸纖維。

1.4.1 增強(qiáng)水泥基混凝土

王建坤等［25］采用廢地毯再生丙綸纖維作為混凝土的增強(qiáng)纖維，結(jié)果表明，再生丙綸纖維可使纖維增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度和彈性模量有所增加，干燥收縮性能有所提高，纖維摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的紡織廢地毯再生纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)效果好于摻入量為1%的未經(jīng)使用的丙綸纖維。SCHMIDT H［26］回收廢棄地毯用于增強(qiáng)混凝土，結(jié)果表明，同時(shí)含有PA和PP纖維的回收地毯和混凝土之間形成了牢固的防水黏結(jié)界面。ORTLEPP G等［27］開發(fā)了一種從高強(qiáng)織物廢棄用品中回收對(duì)位芳綸再生纖維的方法，并將其用于混凝土基體的增強(qiáng)。

1.4.2 增強(qiáng)瀝青基混凝土

MOUSSA G K［28］采用聚丙烯酸、聚酰胺廢棄材料改善瀝青路面層的開裂行為，結(jié)果表明:和聚酰胺相比，含有聚丙烯酸短纖的瀝青混合物能夠明顯增強(qiáng)瀝青層的抗裂性;一般情況下，在瀝青混合物中加入聚丙烯酸和聚酰胺短纖能夠延長(zhǎng)瀝青路面層的使用壽命。REIS D等［29］采用紡織品裁剪廢料增強(qiáng)聚合物混凝土，結(jié)果表明，纖維含量和樹脂/砂質(zhì)量比都影響紡織纖維增強(qiáng)聚合物混凝土的性能;由于紡織纖維的加入，混凝土性能有所降低，但當(dāng)紡織纖維含量較高時(shí)，其增強(qiáng)聚合物混凝土的破裂更平滑，與無(wú)纖維增強(qiáng)的聚合物混凝土的脆性破壞行為不同。LEE S J等［30］采用廢舊地毯中的錦綸纖維增強(qiáng)瀝青，利用斷裂能研究該纖維對(duì)瀝青混凝土抗疲勞破裂的影響，結(jié)果表明，纖維體積分?jǐn)?shù)為1%、長(zhǎng)度為12 mm的纖維增強(qiáng)瀝青混凝土的斷裂能比非增強(qiáng)混凝土高出85%，明顯改善材料的抗疲勞斷裂性能。

考慮到產(chǎn)品老化及機(jī)械開松作用易導(dǎo)致再生纖維強(qiáng)度下降，因而再生纖維多用于路面用混凝土增強(qiáng)，在使用過(guò)程中應(yīng)特別注意纖維在混凝土基體中的均勻分散問(wèn)題。

在班主任與學(xué)生比較激烈的矛盾沖突發(fā)生后，因?yàn)閹熒p方都在氣頭上，班主任不能立即找學(xué)生做思想工作，否則容易激化矛盾，引發(fā)學(xué)生逆反心理。應(yīng)該給學(xué)生一定思考的時(shí)間，此時(shí)班主任可以趁機(jī)調(diào)整情緒，查找教育失敗的原因，選擇正確處理問(wèn)題的方法。在雙方冷靜下來(lái)后再談心，有利于化解矛盾，解決問(wèn)題。

1.5 在土壤加固方面應(yīng)用

德國(guó)薩克森紡織研究所［31］將大量的紡織廢棄物制成直徑可達(dá)130mm的特粗型類似繩索的紗線，并將其在特粗經(jīng)編機(jī)上加工成墊子或格柵，將其覆蓋在河堤的表面，較大的針距和網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)有助于利用泥土釘與土壤固著，特粗緯紗產(chǎn)生三維孔眼能握持頂部的土壤，粗大的針織線圈對(duì)土壤起到了阻擋或限位的作用，可以增強(qiáng)堤岸。ABTAHI Sayyed Mahdi等［32］將聚丙烯纖維和回收利用的廢舊輪胎簾子線與石灰水混合，用于加固土壤，增加其強(qiáng)力和耐久性以滿足工程性能要求，阻止土壤被腐蝕以及灰塵在未鋪石磚或?yàn)r青的路面上聚集。MIRAFTAB Mohsen等［33］將地毯纖維廢棄物摻加到黏土或者土壤中，認(rèn)為不超過(guò)10%的纖維摻加量可增強(qiáng)土壤的內(nèi)在團(tuán)聚性、剪切力和綜合強(qiáng)力以及承載能力。

