廢舊紡織品再利用技術(shù)方法研究

羅偉孫艷云李書潤沈鳳武(.北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)；.北京化工大學(xué)；.北京城市礦產(chǎn)資源開發(fā)有限公司)

廢舊紡織品再利用技術(shù)方法研究

羅偉1孫艷云2李書潤3沈鳳武3
(1.北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)；2.北京化工大學(xué)；3.北京城市礦產(chǎn)資源開發(fā)有限公司)

文中對廢舊紡織品回收再利用的意義、必要性以及現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，指出廢舊紡織品回收再利用存在的問題。主要從非纖聚酯和聚酯纖維的角度，分析對比了目前應(yīng)用較為廣泛的物理方法和真正意義上的回收再生利用的化學(xué)方法的基本工藝過程、優(yōu)點和缺點，對廢舊紡織品回收再利用的新技術(shù)進(jìn)行了研究與討論， 以推動廢舊紡織品回收利用技術(shù)路線的發(fā)展，為基于廢舊紡織品的城市礦產(chǎn)資源規(guī)?；a(chǎn)、回收、利用提供決策支持。

廢舊紡織品；再利用；城市礦產(chǎn)；物理方法；化學(xué)方法

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，以及人們生活方式和時尚理念的轉(zhuǎn)變，國內(nèi)外紡織品的生產(chǎn)與消耗量都在不斷增加。同時，紡織品的淘汰速度和淘汰量也急速增加，由此引發(fā)了諸多問題[1]。一方面，紡織品需求量的擴(kuò)大加劇了石油危機和資源短缺問題，另一方面，紡織品的大量淘汰、掩埋、焚燒引發(fā)了土壤污染問題，大氣污染問題等一系列問題[2]。因此，廢舊紡織品的回收、處理、再利用引起了許多國家的重視。

我國紡織品的生產(chǎn)加工和出口總額均居世界前列,廢舊紡織品每年的產(chǎn)量多于2.6×107噸，但是綜合利用率卻低于10%，和英國、日本等發(fā)達(dá)國家高于16%的回收率相比，發(fā)展空間巨大[3]。

在紡織領(lǐng)域里，紡織品的面料種類包括純棉、滌綸和氨綸等。純棉的成分主要是天然棉纖維，氨綸的主要成分是彈性纖維，滌綸的主要成分是聚酯纖維，聚酯纖維是由二元酸和二元醇聚合而成的聚酯經(jīng)紡絲得到的合成纖維(又名PET纖維)，滌綸和氨綸又被統(tǒng)稱為化纖。廢舊紡織品的回收利用主要是指天然棉纖維、聚酯纖維、非聚酯等的回收再利用。廢舊紡織品的回收再利用方法主要有初級回收利用法、能量回收利用法、物理回收利用法和化學(xué)回收利用法，其中，物理回收利用法是目前應(yīng)用比較廣泛的方法，可以延長紡織品的使用壽命，化學(xué)回收利用法是備受關(guān)注且在未來推廣的回收利用法，因為化學(xué)法才是真正意義上的再生利用方法。

要實現(xiàn)廢舊紡織品回收利用的規(guī)?；?，必須解決物理方法及化學(xué)方法等技術(shù)方面的難題。文中分析對比了目前應(yīng)用較為廣泛的物理方法和真正意義上的回收再生利用的化學(xué)方法的基本工藝過程、優(yōu)點和缺點，對廢舊紡織品回收再利用的新技術(shù)進(jìn)行了研究與討論， 以推動廢舊紡織品回收利用技術(shù)路線的發(fā)展，為企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)、回收、利用提供參考。

2 國內(nèi)廢舊紡織品回收利用現(xiàn)狀及問題

2.1 國內(nèi)廢舊紡織品回收利用現(xiàn)狀

據(jù)2013年統(tǒng)計，我國紡織品行業(yè)纖維加工以化纖為主，總加工量為4850萬t，其中化纖的加工量為3902萬t，棉纖維的加工量為810萬t，其它天然纖維的加工量為138萬t。作為紡織品加工大國，廢舊紡織品的產(chǎn)量自然也不小，2013年廢舊紡織品總產(chǎn)量為2000萬t，其中廢舊化纖1377.7萬t，占比為68%，廢舊棉纖維562萬t，占比28%，其它廢舊天然纖維67.6萬t，占比約4%[4]。

