廢舊紡織品化學回收處理技術

王國娟

青島市產品質量監(jiān)督檢驗研究院 山東青島 266000

在我國，廢舊紡織品大多被當作垃圾進行填埋或者焚燒等簡單處理。大部分紡織品很難降解，填埋會長期占用大量的土地資源，合成纖維，比如聚酯纖維、錦綸、腈綸等不易降解，掩埋后污染土壤環(huán)境；低溫燃燒容易產生二噁英，高溫焚燒會產生氮氧化物等大氣污染物。BIR機構（國際性回收再生組織）2008年在瑞典哥本哈根大學進行研究得出結論：每使用1kg廢舊紡織物，就可降低3．6kg二氧化碳排放量，節(jié)約水6000L，減少使用0．3kg化肥和0．2kg農藥。因此，大量回收使用廢舊紡織物，與原生材料的加工生產相比，明顯減少了對二氧化碳的排放，也有效緩解了原料緊張壓力。

1 廢舊紡織品來源與回收再利用方法

目前廢舊紡織品的回收利用方法主要有4種，分別是能量回收、機械回收、物理回收和化學回收法。能量回收是將廢舊紡織品中沒有使用價值但熱值較高的纖維，通過焚燒轉化為熱量的方法。該方法簡單易操作，回收徹底，但環(huán)境污染大，附加值低。

機械回收是將廢舊紡織品直接處理后加工成紗線，織出具有穿著性或一定使用功能的面料，或直接將廢舊布片經簡單加工后使用的方法。經機械回收生產的產品可用作填絮料，或對半新舊的紡織品進行改造而成為新的產品，例如，做成拖把、抹布或工藝品等。該方法無需對廢舊織物做分離處理，附加值也比較低。

物理回收是將廢舊紡織品經過簡單的機械加工后使之重新有利用價值的方法，常用于單組分的天然纖維或合成纖維如廢舊毛纖維、聚酯纖維回收。這種方法處理對象全面，操作簡單，對環(huán)境污染??；但對技術要求高，分類困難，成本高，工藝復雜，回收產品力學性能下降。

化學回收是將廢舊紡織品中的高分子聚合物解聚得到單體，然后再利用這些單體制造新化學纖維的回收再利用方法。化學回收是對廢舊紡織品回收的最佳方式，分解程度深，利用率高；但是對于組成成分不單一的織物回收難度大，產物難提純分離[1]。

2 國內廢舊紡織品回收利用存在的問題

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募捐回收，通過環(huán)衛(wèi)系統分類回收，以及通過政府支持由企業(yè)或者機構回收。隨著產業(yè)發(fā)展，國內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、產能大、社會責任和環(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。

目前，國內已有企業(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產業(yè)化應用；在廢舊棉紡織品的回收利用方面，國內存在時間長，從回收到加工成產品然后市場推廣，已經形成了比較完整的閉環(huán)鏈。

3 廢舊紡織品化學回收處理技術

3.1 聚酯纖維

聚酯的回收技術研發(fā)在上世紀50年代就已經起步，并在80年代開始步入工業(yè)化運營階段。美國DuPont公司、德國Hoechst公司、日本帝人公司，相繼開發(fā)出聚酯纖維化學回收處理技術。解聚聚酯纖維的方法有糖酵解、胺解、甲醇分解、堿性水解、離子溶液法，回收產物可用于再生聚酯的生產。其中糖解和醇解是較成熟的降解方法。

醇解和水解使聚酯解聚成對苯二甲酸二甲酯（DMT）、乙二醇（EG）、對苯二甲酸（TPA）等單體或含幾個對苯二甲酸單元的對苯二甲酸乙二醇酯（BHET）低聚物，然后再將單體或低聚物重新聚合成聚酯，醇解分為乙二醇醇解和甲醇醇解。乙二醇醇解由美國杜邦公司于20世紀60年代開發(fā)，由于是部分降解而不是徹底降解，因而成本相對較低。反應得到的高純度BHET可直接用于生產纖維級聚酯。但乙二醇醇解法要求回收對象100%為PET均聚物。甲醇醇解原理是廢PET與甲醇反應得到DMT和乙二醇，DMT可轉化為對苯二甲酸或直接用作PET原料。甲醇醇解的化學反應是DMT與EG酯交換反應生成PET的逆反應。解聚工藝簡單，但分離不同共聚單體難度較大[2]。

3.2 棉

回收的廢棉可以作為粘膠纖維的生產原料，經化學處理也可制成吸附性功能材料，商業(yè)化領域已經實現了以棉纖維為原料的紙張和生物乙醇的生產。1979年，美國一家造紙公司用廢舊紡織品生產出了優(yōu)質的造幣用紙。JEPLAN公司開發(fā)了一種將棉花轉化為生物乙醇的技術，目前，這種技術在愛媛縣今治市的一家工廠里被采用，不過通過這種方法生產每升乙醇的成本并不便宜，遠高于常規(guī)工藝。

棉纖維中纖維素含量占90%以上，是制造再生纖維的主要原料。因此以廢舊棉制品為原料，經制漿、堿化、黃化等工序后再溶于稀堿液中制成粘膠，再生粘膠纖維有良好的耐堿性和尺寸穩(wěn)定性，其濕強也比經濕法紡絲而制成的普通粘膠纖維高很多。采用NMMO有機溶劑溶解和干濕法紡絲工藝制成的Lyocell纖維對環(huán)境無污染，具有良好的親水性、吸濕性和懸垂性等。目前，科學家們正致力于研究借助高效環(huán)保的溶劑分離棉等廢舊紡織品中纖維素分子的方法。目前有幾種溶解纖維素的方法，比如Ioncell-F法，它使用了新型離子型溶劑

3.3 羊毛

利用酸堿酶將羊毛角蛋白降解為氨基酸、多肽、角蛋白大分子，可以廣泛應用于食品、醫(yī)藥、紡織等工業(yè)領域。

3.4 腈綸

酸堿催化水解處理腈綸，使氰基轉變成酰胺基或羧基，必要時進一步與其他高分子材料進行復配制成膠黏劑，用高分子材料改性制成多孔吸附材料。

3.5 氨綸

醇解法回收聚氨酯纖維提供了一種操作簡單、回收率高、工藝流程短的方法。聚氨酯纖維降解產物經分離提純后可與異氰酸酯和擴鏈劑反應，得到的聚氨酯產品可用作涂料、薄膜、泡沫纖維等[3]。

4 結語

廢舊衣物多處于“扔之可惜，留著不穿”的狀態(tài)，造成資源浪費。新技術的加入則可將舊衣變新裝。近日中國化學纖維工業(yè)協會等在京召開的廢舊衣物定向回收再利用新聞發(fā)布會上，國內企業(yè)發(fā)布化學循環(huán)再生技術，可實現廢舊衣物高質量再造。中國化學纖維工業(yè)協會也與相關企業(yè)共建研發(fā)基地，推動清潔生產和廢舊紡織品回收利用。因此，本文的研究也就顯得十分的有意義。