1.6 在造紙方面應(yīng)用

目前國(guó)際上的造紙?jiān)现饕獮橹参锢w維，來(lái)自棉短絨、棉破布的再生棉纖維常被用作毛類纖維原料制備紙張，而且將機(jī)械分解過(guò)程中產(chǎn)生的浮塵、棉絮收集起來(lái)也可以作為良好的造紙?jiān)?。SHI B等［34］采用廢棄角蛋白纖維和棉短絨纖維制備紙張，與桉樹紙相比，以棉短絨和角蛋白纖維制得的紙張?jiān)诤穸群屯笟庑苑矫娑加刑岣?，但其拉伸系?shù)低于桉樹紙;當(dāng)角蛋白纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)20%時(shí)，其吸水性開始下降。美國(guó)克蘭造紙公司還利用紗頭碎布、纖維塵屑、廢棄的絲團(tuán)垃圾制備美鈔用紙。

2 水解回收

紡織廢料中含有大量有機(jī)物，可利用水解反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行回收利用，制備具有高附加值的產(chǎn)品，用途廣泛。由于有機(jī)物的分子一般都比較大，水解時(shí)需要酸或堿作為催化劑，有時(shí)也用生物活性酶作為催化劑。這種方法多用于處理紡織過(guò)程中產(chǎn)生的下腳料，在操作前需對(duì)其進(jìn)行開松、除雜、除塵等。

2.1 纖維素產(chǎn)品的制備

棉紡行業(yè)的下腳料包括斬刀花、精梳混、皮輥花和粗紗頭等，含有大量純纖維素，可經(jīng)過(guò)除雜除塵之后，應(yīng)用化學(xué)方法制取硝酸纖維素、粘膠纖維、醋酸纖維等纖維素產(chǎn)品［35］，用于制作火藥、清漆、涂料、黏合劑、賽璐珞塑料、人造絲、電影照相膠片、X光底片、絕緣材料等。將聚酯/棉混紡織物中的聚酯經(jīng)氫氧化鈉水解成對(duì)苯二甲酸和乙二醇，然后將棉纖維濾出，濾出的棉纖維經(jīng)水洗—烘干—次氯酸鈉漂白—熱N-甲基馬琳-N-氧化物(NMMNO)水溶液溶解—紡絲，可制成 Lyocell纖維。KUO C H等［36］對(duì)廢棄染色織物或者滌綸混紡織物進(jìn)行分散預(yù)處理之后，采用占纖維素織物質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的濃縮磷酸作為最終的纖維素溶劑，纖維素沉淀物經(jīng)過(guò)纖維素酶水解以制備可發(fā)酵還原性糖，用于培養(yǎng)葡糖酸醋桿菌生產(chǎn)細(xì)菌纖維素。

2.2 蛋白質(zhì)材料的制備

天然動(dòng)物纖維如羊毛、蠶絲等結(jié)構(gòu)中含有大量蛋白質(zhì)，可通過(guò)水解反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行提取以制備角蛋白再生材料。KAWAHARA Y等［37］采用產(chǎn)自廢棄羊毛或下腳料的水解角蛋白增強(qiáng)韌皮纖維的拉伸性能，在古建筑保護(hù)過(guò)程中可用于古老木材的干燥過(guò)程，有助于抑制其收縮。ALUIGI A等［38］通過(guò)酶超聲波處理提取羊毛纖維廢物中的組織成分，按照不同比例和醋酸纖維素基體混合制備可用于注塑薄膜和紡制長(zhǎng)絲的膜成型復(fù)合材料，用作包裝材料、農(nóng)用膜、耗材，還可用于生產(chǎn)在阻燃性、回潮、染色性能、顏色效果、手感和外觀等方面有所改善的新型功能化紡織纖維。LIU Yang等［39］利用羊毛纖維進(jìn)行羊毛角蛋白材料的再生。由于角蛋白薄膜易碎裂，難保持完整，因此采用羊毛原纖作為復(fù)合材料薄膜的增強(qiáng)體，以滿足生物適應(yīng)性要求。NOGUEIRA G M等［40］采用廢舊蠶絲纖維制備了經(jīng)乙醇處理的蠶絲蛋白致密膜生物材料，制備人造心臟血管的包覆層、用于創(chuàng)傷裹敷或者藥品輸送系統(tǒng)的生物膜材料。

2.3 乙醇和沼氣的制備

JEIHANIPOUR A等［41］利用棉短絨和廢棄藍(lán)色牛仔紡織品生產(chǎn)乙醇，研究表明，在適宜條件下，對(duì)廢棄紡織材料進(jìn)行堿預(yù)處理后再進(jìn)行酶水解可使得棉和牛仔織物幾乎完全轉(zhuǎn)化為葡萄糖，再通過(guò)麥芽酵母發(fā)酵即可制得乙醇。JEIHANIPOUR A等［42］利用混紡織物廢棄物中的纖維素制備乙醇和沼氣，采用環(huán)境友好的纖維素溶劑NMMO在溫度為120℃、大氣壓條件下和混紡織物混合，將纖維素從不溶非纖維素纖維中溶解分離出來(lái)，再向溶液中加水使纖維素沉淀，分離出的纖維素既可以由纖維素酶水解后進(jìn)行發(fā)酵以制備乙醇，也可以直接分解以制備沼氣，用作生物燃料。