我國廢舊紡織品的回收渠道不斷發(fā)展完善，形成的回收模式主要有通過慈善機構(gòu)募捐回收，通過環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)分類回收，以及通過政府支持由企業(yè)或者機構(gòu)回收。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國內(nèi)廢舊紡織品再利用的企業(yè)由小規(guī)模企業(yè)向龍頭企業(yè)過渡，運作更加規(guī)范、產(chǎn)能大、社會責(zé)任和環(huán)境意識強，在廢舊紡織品回收分揀方面，發(fā)揮了重要作用。

北京城市礦產(chǎn)資源開發(fā)有限公司聯(lián)合中國紡織科學(xué)研究院和北京化工大學(xué)等科研院校，投資建設(shè)的年處理5萬噸廢舊紡織品回收再利用項目，主要采用的是廢舊純滌紡織品高值化再生利用技術(shù)和廢舊紡織品物理法回收再生技術(shù)，每年可以生產(chǎn)2萬噸黑色再生滌綸短纖和2.3萬噸再生混色混合纖維。項目開發(fā)紡織品快速識別和分揀系統(tǒng)、綠色再生工藝系統(tǒng)和高效快速連續(xù)的再醇解、再聚合、再紡絲的技術(shù)和裝置；結(jié)合自營回收、與特定的工業(yè)企業(yè)合作回收、公益機構(gòu)合作回收、到分揀市場回收等回收方法，著力打造國內(nèi)高技術(shù)回收利用廢舊紡織品的示范平臺。京環(huán)資源的項目建成和運行，為廢舊紡織品的環(huán)?；厥蘸屠锰峁┦痉?，并形成新興的經(jīng)濟(jì)、資源化產(chǎn)業(yè)鏈群，對國內(nèi)廢舊紡織品的高效回收利用有重要意義，而且具有良好的環(huán)保和社會經(jīng)濟(jì)效益[5]。

寧波大發(fā)化纖有限公司是專業(yè)采用廢舊紡織品以及聚酯瓶包裝料，來再生產(chǎn)中空中空滌綸短纖維的企業(yè)。該公司設(shè)立了專門從事新產(chǎn)品工作的研發(fā)部，自主研發(fā)出廢舊紡織品及廢舊PET飲用瓶的分揀、粉碎、清洗生產(chǎn)線和加工的專用技術(shù)設(shè)備，將廢舊紡織品及廢舊PET飲用瓶再生成優(yōu)質(zhì)差別化滌綸在纖維、低熔點滌綸短纖維；在余姚濱海新城建設(shè)“年產(chǎn)15萬噸利用廢舊紡織品和聚酯瓶片生產(chǎn)低熔點再生滌綸短纖維”項目，使廢舊紡織品的利用向高值差別化發(fā)展。近年來，該公司對廢舊紡織品再生利用技術(shù)在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，再次自主研發(fā)了再生紡調(diào)質(zhì)調(diào)粘裝置，實施利用廢舊聚酯類紡織品生產(chǎn)滌綸短纖維，開辟了廢舊紡織品的經(jīng)濟(jì)、高效、高值利用方式，真正做到了紡織產(chǎn)業(yè)內(nèi)部資源的循環(huán)利用[6]。

浙江佳人新才材料有限公司[1]所擁有的化學(xué)法循環(huán)再生技術(shù)，是將回收的滌綸制品化學(xué)分解至分子水平，使其恢復(fù)到石油提煉物同等產(chǎn)物的對苯二甲酸二酯，即滌綸的原料，以此達(dá)到與石油提煉制成的滌綸制品品質(zhì)完全相同。使用化學(xué)法循環(huán)再生技術(shù)能有效的避免礦泉水瓶熔融拉絲方式中產(chǎn)品的品質(zhì)惡化等問題，能真正實現(xiàn)無限次循環(huán)，因此也是真正意義上能避免石油資源的浪費，實現(xiàn)廢棄物的滌綸再生技術(shù)。此外，該公司以廢舊紡織品為原料制出的四山截面“WAVERON”纖維、帶有十字螺旋截面的“CALCULO”纖維、仿棉麻效果的“CORTICO”纖維等環(huán)保面料，由于具有防透視、防識別、超大吸水性、速干性等特殊性能，在防透視窗簾、各種功能服裝方面廣泛應(yīng)用，傳播了可持續(xù)生態(tài)與可持續(xù)時尚的理念。

