纖維成分定量分析用二甲基甲酰胺回收利用可行性初探

姚偉民+孫思武+朱世亮+郭邊煌+嚴(yán)方平

摘要：探討了紡織品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室纖維成分定量分析用N，N-二甲基甲酰胺的產(chǎn)生途徑、收集、回收和利用。利用溶劑回收機(jī)可對(duì)實(shí)驗(yàn)室用于氨綸、腈綸溶解試驗(yàn)的N，N-二甲基甲酰胺進(jìn)行蒸餾回收，采用氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)回收溶劑的純度進(jìn)行了表征，并抽取部分紡織樣品，分別采用分析純與回收后的N，N-二甲基甲酰胺進(jìn)行腈綸含量的測(cè)定，結(jié)果的一致性表明：實(shí)驗(yàn)室可通過該溶劑的回收利用，降低對(duì)環(huán)境的二次污染，并減少實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：N，N-二甲基甲酰胺回收利用;腈綸;成分分析

N，N-二甲基甲酰胺（DMF）作為一種重要的有機(jī)溶劑，對(duì)很多種類的有機(jī)物有很強(qiáng)的溶解能力，用途極為廣泛，在紡織纖維含量定量檢測(cè)中，DMF通常作為溶解腈綸或氨綸的有機(jī)溶劑[1-2]，日常使用量很大，可經(jīng)呼吸道及皮膚進(jìn)入機(jī)體，造成以肝臟為主的多器官損害，嚴(yán)重可致死亡[3]。

在工業(yè)應(yīng)用中，常常會(huì)通過對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行回收并循環(huán)利用以降低單耗[4]。但是對(duì)于絕大多數(shù)的紡織品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室而言，由于缺少高效的回收利用技術(shù)方案，或缺少對(duì)回收的溶劑純度可能對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響的有效評(píng)估，通常將溶解后的溶劑當(dāng)作廢棄物排放，可能對(duì)環(huán)境造成二次污染。由于DMF價(jià)格較高，從經(jīng)濟(jì)角度來講，也應(yīng)考慮回收利用，減少浪費(fèi)。目前還未見有關(guān)紡織品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)DMF的回收利用的研究報(bào)道。本文采用溶劑回收機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)室用于氨綸、腈綸溶解試驗(yàn)的DMF進(jìn)行蒸餾回收，其原理在于通過加熱蒸發(fā)溶劑變成氣態(tài)，蒸氣進(jìn)入冷卻系統(tǒng)液化流出，回收得到潔凈的有機(jī)溶劑，從而使廢的、臟的、舊的有機(jī)溶劑再生，達(dá)到循環(huán)再利用的目的。通過氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)回收溶劑的純度進(jìn)行了表征，并抽取部分腈綸與其他纖維混紡的紡織樣品，分別采用分析純與回收的DMF進(jìn)行腈綸含量的測(cè)定，研究了DMF回收利用的可行性。

1 ? ?試驗(yàn)部分

1.1 ?試劑與儀器

N，N-二甲基甲酰胺（分析純，購(gòu)自華東醫(yī)藥杭州公司）;溶劑回收機(jī)（加拿大Uni-ram公司）;氣相色譜-質(zhì)譜儀（Thermo Trace GC Ultra/DSQ II MSD，美國(guó)Thermo Fisher公司）。

1.2 ?回收操作

（1）加料：打開雙層保險(xiǎn)蓋并保持在打開的位置，檢查密封圈是否完好、檢查蒸汽出口是否有雜物、檢查排渣閥門和進(jìn)料閥門是否關(guān)閉到位。之后，打開加料閥加入回收溶劑（加料必須經(jīng)過沉淀過濾，避免塊狀雜物進(jìn)入而影響回收效果）或人工傾倒加料，加料液面必須控制在圈槽下方5 cm～8 cm以下，人工加料時(shí)注意避開蒸汽出口，避免雜物堵塞蒸汽出口。關(guān)閉加料閥合上蒸餾罐的蓋子，確保壓緊密封，關(guān)上外安全蓋。

（2）接通電源，設(shè)定程序，啟動(dòng)加熱。根據(jù)DMF的沸點(diǎn)為152.8℃，設(shè)定加熱最高溫度為163℃，沸騰時(shí)間為100 min。達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，回收機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

