2023年10月23日
废旧纺织品回收后按照处理方式可分为直接利用和资源利用两种。直接利用是将回收的纺织品进行分拣后,将品质较好的一部分进行清洗、消毒等处理,二次投放市场或投入公益活动,但是我国禁止二手服装在市场流通;资源利用是将废旧纺织品回收后再加工使用,按照处理方式不同可分为能量法、机械法、物理法和化学法。
化学法回收再生技术主要针对废旧聚酯纺织品,通过化学方法将纤维分子解聚成低聚物、酯单体甚至原料单体后,再加以利用。目前对化学法回收研究较多,针对不同材料的废旧纺织品开发了不同的化学方法。化学法能够最大程度利用废旧纺织品,生产过程伴随除杂提纯,所得产品品质好,附加值高,循环过程能够实现资源闭环,对环境友好,是目前研究的主流方向。然而该方法涉及工序多,流程复杂,技术难度大,且投资成本高,目前工业化进程较慢。
废旧天然纤维纺织品化学法回收技术进展
对于天然纤维废旧纺织品,化学法回收针对的是其含有的纤维素组分。棉纤维的纤维素含量可达94%,是制备高值化再生纤维素产品的优异原料,所以废旧天然纤维纺织品的化学法研究目前主要集中在废旧棉纺织品上。废旧棉纺织品的化学法再生利用是通过化学方法来回收废旧棉织物中的纤维素或非纤维素部分。对于混纺的废旧棉织物,还需要利用特定的化学溶剂,将废旧含棉织物中的棉纤维或其他组分溶解并过滤,使不同组分相互分离,以实现对各种组分进一步回收再利用。其基本流程为废旧棉纺织品—再生浆粕—Lyocell纺丝技术(N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶剂体系纺丝)—高值化再生纤维素纤维。
废旧棉再生浆粕的制备技术包括直接溶解法和蒸煮制浆法。直接溶解法存在聚合度不可控、杂质含量高且分离难度大、溶剂回收成本高等问题。蒸煮制浆法过程可控、杂质易分离且成本较低,产业化前景更为广阔,但仍然存在纤维素的解聚及聚合度调控机制、非纤维素杂质脱除机制不明晰且脱除不完全等问题,尚缺乏与废旧棉纺织品性质相匹配的专用技术,包括非纤维素杂质高效脱除、浆粕聚合度调控及分离纯化技术。废旧棉再生浆粕制备再生纤维素纤维的技术路线目前主要有粘胶法和新型溶剂法。
瑞典Renewcell公司将消费后和生产过程中产生的纤维素纺织废料(如废棉牛仔裤、T恤等旧衣物)转化成新的回收粘胶浆Circulose®,目前能实现小批量供应废旧棉再生浆。兰精利用Renewcell废旧棉再生浆粕与原浆混合(原生浆70%,消费前再生浆20%,消费后再生浆10%)制备悦菲纤莱赛尔纤维,已实现了量产;赛得利废旧棉再生浆与木浆混合,实现了万吨级再生粘胶纤维的量产;国内唐山三友集团兴达化纤与其合作,可以量产提供含有回收棉粘胶短纤维面料。日前,其与日本大和纺绩合作,使用100% Circulose®制成的纺织纤维,以供全球时尚品牌使用,目前Zara与Renewcell合作的首批产品现已在Inditex品牌的网站上提供。
图片来源:Renewcell官网。
瑞典Södra研发了世界上首个实现工业化规模处理废旧混纤纺织品的回收工艺OnceMore®工艺,利用该工艺可将废旧纺织品中(白色)的棉和涤纶分离,再将纯棉制备的再生浆粕与原浆料进行混合,制备再生纤维素纤维。唐山三友以含有回收再生Södra OnceMore®浆粕为原料,实现了批量生产粘胶短纤维ReVisco™纤维;兰精与赛得利也均购买该公司消费后纺织废料溶解浆生产再生纤维素纤维,并实现了批量化生产。
图片来源:Södra官网。
废旧混纺纺织品化学法回收技术
纺织品中最常见的是混纺织物,由于其结合了多种纤维的优势,更能满足人们对衣着的不同需求。在混纺织物中,聚酯/棉混纺类织物达到80%以上。这类织物由聚酯纤维和棉纤维通过混合、并条等工艺纺成纱再经织造而成。由于纱线中两种纤维紧密缠绕,为回收处理工作带来巨大困难,纤维混纺结构成为废旧纺织品循环再生的堵点和难点。聚酯纤维和棉纤维具有完全不同的物化结构与特性,通过不同化学试剂有选择地将混纺织物中的一种纤维溶解或分解成低分子或单体,再分别对两种成分进行再生利用。针对废旧涤棉纺织品回收传统的化学法主要有酸解法、水解法、醇解法(乙二醇醇解法、甲醇醇解法)。其中,酸解法主要针对棉纤维,在一定条件下通过稀酸溶液中的氢离子和棉纤维分子链上的氧原子结合,使棉纤维降解为还原性糖和棉渣粉末,涤纶保持不变。但酸性溶液除对环境和设备带来诸多损害外,对涤纶损伤也较大。水解法和醇解法主要通过化学试剂与涤纶发生反应。水解法原理简单,但技术实施难度大,中性水解反应条件苛刻,单体纯度低,短期内不能实现规模化应用。故目前以醇解法为主,包括甲醇醇解和乙二醇醇解,前者解聚条件苛刻,解聚不完全,单体DMT(对苯二甲酸二甲酯)回收率低;乙二醇醇解法工艺条件相对温和,对设备要求较低,日本帝人、美国杜邦等公司拥有相关专利技术,但解聚单体纯度低,质量不稳定,受原料影响大。为此,帝人进一步开发了乙二醇醇解甲醇酯交换技术,该技术是目前解决废旧混纤涤纶纺织品唯一的产业化路径。国内佳人最初引进的即为帝人的技术。
除以上传统的化学方式外,目前还涌现生物酶法、水热法等新型分离方法。生物酶法利用稀酸碱预处理废旧涤棉纺织品,通过纤维素酶将棉纤维水解为葡萄糖,再发酵为乙醇,极大地减少了酸碱的使用,降低了对环境的危害;水热法是利用温度和压力达到一定值后,采用水溶液作为反应体系,使难溶或不溶的物质溶解并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。与传统方法中只与其中一种纤维反应不同,该方法能与一类或两类纤维同时反应。如在超临界水热条件下,棉纤维碳化为碳微球,涤纶水解为对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。新型分离方法虽然可以降低对环境的危害,实现废旧涤棉的最大化利用,但该类技术尚未发展成熟,目前大部分适用于实验室,距离大规模工业化生产还有很长的路要走。
(来源:纺织导报)
※ 有关作品版权事宜请联系:010-84463638转8850 电子邮箱:info@texleader.com.cn
纺织导报官方微信
© 2024 《纺织导报》 版权所有
京ICP备10009259号-3
京公网安备 11010502045125号
Powered by SeekRay