2.2 國內(nèi)廢舊紡織品回收利用存在的問題

目前，國內(nèi)已有企業(yè)在廢舊紡織品的回收利用方面取得了一定成果：在再生聚酯行業(yè)，純滌類廢舊紡織品的回收利用已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；在廢舊棉紡織品的回收利用方面，國內(nèi)存在時間長，從回收到加工成產(chǎn)品然后市場推廣，已經(jīng)形成了比較完整的閉環(huán)鏈。但是，在技術(shù)方面依舊存在大量難題，如在物理方法回收利用技術(shù)方面，低檔次質(zhì)量的開松設(shè)備對聚集區(qū)的廢舊紡織品進(jìn)行了破壞性開松，因此對纖維造成較大的破壞，導(dǎo)致再次利用的局限性，即只能作為填充物質(zhì)，產(chǎn)品附加值變低，循環(huán)性差；在化學(xué)方法回收利用技術(shù)方面，雖然理論上來說可以將天然纖維和化學(xué)纖維分離再利用，但由于方法復(fù)雜，研究探索進(jìn)程緩慢[5]。要實現(xiàn)廢舊紡織品回收利用的規(guī)?；?，必須解決物理方法及化學(xué)方法等技術(shù)方面的難題。

3 廢舊紡織品回收利用方法

國內(nèi)廢舊紡織品中，廢舊化纖約占廢舊紡織品總產(chǎn)量的68%，廢舊棉纖維約占廢舊紡織品總產(chǎn)量的28%。因此，本文的廢舊紡織品回收利用的方法研究，也是著重考慮化纖紡織品和棉紡織品，對化纖紡織品的回收分為非纖聚酯和聚酯纖維的回收和再利用。

3.1 物理回收利用方法

物理方法回收利用廢舊紡織品是通過熔融造粒來實現(xiàn)的，是目前回收應(yīng)用廢舊紡織品比較多的一種方法，回收過程相對簡單。

3.1.1 非纖聚酯的物理回收利用

對于非纖聚酯的物理回收以廢舊聚酯瓶的回收為例，研究已相對成熟，回收方法主要有兩種[7]：一種方法是把廢舊聚酯瓶整體切為碎片，然后將非PET雜物分離，再進(jìn)行洗滌、干燥和造粒；另外一種方法是先將非PET雜物去除，然后進(jìn)行后面的洗滌、破碎和造粒。

破碎-分離-造粒的回收利用方法[8]，是通過對明顯雜質(zhì)和PVC瓶的預(yù)分離之后，再進(jìn)行粗破碎和細(xì)破碎，將廢舊聚酯瓶破碎成1.0至1.5cm大小的碎片，然后進(jìn)行洗滌和雜質(zhì)的再分離，并將洗滌后的碎片干燥至低于0.05%的含水量，最后用單螺旋桿或者雙螺旋桿擠出機擠出造粒。該方法的優(yōu)點是比較容易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，缺點是分離技術(shù)比較復(fù)雜，而且需要的分離設(shè)備比較多，因此生產(chǎn)投入相對較大。

分離-破碎-造粒的回收利用方法[9]，是通過人工和分離儀器，對明顯雜質(zhì)、PVC瓶、金屬鐵、瓶蓋和環(huán)等進(jìn)行分離，然后用熱水將瓶內(nèi)清洗干凈，用高壓水將瓶外清洗干凈，并用連續(xù)旋轉(zhuǎn)干燥器將碎片干燥至0.05%以下的含水量，最后用單螺旋桿或者雙螺旋桿擠出機擠出造粒。該方法的優(yōu)點是可以得到較高純度的產(chǎn)品，采用的分離設(shè)備較少，因此需要的生產(chǎn)投資較少，該方法的缺點是只能應(yīng)用于完整無破損的廢舊聚酯瓶。