（3）蒸餾完畢，關(guān)掉電源開關(guān)。待冷卻一定時(shí)間后，打開雙層安全蓋，清除殘?jiān)?/p>

1.3 ?二甲基甲酰胺純度表征色質(zhì)譜條件

色譜柱：DB-5MS石英毛細(xì)管色譜柱（30m×0.25mm×0.25mm）;進(jìn)樣口、質(zhì)譜接口、離子源溫度：250 ℃、280℃、230℃;柱溫：60℃（1min）10℃/min 280℃;載氣流量：1.0 mL/min;載氣：氦氣（≥99.999%）;進(jìn)樣量：1.0 ?L;進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣;分流比：50：1;掃描方式：全掃描（50 amu ～350 amu）;離子化方式：EI。

1.4 ?腈綸與其他纖維混紡產(chǎn)品的定量分析

按照GB/T 2910.12—2009進(jìn)行。

2 ? ?結(jié)果與討論

2.1 ?回收的DMF純度表征

由于回收溶劑中的有機(jī)物種類具有不確定性，采用氣質(zhì)聯(lián)用法可以大致確定回收溶劑的純度和雜質(zhì)情況，通過與所購(gòu)純?nèi)軇┑纳V圖進(jìn)行對(duì)照，可以確定主成分溶劑峰含量的變化趨勢(shì)。采用1.3的試驗(yàn)條件，分別對(duì)新購(gòu)買的分析純DMF和用于纖維定量溶解試驗(yàn)后的經(jīng)蒸餾回收的DMF進(jìn)行色質(zhì)譜分析，得到的譜圖見圖1。

對(duì)比兩個(gè)譜圖可以得出，回收的DMF并沒有出現(xiàn)新的雜質(zhì)，經(jīng)蒸餾后，原有一些雜質(zhì)含量反而有所減少，說明盡管纖維含量試驗(yàn)中溶解了部分的腈綸、氨綸或一些染料等物質(zhì)，蒸餾回收中溫度控制在DMF的沸點(diǎn)附近保證了回收后溶劑的純度。

2.2 ?定量試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

在日常委托檢驗(yàn)的樣品中抽取了近100個(gè)腈綸與棉、聚酯纖維、粘纖、羊毛等纖維混紡的產(chǎn)品，同時(shí)采用新購(gòu)買的分析純DMF和回收的DMF，按GB/T 2910.12方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，采用回收的DMF得到的試驗(yàn)結(jié)果并沒有出現(xiàn)偏離，部分樣品結(jié)果見表1。

3 ? 結(jié)論

本文嘗試了采用溶劑回收儀，對(duì)紡織檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室用于氨綸、腈綸溶解試驗(yàn)產(chǎn)生的DMF廢液進(jìn)行回收，通過對(duì)回收后的溶劑進(jìn)行純度表征和大量實(shí)際樣品的結(jié)果比對(duì)驗(yàn)證了回收利用的可行性，既解決了實(shí)驗(yàn)室廢液處理的難題，同時(shí)減少了資源浪費(fèi)，降低了成本。采用本文所用的溶劑回收儀，對(duì)設(shè)備要求不高，操作簡(jiǎn)單，在各個(gè)實(shí)驗(yàn)室均具有很強(qiáng)的可操作性。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 2910.12—2009 紡織品 定量化學(xué)分析 第12部分：聚丙烯腈纖維、某些改性聚丙烯腈纖維、某些含氯纖維或某些彈性纖維與某些其他纖維的混合物[S].

[2] FZ/T 01095—2002 紡織品 氨綸產(chǎn)品纖維含量的試驗(yàn)方法[S].

[3] 程娟， 劉強(qiáng)， 徐波，等. 二甲基甲酰胺職業(yè)接觸者對(duì)作業(yè)工人氧化或抗氧化狀態(tài)的影響[J].中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志， 2014， 48（1）： 28-32.

[4] 趙舜華， 宋錫瑾. 聚氨酯合成革生產(chǎn)中N，N-二甲基甲酰胺的回收利用[J]. 化工環(huán)保， 2008， 28（5）： 443-446.

（作者單位：浙江省紡織測(cè)試研究院）