废旧纺织品化学回收处理技术

王国娟

青岛市产品质量监督检验研究院 山东青岛 266000

在我国，废旧纺织品大多被当作垃圾进行填埋或者焚烧等简单处理。大部分纺织品很难降解，填埋会长期占用大量的土地资源，合成纤维，比如聚酯纤维、锦纶、腈纶等不易降解，掩埋后污染土壤环境；低温燃烧容易产生二噁英，高温焚烧会产生氮氧化物等大气污染物。BIR机构（国际性回收再生组织）2008年在瑞典哥本哈根大学进行研究得出结论：每使用1kg废旧纺织物，就可降低3．6kg二氧化碳排放量，节约水6000L，减少使用0．3kg化肥和0．2kg农药。因此，大量回收使用废旧纺织物，与原生材料的加工生产相比，明显减少了对二氧化碳的排放，也有效缓解了原料紧张压力。

1 废旧纺织品来源与回收再利用方法

目前废旧纺织品的回收利用方法主要有4种，分别是能量回收、机械回收、物理回收和化学回收法。能量回收是将废旧纺织品中没有使用价值但热值较高的纤维，通过焚烧转化为热量的方法。该方法简单易操作，回收彻底，但环境污染大，附加值低。

机械回收是将废旧纺织品直接处理后加工成纱线，织出具有穿着性或一定使用功能的面料，或直接将废旧布片经简单加工后使用的方法。经机械回收生产的产品可用作填絮料，或对半新旧的纺织品进行改造而成为新的产品，例如，做成拖把、抹布或工艺品等。该方法无需对废旧织物做分离处理，附加值也比较低。

物理回收是将废旧纺织品经过简单的机械加工后使之重新有利用价值的方法，常用于单组分的天然纤维或合成纤维如废旧毛纤维、聚酯纤维回收。这种方法处理对象全面，操作简单，对环境污染小；但对技术要求高，分类困难，成本高，工艺复杂，回收产品力学性能下降。

化学回收是将废旧纺织品中的高分子聚合物解聚得到单体，然后再利用这些单体制造新化学纤维的回收再利用方法。化学回收是对废旧纺织品回收的最佳方式，分解程度深，利用率高；但是对于组成成分不单一的织物回收难度大，产物难提纯分离[1]。

2 国内废旧纺织品回收利用存在的问题

我国废旧纺织品的回收渠道不断发展完善，形成的回收模式主要有通过慈善机构募捐回收，通过环卫系统分类回收，以及通过政府支持由企业或者机构回收。随着产业发展，国内废旧纺织品再利用的企业由小规模企业向龙头企业过渡，运作更加规范、产能大、社会责任和环境意识强，在废旧纺织品回收分拣方面，发挥了重要作用。

目前，国内已有企业在废旧纺织品的回收利用方面取得了一定成果：在再生聚酯行业，纯涤类废旧纺织品的回收利用已实现产业化应用；在废旧棉纺织品的回收利用方面，国内存在时间长，从回收到加工成产品然后市场推广，已经形成了比较完整的闭环链。

3 废旧纺织品化学回收处理技术

3.1 聚酯纤维

聚酯的回收技术研发在上世纪50年代就已经起步，并在80年代开始步入工业化运营阶段。美国DuPont公司、德国Hoechst公司、日本帝人公司，相继开发出聚酯纤维化学回收处理技术。解聚聚酯纤维的方法有糖酵解、胺解、甲醇分解、碱性水解、离子溶液法，回收产物可用于再生聚酯的生产。其中糖解和醇解是较成熟的降解方法。

醇解和水解使聚酯解聚成对苯二甲酸二甲酯（DMT）、乙二醇（EG）、对苯二甲酸（TPA）等单体或含几个对苯二甲酸单元的对苯二甲酸乙二醇酯（BHET）低聚物，然后再将单体或低聚物重新聚合成聚酯，醇解分为乙二醇醇解和甲醇醇解。乙二醇醇解由美国杜邦公司于20世纪60年代开发，由于是部分降解而不是彻底降解，因而成本相对较低。反应得到的高纯度BHET可直接用于生产纤维级聚酯。但乙二醇醇解法要求回收对象100%为PET均聚物。甲醇醇解原理是废PET与甲醇反应得到DMT和乙二醇，DMT可转化为对苯二甲酸或直接用作PET原料。甲醇醇解的化学反应是DMT与EG酯交换反应生成PET的逆反应。解聚工艺简单，但分离不同共聚单体难度较大[2]。

3.2 棉

回收的废棉可以作为粘胶纤维的生产原料，经化学处理也可制成吸附性功能材料，商业化领域已经实现了以棉纤维为原料的纸张和生物乙醇的生产。1979年，美国一家造纸公司用废旧纺织品生产出了优质的造币用纸。JEPLAN公司开发了一种将棉花转化为生物乙醇的技术，目前，这种技术在爱媛县今治市的一家工厂里被采用，不过通过这种方法生产每升乙醇的成本并不便宜，远高于常规工艺。

棉纤维中纤维素含量占90%以上，是制造再生纤维的主要原料。因此以废旧棉制品为原料，经制浆、碱化、黄化等工序后再溶于稀碱液中制成粘胶，再生粘胶纤维有良好的耐碱性和尺寸稳定性，其湿强也比经湿法纺丝而制成的普通粘胶纤维高很多。采用NMMO有机溶剂溶解和干湿法纺丝工艺制成的Lyocell纤维对环境无污染，具有良好的亲水性、吸湿性和悬垂性等。目前，科学家们正致力于研究借助高效环保的溶剂分离棉等废旧纺织品中纤维素分子的方法。目前有几种溶解纤维素的方法，比如Ioncell-F法，它使用了新型离子型溶剂

3.3 羊毛

利用酸碱酶将羊毛角蛋白降解为氨基酸、多肽、角蛋白大分子，可以广泛应用于食品、医药、纺织等工业领域。

3.4 腈纶

酸碱催化水解处理腈纶，使氰基转变成酰胺基或羧基，必要时进一步与其他高分子材料进行复配制成胶黏剂，用高分子材料改性制成多孔吸附材料。

3.5 氨纶

醇解法回收聚氨酯纤维提供了一种操作简单、回收率高、工艺流程短的方法。聚氨酯纤维降解产物经分离提纯后可与异氰酸酯和扩链剂反应，得到的聚氨酯产品可用作涂料、薄膜、泡沫纤维等[3]。

4 结语

废旧衣物多处于“扔之可惜，留着不穿”的状态，造成资源浪费。新技术的加入则可将旧衣变新装。近日中国化学纤维工业协会等在京召开的废旧衣物定向回收再利用新闻发布会上，国内企业发布化学循环再生技术，可实现废旧衣物高质量再造。中国化学纤维工业协会也与相关企业共建研发基地，推动清洁生产和废旧纺织品回收利用。因此，本文的研究也就显得十分的有意义。