比較兩種廢舊非纖聚酯瓶的回收利用方法，從產(chǎn)品純度、分離過程復(fù)雜程度及儀器投資的角度來看，分離-破碎-造粒的回收利用方法都比較好，但是使用過程中對廢舊聚酯瓶的完整性要求高，局限性比較大。

3.1.2 聚酯纖維的物理回收利用

滌綸類廢舊紡織品的主要成分為聚酯纖維，物理法回收滌綸類紡織品聚酯纖維的方法也在不斷的發(fā)展，從簡單的機械利用到物理熔融和溶解的多元化回收利用。

物理機械回收利用法是將廢舊紡織品不經(jīng)分離，而直接進(jìn)行機械加工制備，從紗線到纖維再到面料的技術(shù)。適用于該方法的廢舊紡織品主要有兩種，一種是以棉纖維存在的棉紡車間的車肚花、落棉等；另一種是未經(jīng)使用的服裝廠邊角料和行業(yè)制服的廢品。該回收方法從清洗、干燥、破碎到開松，工藝和設(shè)備均比較簡單，投資成本低。總體來說，滌棉類廢舊紡織品物理機械回收利用法方法簡單，工藝較成熟，但制備出的再生纖維為低中檔產(chǎn)品，適用于裝飾用和產(chǎn)業(yè)用的場合[10]。

物理熔融回收利用法是將廢舊紡織品通過開松機和剪切機開松打碎，然后采用X射線探測分離器、懸液分離技術(shù)等打碎的雜物分離，并清洗干燥熔融造?；蛑苯又谱鳛樵?，用于紡絲加工或者其它塑料產(chǎn)品加工。

物理溶解回收利用法[11]是利用溶劑對聚酯成分易溶，而對其它成分不溶的特性，將聚酯從廢舊紡織品中回收的技術(shù)。該回收技術(shù)的工藝流程為先進(jìn)行分類、破碎、清洗、干燥，然后溶解、溶劑分離，最后造?；蛑苯蛹徑z。物理溶解回收利用法的關(guān)鍵技術(shù)是找出合適的溶解溶劑，溶劑分離之后可實現(xiàn)提純后重復(fù)利用是該方法工業(yè)化生產(chǎn)的核心技術(shù)。目前，呂方等通過用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽{AM[M]Cl}作為溶劑來溶解純棉織物，回收得到的再生纖維膜力學(xué)性能好，結(jié)構(gòu)致密且表面平整。實驗室研究多以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑，DMSO對滌綸類紡織品的溶解性良好。廢舊聚酯物理溶解回收利用法如果能實現(xiàn)溶劑的重復(fù)利用，就有望實現(xiàn)低成本高效率的工業(yè)化生產(chǎn)。

可見，物理法回收滌綸類紡織品的方法里，物理機械回收方法簡單，工藝較成熟，用于裝飾用和產(chǎn)業(yè)用的場合；物理熔融回收方法用于紡絲加工或者其它塑料產(chǎn)品加工；物理溶解回收方法如果能實現(xiàn)溶劑的重復(fù)利用，就有望實現(xiàn)低成本高效率的工業(yè)化生產(chǎn)。

3.2 化學(xué)回收利用方法

根據(jù)2013年廢舊紡織品的統(tǒng)計，化學(xué)纖維可達(dá)68%[12]，其中以石油為原料生產(chǎn)的占比達(dá)90%以上[13]?；瘜W(xué)方法回收利用廢舊紡織品是將廢舊紡織品解聚成低分子化合物，然后重新制作為聚酯原料或者其它化工原料的技術(shù)。化學(xué)法回收利用廢舊紡織品已從傳統(tǒng)的水解法、醇解法、氨解法向新型的超臨界法、生物酶解法、離子液體法發(fā)展，將棉纖維的廢舊紡織品作為碳材料制備的原料也是一種新型再生利用的化學(xué)方法。

