據測算,如果我國廢舊紡織品綜合利用率達到60%,年可産出化學纖維940萬噸、天然纖維約470萬噸,相當于節約原油1520萬噸,節約耕地1360萬畝,将有效緩解紡織工業資源緊缺問題。
廢舊紡織品回收再利用是符合生态、綠色、低碳、環境友好要求的必經之路,已經得到了越來越多的關注。
例如,回收的廢舊棉織物就是生産再生纖維素纖維的原料。目前生産的再生纖維素纖維主要是粘膠,它是纖維素經化學工藝堿化、老成、黃化等工序後,溶于稀堿溶液制成紡絲原液,通過濕法紡絲制成的。但這種方法會産生毒性高的副産物。
目前唯一商業化的替代方法是生産Lyocell纖維的溶劑法。此法所用化學原料無毒,但離子液體成本較高,并且黏度較高,對生産工藝造成了一定的困難。
為了減少離子液體的用量,澳大利亞迪肯大學的Nolene Byrne等提出采用二甲基亞砜(DMSO)作為共溶劑與離子液體1-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽([Bmim]OAc)一起用于廢舊棉織物的溶解,改進了再生纖維素纖維的生産工藝。
DMSO降低了紡絲用溶劑的黏度,并将其成本減少了77%。而且,這項工藝既可以根據需要在再生纖維素纖維上保留原始織物的顔色,從而避免再次染色;也可以去掉染料而使纖維呈最常見的白色。
在完成對紡絲溶液的溶解性以及原液的流變性研究以後,該團隊開始着手将廢舊棉質衣物回收成纖維。他們選用了一條紅色牛仔布短褲,剪碎并磨成粉末,然後将粉末放進10 %的NaOH溶液裡進行攪拌。
由NaOH溶液處理5h後,粉末由紅色變成白色。如果褲子不被剪碎并磨成粉末,經過NaOH溶液處理後不會褪色。紅色和白色的粉末分别溶于B/D為20:80的雙組分溶劑中,經過濕紡分别形成紅色和白色的纖維。
白色粉末溶液的白度略高于白色纖維,這是因為離子液體本身輕微發黃。紅色纖維的顔色強度(K/S值)低于紅色短褲,表明溶解和濕紡過程發生了部分褪色的現象。
白色纖維與粘膠纖維相比,表現出較佳的綜合力學性能,能滿足制作服裝的要求。
研究團隊采用離子液體比例僅為20%的雙組分溶劑制成的紡絲原液,與純離子液體作為溶劑制成的紡絲原液相比,不僅黏度降低,而且成本由900美元/kg減少至202美元/kg。雙組分溶劑在經過蒸餾後可以回收并重新利用,達到了循環利用的目的。這項研究為廢舊棉織品的可持續性的回收提供了廉價、簡便的方法。
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