废旧涤/棉织物分离回收方法

随着社会经济的发展，人们对纺织产品的需求也在不断增加，换衣频率越来越高，废旧纺织品问题日益凸显。据报道，2019年我国约产生了2400万t废弃纺织品，其中废旧涤纶、棉纺织品的比例高达83%。目前，废弃纺织品主要采用焚烧方式进行处理，既浪费资源，又无法实现剩余价值的有效利用，同时也带来了一系列环境污染问题。因此，对废弃纺织品进行合理回收迫在眉睫。单组分涤纶织物或棉织物相对易于回收，但涤/棉混纺织物目前仍难以回收利用，正受到诸多学者和企业关注，关于其分离方法的研究成为该领域的热点课题。

目前常用的废旧涤/棉织物回收再利用方法包括物理法和化学法。其中，物理法是指在不改变纤维化学结构的情况下，利用机械外力对废料进行开松、除杂等工序后，再次加工成纺织品，所得产品通常附加值较低；化学法是将其中某种组分进行溶解或降解成低聚物，或解聚成小分子单体，再经聚合、纺丝等工序实现再利用，通常能够获得具有较高附加值的产物。涤/棉混纺织物中，棉纤维中的β－1,4糖苷键对H3O＋较敏感，在其作用下纤维素大分子链断裂，分子量降低，最终水解为寡糖溶解于水中。分离得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）仍具有一定的力学性能，可重新加工成纤维；棉纤维的水解产物可作为纤维素原料用于制备乙醇，实现废弃纺织材料的再利用。以下主要介绍几种常用的分离废旧涤/棉混纺织物中涤、棉纤维的化学方法。

醇解法

醇解法是在一定的温度和催化条件下，采用解聚剂对涤纶进行降解脱除，只留下单一组分的棉纤维，达到涤/棉分离的目的。醇解过程中常用的解聚剂有很多，其中以乙二醇最为常用。PET在乙二醇催化下发生裂解，得到对苯二甲酸（2－羟乙基）酯（BHET），该单体在聚合过程中形成PET，可继续使用。

离子液溶解法

离子液溶解法通常是使一种组分完全溶解在离子液中，但不发生降解，另一种组分保留并被分离出来。如荣真等用离子液体1－丁基－3－甲基咪唑氯盐（[BMIM]Cl）分离废旧涤/棉混纺织物，棉纤维溶解后可转变成固态纤维素，涤纶因不溶而被分离，其性能没有发生显著变化。夏光梅等研究采用1－烯丙基－3－甲基咪唑氯化物（[AMIM]Cl）溶剂分解涤/棉混纺织物，结果表明混纺织物中的棉纤维可以充分溶解在氨氯溶液中，从而实现涤、棉的高效分离，将其固化后再进行干燥，可得到一种透明的纤维素薄膜。

使用[AMIM]Cl分离混纺织物中的涤/棉组分

水热法

水热法是指一些难溶或不溶于水的物质，在高温高压下溶解再结晶。利用涤/棉耐酸碱性不同，在某一组分保持稳定的状态下，将另一种组分水解为单体，从而实现棉纤维与涤纶的分离。如杜永康等利用磷酸在水热条件下把纤维素纤维降解为低聚合度的粉末，过滤出完整度较高的涤纶，实现了涤、棉分离。张美玲等在140℃、保温2.5h的条件下，利用盐酸对废旧涤/棉织物进行分离，得到的涤纶质量未损失，棉纤维水解为固态纤维素，实现了良好的分离效果。

水热法分离涤/棉纺织品

通过以上涤、棉分离方法的梳理可以看出其各具特点，汇总如表 1 所示。通过对比发现，每种方法都需使用化学试剂，其残液后续处理会对环境造成一定影响甚至危害；每种方法都有一定的应用前提，因此对废旧涤/棉织物回收利用应考虑组合方案，在提高废旧织物回收利用效率的同时尽量减少对环境的二次污染。

表 1 各种涤、棉分离方法的优缺点

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