3.2.1 化學(xué)法回收非纖聚酯

非纖聚酯一詞對紡織行業(yè)來說，既陌生又熟悉，因為紡織領(lǐng)域的聚酯一直以滌綸的聚酯纖維概念而存在，但是聚酯的實際應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此，在聚酯纖維以外還存在著非纖聚酯[14]。

化學(xué)法回收非纖聚酯以聚酯瓶為例，回收技術(shù)主要包括直接用來生產(chǎn)纖維回收利用、轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)聚酯樹脂原料來回收利用和直接用來生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品來回收利用[15]。

王涌[16]討論了一步法回收聚酯瓶用來制造再生纖維，其工藝流程為將瓶蓋、標(biāo)簽等廢物分離后，粉碎、沖洗、干燥、去除鋁屑并制成切片，通過風(fēng)機將切片按不同質(zhì)量送至不同的混料倉中混合后，由真空系統(tǒng)送至結(jié)晶器，結(jié)晶料經(jīng)過旋轉(zhuǎn)閥送入冷卻塔冷卻至50-60℃，最后進(jìn)入到擠出機的干燥漏斗干燥，并由紡絲設(shè)備紡絲。一步法回收聚酯瓶用來制造再生纖維，操作簡單，總體投資低，但產(chǎn)品質(zhì)量不高，適用范圍相對較低。在質(zhì)量要求高的情況下，多采用兩步法生產(chǎn)路線。

潘婉蓮等[17]采用廢舊聚酯片回收再造滌綸長絲，實驗中除生絲的卷繞速度是800，1000m/min，拉升倍數(shù)為32,34倍，熱盤拉升溫度是75℃，熱板定型溫度是150℃，180攝氏度。實驗分析得出紡絲速度對斷裂強度影響不大，但對斷裂伸長的影響顯著；隨著拉升倍數(shù)的提高，長絲的斷裂強度有所提高，但是大分子承受不了強大拉力而伸長下降；熱定型溫度對長絲強伸度影響不大，但對粗絲的沸水收縮率有影響?？梢姡瑢U舊聚酯片采用合適的工藝可以紡出合格的滌綸產(chǎn)品。

Toloken S[18]的研究表明，伊士曼化學(xué)公司開始試點解聚工廠，為非纖聚酯瓶的回收提供成本效益的解決方案。 該技術(shù)[19]是將聚酯瓶進(jìn)行降解并轉(zhuǎn)化為中間可用原料，或者直接解聚為單體，然后再應(yīng)用于聚酯的生產(chǎn)。

任顏強等[15,20]通過用聚酯瓶的廢料進(jìn)行酯交換反應(yīng)，得到溶解性和柔性及鋼性均較好的聚酯二醇，為聚氨酯涂料的制備開辟出新方法。此外，廢舊聚酯瓶可以經(jīng)過降解、酯化、縮合等反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化得到其它精細(xì)化工品。

可見，非纖聚酯可以化學(xué)回收用來制造再生纖維、滌綸長絲，或是將聚酯瓶進(jìn)行降解并轉(zhuǎn)化為中間可用原料，或者直接解聚為單體，然后再應(yīng)用于聚酯的生產(chǎn)。也可通過酯化、降解、縮合等技術(shù)，為非纖聚酯的化學(xué)回收開辟出新的路徑。

3.2.2 傳統(tǒng)化學(xué)法回收聚酯纖維

聚酯纖維又名PET纖維，傳統(tǒng)的化學(xué)回收PET纖維方法主要有醇解法、水解法和氨解法，其中以醇解法最為常用，醇解法又分為甲醇解法和二元醇解法[21]。

(1)醇解法

甲醇醇解法是指在溫度為180℃至280℃，壓力為2MPa至4MPa這樣合適的條件下，用甲醇將PET纖維解聚為對苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)，然后采用結(jié)晶和蒸餾等步驟進(jìn)行純化，得到高純度的產(chǎn)品。解聚反應(yīng)的催化劑主要有鋅、鈷、鎂的醋酸鹽，磷酸鈣、磷酸錳、二氧化鉛等[21]。廢舊聚酯紡織品甲醇醇解回收時，產(chǎn)物中含有較多的乙醇、乙二醇、鄰苯二甲酸衍生物等雜質(zhì)，這些物質(zhì)在分離純化過程中所需的設(shè)備投資較大[22]。