2.4 在肥料方面應(yīng)用

俄羅斯研究學(xué)者［43］采用產(chǎn)酶的細(xì)菌和霉菌將洗毛廠的廢毛、梳毛時(shí)的廢毛發(fā)酵成腐殖質(zhì)，為土壤提供養(yǎng)分和廢料。如在混合肥料里添加20%的廢毛，在細(xì)菌作用下變成肥料用以種植蘑菇;對(duì)等外毛進(jìn)行生物降解，刺激土壤微生物群生長(zhǎng);將工業(yè)用混紡呢絨(含毛60%、含聚酰胺或聚酯纖維40%)經(jīng)過(guò)紡紗、織造、染整各道加工工序中所產(chǎn)生的廢毛放在培養(yǎng)液中，從擔(dān)子菌綱中選出一些菌株在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)，能有效地合成生物酶制劑，而廢毛的加入可以增強(qiáng)這些生物酶制劑的活性。

2.5 紡織助劑的制備

SHUKLA S R等［44］在有硫酸鈉存在條件下采用糖酵解路線對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)廢棄纖維進(jìn)行解聚，可獲得較高產(chǎn)量的純單體(2-羥基對(duì)苯二甲酸酯)(BHET)，將凈化后的BHET轉(zhuǎn)化為不同脂肪酰胺衍生物以獲得季銨鹽化合物，用作紡織整理過(guò)程中的柔軟劑，結(jié)果表明其應(yīng)用效果良好。該工藝在PET解聚和回用過(guò)程中使用的化學(xué)藥品都比較便宜，而且對(duì)環(huán)境危害相對(duì)較少，因而在滌綸廢棄纖維的化學(xué)回收方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

3 熔融回收

合成纖維大都為高分子材料，在自然條件下無(wú)法降解，而采用熔融方法可將廢舊紡織品中的高分子聚合物解聚，得到單體，再利用這些單體制造新的化學(xué)纖維。這種方法多用于回收純滌綸織物和地毯中的錦綸纖維，將紡絲廢料或者廢棄的純紡織物進(jìn)行熔融、造粒、抽絲，生產(chǎn)新的合成纖維，用于制作地毯、服裝、家用紡織品等。

MEYABADI T F 等［45］將新、舊 PA6 切片按照不同比例混合進(jìn)行熔融紡絲，結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)熔融紡絲之后，和新PA6纖維相比，含有回用 PA6的試樣其黏度和分子質(zhì)量損失嚴(yán)重;回用PA6紡絲所得纖維的雙折射性低于新PA6制備纖維，但這種差距可通過(guò)拉伸得到補(bǔ)償;新PA6和回用PA6試樣的纖維結(jié)構(gòu)和拉伸性能基本上沒(méi)有明顯差異;然而，回用PA6所生產(chǎn)的帶紋理纖維其卷曲性能好于新PA6纖維。美國(guó)能源實(shí)驗(yàn)室采用有選擇熱解法處理PA6纖維制成廢地毯。將舊地毯剁成小塊，放入反應(yīng)器中與專用催化劑混合并加熱，地毯受熱蒸發(fā)，排出己內(nèi)酰胺用以制造PA6。解放軍總后軍需裝備研究所與浙江富潤(rùn)集團(tuán)合作［46］，采用脫氣熔融技術(shù)和再聚合(增黏)工藝，將廢棄滌綸服裝通過(guò)破碎、熔融、聚合、造粒等工藝，變成滌綸切片，可以紡制成長(zhǎng)絲。日本帝人公司按照廢棄聚酯織物—破碎—造?！撋瘜W(xué)回收DMT—聚合—紡絲的工序獲得纖維，將其制成制服、運(yùn)動(dòng)服、窗簾等。

由于在廢棄材料上染化料的存在，以及使用過(guò)程中洗滌、干燥、消毒、太陽(yáng)光照射或紫外線照射等因素導(dǎo)致纖維材料老化，因而回用產(chǎn)品的性能和新生產(chǎn)品相比仍有一定差距。如何提高回用產(chǎn)品的性能還有待進(jìn)一步研究。

4 高溫分解制備活性炭

木質(zhì)素材料在400～500℃條件下可裂解形成一種碳素前驅(qū)體，進(jìn)一步活化即可制得活性炭產(chǎn)品。利用這一特性，可對(duì)木質(zhì)素含量較高的廢棄麻類纖維進(jìn)行高溫分解，以制備活性炭材料，在處理前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行開松、除雜、除塵。