乙二醇醇解法是降解PET的一種重要方法，其工藝流程是將過量乙二醇、廢舊PET以及催化劑(醋酸鈷、錳以及鋅鹽等)在常壓環(huán)境下加熱解聚，形成對苯甲酸乙二醇酯(BHET)，BHET高溫條件下在水中可溶，利用這一特性，通過溶解、過濾等操作去除不溶雜質(zhì)，并結(jié)合脫色工藝得到純凈的BHET，用以直接合成PET。BHET是解聚和再次合成PET的中間產(chǎn)物，在聚合成PET時，設(shè)備不需要改動，中間的乙二醇也不需要移除，工藝相對成熟，因此乙二醇醇解法已廣泛應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)，不足之處是該方法工藝復(fù)雜，投資較大，還不可實現(xiàn)大規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)應(yīng)用[23]。乙二醇與PET的反應(yīng)如下：

(2)水解法

水解法是在酸性、堿性或者中性介質(zhì)條件下，將廢舊PET水解成對苯二甲酸以及乙二醇的一種方法。酸性水解法常以濃硫酸作為水解催化劑在常壓下反應(yīng)，與中性水解相比酸性水解所得到的對苯二甲酸純度較高，但是強酸具有強腐蝕性，不僅腐蝕設(shè)備而且反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量廢水和無機鹽污染環(huán)境。堿性水解法的過程分為兩步，首先PET經(jīng)解聚形成對苯二甲酸鹽和乙二醇，然后經(jīng)酸洗對苯二甲酸鹽，得到純度較高的對苯二甲酸，堿性水解法得到的產(chǎn)品純度較高，但是速度較慢。中性水解法即在無酸堿催化劑的情況下，利用水或者水蒸氣對廢舊PET直接解聚，由于對環(huán)境的污染可降到最低，所以倍受關(guān)注；中性水解采用間歇法或者連續(xù)法進(jìn)行。

(3)氨解法

廢舊PET通過無水氨乙二醇溶液氨解生成對苯二甲酸酰胺，對苯二甲酸酰胺可以先轉(zhuǎn)化為對苯二甲酸腈，然后再轉(zhuǎn)化為對苯二甲基二胺，或者轉(zhuǎn)化為1，4-二胺乙基環(huán)己烷。對廢舊PET的氨解，在2MPa的壓力、120-180℃的溫度條件下反應(yīng)1-7小時，最終處理可得的產(chǎn)物純度高于99%。

Daniel Paszun等[24]研究了一種PET氨解的低壓方法，其中降解劑是氨的乙二醇溶液。 該方法由乙酸鋅以0.05%的濃度催化，在70℃的溫度和1:6PET/NH3質(zhì)量比下進(jìn)行。 生產(chǎn)的對苯二甲酸酰胺TPA酰胺產(chǎn)率約87%。目前，尚未發(fā)現(xiàn)氨解法在廢舊紡織品回收再生利用中的大規(guī)模應(yīng)用。

3.3 回收聚酯纖維的新型方法

近年來，在廢舊紡織品回收領(lǐng)域，隨著一些新技術(shù)和新工藝的出現(xiàn)，使得廢舊紡織品的回收技術(shù)有了較快的發(fā)展。

(1)超臨界法

工程上將某流體所處的壓力(P)和溫度(T)均超過臨界壓力(Pc)和臨界溫度(Tc)時的狀態(tài)，稱為超臨界。在超臨界狀態(tài)下，物質(zhì)的性質(zhì)，如密度、介電常數(shù)、黏度、擴(kuò)散系數(shù)、熱導(dǎo)率和溶解性等都發(fā)生了極大的變化，如表1為超臨界水與普通水的溶解能力對比。由于超臨界水的非凡的溶解能力、可壓縮性和傳質(zhì)特性，使它成為一種具有非?；钚缘漠惡鯇こ５姆磻?yīng)介質(zhì)。

援藤元信等人[25]以超臨界水作為介質(zhì)，研究了PET的解聚反應(yīng)，并與普通水作為介質(zhì)的反應(yīng)進(jìn)行比較。研究表明超臨界水中PET2min后分解率可達(dá)95%，而要達(dá)到相同的分解率普通高溫水需要的時間至少是30min。超臨界水中TPA在反應(yīng)時間為10min后，生成68%，而高溫水中同樣的生成率很難達(dá)到。超臨界水中水解的缺點是，乙二醇會發(fā)生二次反應(yīng)，收率降低到5%，而高溫水中乙二醇的收率可達(dá)15%。

Kim等[26]以超臨界甲醇作為介質(zhì)，研究了PET的降解反應(yīng)，考察了反應(yīng)溫度和甲醇密度對反應(yīng)的影響。研究表明，最佳的工藝條件是8.26MPa，40min或更長、液固比為10:1，甲醇密度0.088g/cm3。在300℃，310℃，DMT最終收率分別達(dá)到97%，91.7%，EG收率稍低于DMT。

綜上可以得出，廢舊PET回收再利用的過程中，超臨界水解反應(yīng)較普通高溫水解反應(yīng)速度快很多，但反應(yīng)過程中的高壓要求對設(shè)備要求嚴(yán)格，連續(xù)化操作比較困難，而且乙二醇的回收率僅為5%左右，超臨界水解回收PET要實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)需要進(jìn)一步的研究與改善。同超臨界水解相比，超臨界甲醇解聚廢舊PET的反應(yīng)溫度及壓力都比較低，操作相對容易，而且反應(yīng)時間短，單程轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物的選擇性好，產(chǎn)品精制也較容易，較有可能實現(xiàn)商業(yè)化運作。

(2)生物酶解方法

生物酶解法應(yīng)用在廢舊紡織品的回收再利用中，降解目標(biāo)主要是棉纖維，依據(jù)的是酶的作用使廢舊紡織品降解得到目標(biāo)產(chǎn)物纖維素和葡萄糖等，而不是自然降解產(chǎn)物CO2和H2O。

Jeihanipour等[27]已經(jīng)開發(fā)了一種用于從混紡纖維廢紡織品中分離纖維素，即棉和粘膠的新方法。在該方法中使用環(huán)境友好的纖維素溶劑N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)用于纖維素的分離和預(yù)處理。將該溶劑與混合纖維織物在120℃和大氣壓下混合以溶解纖維素并將其與未溶解的非纖維素纖維分離。然后向溶液中加入水以沉淀纖維素，而水和NMMO在通過蒸發(fā)分離后重新使用。纖維素通過纖維素酶水解，隨后發(fā)酵成乙醇，或直接消化以產(chǎn)生沼氣。

孔偉等[28]采用生物酶法，分離回收廢舊紡織品，主要是采用纖維素酶對廢舊紡織品水解分離，并通過單因素正交實驗對工藝進(jìn)行優(yōu)化，得出分離的最佳工藝為底物濃度3%，酶的濃度是2%，PH值為5，酶解時間是36h。最后經(jīng)分離，滌綸分離為纖維狀，棉纖維部分被分解為葡萄糖和細(xì)小碎片，均可達(dá)到回收再利用的目的。

奧地利科研人員發(fā)現(xiàn)了“拆解”聚酯的酶，這種酶菌在幾個小時內(nèi)將聚酯降解為單體，可應(yīng)用在廢舊紡織品回收再利用和垃圾的分解中[11]。

可見，生物酶解法應(yīng)用到廢舊紡織品的回收和再利用，可以實現(xiàn)更有目標(biāo)的降解，有望實現(xiàn)推廣和應(yīng)用。

(3)離子液體法

離子液體顧名思義是由陰陽離子組成的液體，常溫下為液態(tài)或者熔融狀態(tài)。具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，不易揮發(fā)、結(jié)構(gòu)性質(zhì)可調(diào)、回收簡單等優(yōu)勢。將離子液體應(yīng)用在廢舊紡織品的回收再生利用中，可以實現(xiàn)回收過程更加環(huán)保、綠色，而且離子液體可以重復(fù)利用。