WILLIAMS P T 等［47－48］采用纏結(jié)、鋪層和針刺工藝將大麻和亞麻工業(yè)的纖維下腳料加工成非織造布預(yù)成型材料，經(jīng)過(guò)化學(xué)活化和熱解處理制備活性炭，結(jié)果表明:這種工藝可用于制備超高表面積(＞2000m2/g)活性炭材料;其高表面積與高濃度活化試劑、低熱解溫度相關(guān)聯(lián);采用氯化鋅活化制備所得活性炭的表面積明顯高于磷酸活化;活性炭的孔徑分布可以通過(guò)所采用工藝條件進(jìn)行改變。REED A R等［49］研究了采用大麻、亞麻、黃麻、椰殼纖維和馬尼拉麻5種天然纖維生產(chǎn)中的下腳料，經(jīng)過(guò)物理活化方法制活性炭的可能性，每種生物質(zhì)材料都在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行高溫分解，其炭化產(chǎn)物在炭活化反應(yīng)器中由蒸汽進(jìn)行活化，測(cè)定所獲得活性炭的表面積和孔隙率，結(jié)果表明，該工藝所制備活性炭表面積在770～879 m2/g之間，大部分活性炭產(chǎn)率低于原始生物質(zhì)材料質(zhì)量的20%。

活性炭作為一種多孔吸附材料，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，表面積大，具有良好吸附性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。采用廢棄麻類纖維制備活性炭，可將其用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥以及國(guó)防等領(lǐng)域，具有廣闊應(yīng)用前景。

5 燃燒利用熱能

將廢舊紡織品中熱值較高的化學(xué)纖維通過(guò)焚燒轉(zhuǎn)化為熱量，可用于火力發(fā)電。由于廢棄紡織品的纖維種類較多，在紡織染整過(guò)程中又經(jīng)過(guò)各類化學(xué)品處理，燃燒后產(chǎn)生的氣體成分也不同，在焚燒合成纖維時(shí)會(huì)生成氰化物、氮氧化物(聚丙烯腈和聚酰胺類為含氮化合物)等，會(huì)造成二次污染，但由于其操作簡(jiǎn)單，因而還有一定的應(yīng)用市場(chǎng)。美國(guó)研究者燃燒棉渣，使其產(chǎn)生的熱量用于紡織前期干燥過(guò)程。將棉渣存儲(chǔ)于熱分解爐中，接通與之連接的導(dǎo)管，向爐內(nèi)輸送一定流量的氣體，使?fàn)t內(nèi)的棉渣產(chǎn)生熱分解，然后將熱分解產(chǎn)生的氣體送入燃燒爐燃燒，所產(chǎn)生的熱量再通過(guò)熱交換器加熱空氣，最后用于精制原棉的干燥，這一新工藝可以節(jié)約8%的能源。

6 幾點(diǎn)建議

綜上所述，紡織品廢棄材料經(jīng)回收利用后可用于纖維工業(yè)、紡織、服裝、裝飾用品、建筑、土木工程、生物材料、種植園藝、活性炭材料等諸多領(lǐng)域，不僅可避免環(huán)境污染，且可以節(jié)約資源。但目前我國(guó)紡織品的回收利用還存在以下問(wèn)題:回收渠道有限;再生產(chǎn)品檔次低，社會(huì)接受度不夠;企業(yè)規(guī)模小，未形成產(chǎn)業(yè)集群等。針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出以下建議，希望能對(duì)促進(jìn)我國(guó)紡織品回收業(yè)的發(fā)展提供參考:1)借鑒歐美國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，從廢舊物資回收公司、社區(qū)居委會(huì)、專業(yè)回收公司入手，開辟多種回收渠道，建立廢舊紡織品回收循環(huán)體系，完善廢棄紡織材料的分類管理方法，這也是我國(guó)紡織工業(yè)十二五規(guī)劃要達(dá)成的目標(biāo)之一。2)由政府給予信貸和稅收政策優(yōu)惠，倡導(dǎo)高附加值利用，扶持紡織品回收龍頭企業(yè)，培育產(chǎn)業(yè)集群，形成分揀、拆解、加工、資源化利用和無(wú)害化處理等完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。3)開發(fā)引進(jìn)先進(jìn)的回收利用技術(shù)，加快高附加值利用技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。4)制定針對(duì)廢舊紡織品回收再利用的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，如廢舊紡織品的消毒方法和標(biāo)準(zhǔn)、廢舊紡織品再生產(chǎn)品的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，并加大宣傳力度，提高消費(fèi)者對(duì)再生產(chǎn)品的接受度。

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