中性水解時產(chǎn)物純度不高，為此，青島科技大學(xué)崔曉等人[29]以中性的離子液體為溶劑，水解回收廢舊PET時，降解率大于99%，二甲酸的回收率大于88%，成效顯著。

北京化工大學(xué)張曉程等人[30]利用新型的綠色溶劑-離子液體(［Amim］Cl)對廢舊紡織品進(jìn)行消毒、脫色、粉碎、溶解、分離回收再制備得到纖維素/PET復(fù)合膜，形成完整的流程，并對纖維素/PET復(fù)合膜透光性能、熱性能、力學(xué)性能進(jìn)行表征，證明回收得到了純的纖維素和純的PET，PET的回收率為93%。

可見，廢舊紡織品的回收和利用與離子液體的優(yōu)勢性能相結(jié)合，是一種新型綠色的方法，可以提高PET的回收率，有較明顯的成效。

3.4 棉纖維回收利用方法

對于紡織加工過程中產(chǎn)生的廢舊棉紡織品的回收再利用，主要是將其收集，然后進(jìn)行分類、凈化、干燥等操作，最后紡成紗線，進(jìn)一步用于紡織物的生產(chǎn)，利用價值相對較高。

傳統(tǒng)工藝回收方法是進(jìn)行機械處理，通過切割、加工，將可紡纖維進(jìn)行紡織加工，不可紡纖維進(jìn)行加固、后整理形成非織造類產(chǎn)品。

化學(xué)回收利用方法針對的 是棉纖維中纖維素的含量高，可達(dá)90%至95%，利用廢舊棉纖維制造紙、木炭、活性炭均已有先例[11]，戴晉明[31,32]研究了利用廢舊棉纖維制備碳微球以及制備載銀抗菌劑的方法。

廢舊棉紡織品的回收利用依然以傳統(tǒng)物理方法為主，加工成短纖、紗線、織物等，但是該方法的產(chǎn)物以低端紡織產(chǎn)品為主，有一定的局限性。目前，廢舊棉紡織品回收再利用出現(xiàn)了一些新方法，在未來有廣闊的發(fā)展前景，也需要更多的學(xué)者不斷的推進(jìn)。

4 結(jié)論

(1)國內(nèi)廢舊紡織品的回收再利用發(fā)展空間巨大，其中，廢舊化纖約占廢舊紡織品總產(chǎn)量的68%，廢舊棉纖維約占廢舊紡織品總產(chǎn)量的28%，是回收再利用的主要目標(biāo)?；厥涨兰盎厥漳Ｊ讲粩嗤晟疲纬闪艘员本┚┉h(huán)城市礦產(chǎn)資源開發(fā)有限公司廢舊紡織品綜合利用、寧波大發(fā)化纖有限公司廢舊聚酯再生、浙江佳人新才材料有限公司廢舊聚酯高值化利用的循環(huán)理念和可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀。

(2)廢舊紡織品回收再利用以物理回收方法和化學(xué)回收方法為主。物理機械回收法方法簡單，工藝已較為成熟，但不足之處是該回收方法難以實現(xiàn)多次循環(huán)再利用?；瘜W(xué)回收方法從傳統(tǒng)的水解法、醇解法、氨解法向新型的超臨界法、生物酶解法、離子液體法發(fā)展，成效顯著，不足之處是成本高，而且工藝流程較復(fù)雜、工藝技術(shù)要求高，需要不斷的改進(jìn)和提高。比較看來廢舊紡織品化學(xué)回收再利用可以實現(xiàn)多次循環(huán)再利用，是真正意義上的廢舊紡織品再生方法。

(3)新型的超臨界法、生物酶解法、離子液體法等跨學(xué)科技術(shù)的融入，對廢舊紡織品的回收再利用意義重大，但存在反應(yīng)條件嚴(yán)格和對設(shè)備要求高、個別成分回收率低等缺點，實際應(yīng)用情況有待進(jìn)一步研究。

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