本发明属于资源回收,具体涉及一种废旧纺织品的回收方法。
背景技术:
1、目前,废旧服装的处理方式主要为填埋或焚烧,造成了严重的环境污染。同时,石油资源面临枯竭,极大地限制了以石化产业链为基础的化纤行业今后的发展,导致化纤原料供应紧张。因此,纺织品的有效回收利用,不仅可以减少废旧纺织品的污染,有利于环境保护,还可以减少占用耕地,降低对石油基产品的依赖,这已成为纺织材料领域的研究热点。
2、根据纤维的成分可以将纺织品分为纯纺织品和混纺织品。纯纺织品使用的是相同成分的纤维,主要有纯毛、纯棉、聚酯纤维等;混纺织品含有两种以上不同种类的纤维,与纯纺织品相比,混纺织品通常具有优良的性能,如可调节性和多样性等,因此,废旧纺织品通常以混纺的形式存在。纯纺织品的回收再利用工艺较为成熟,而由于混纺织物中各组分紧密结合无法有效分离,其回收利用难度较大,所以混纺织品回收利用显得尤为重要。在混纺织物中,又以涤棉织物最为常见,目前酸碱水解法、醇解法、水热法、酶解法等均能实现废旧涤棉织物的回收利用。
3、在废旧纺织品回收领域,酸碱水解法因其工艺操作相对简单、能耗较低、成本可控而受到关注。然而,该方法使用的酸碱溶液腐蚀性强,不仅带来较大的环境风险,且对纤维的破坏性大,导致反应产物难以有效分离。醇解法虽然反应条件较为温和、无腐蚀性,但所使用的醇类溶剂易挥发、易燃,存在显著的安全隐患。生物酶法同样具有反应温和、选择性高的优势,但其反应条件通常较为苛刻、反应周期长;更关键的是,该技术的瓶颈在于难以培养出高效、稳定且适应性强的生物酶。因此,开发一种环境安全高效、条件温和且产物易于分离的新型废旧纺织品回收技术,成为当前亟待解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种废旧纺织品的回收方法,以解决现有技术涤棉混纺织物回收存在产物不易分离的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种废旧纺织品的回收方法,包括以下步骤:
4、步骤一、将废旧纺织品进行消毒、脱色,粉碎处理,得到预处理废旧纺织品;
5、步骤二、将柠檬酸、氯化锌、聚醚基离子液体和去离子水混合均匀,得到处理液,将预处理废旧纺织品加入处理液中,真空下,搅拌处理,得到解离浆料;
6、步骤三、对解离浆料进行离心处理,得到纤维素溶液和聚酯不溶物,将聚酯不溶物在120-150℃下搅拌1-7h,之后水洗、干燥,得到聚酯;
7、步骤四、将纤维素溶液进行铺膜、凝固、清洗、干燥处理,得到再生纤维素膜。
8、进一步地,处理液中柠檬酸、氯化锌、聚醚基离子液体和去离子水的用量比为1-3g:1-3g:1-3ml:10ml。
9、进一步地,预处理废旧纺织品和处理液的用量比为1g:8-15ml。
10、进一步地,步骤二所述真空的真空度为100-1000pa。
11、进一步地,步骤二中搅拌处理温度为70-95℃,时间为0.5-4h。
12、进一步地,所述聚醚基离子液体端羟基聚环氧氯丙烷和n-甲基咪唑反应得到,端羟基聚环氧氯丙烷由环氧氯丙烷开环聚合得到。
13、进一步地,所述聚醚基离子液体制备步骤如下:
14、s1、将1,2-二氯乙烷、乙二醇和三氟化硼乙醚加入烧瓶中,氮气保护下,降温至0℃,边搅拌边滴加环氧氯丙烷的1,2-二氯乙烷溶液,滴加完毕后,搅拌反应3-5h,之后将反应产物转移至分液漏斗中,蒸馏水洗涤三次,再转移至蒸馏瓶中,70℃、0.09mpa下减压蒸馏3h,得到端羟基聚环氧氯丙烷;
15、s2、将端羟基聚环氧氯丙烷加入甲苯中,搅拌5-8min后加入n-甲基咪唑,升温至45-55℃搅拌反应10-12h,冷却至室温后加入乙醚,之后将反应产物转移至蒸馏瓶中,90℃、0.1mpa下减压蒸馏去除甲苯,得到聚醚基离子液体。
16、进一步地,s1中乙二醇、三氟化硼乙醚和环氧氯丙烷的体积比为2.8:2:38.5-39.2,环氧氯丙烷的1,2-二氯乙烷溶液中环氧氯丙烷和1,2-二氯乙烷体积比为1-2:1。
17、进一步地,s2中甲苯、端羟基聚环氧氯丙烷、n-甲基咪唑和乙醚的用量比为50-100ml:40g:60-65ml:50-100ml。
18、进一步地,所述消毒和脱色具体操作步骤为:
19、将废旧纺织品浸没于双氧水或者次氯酸钠溶液中,控制固液比为1g:15-25ml,温度55-70℃下脱色15-20min,再于100-110℃下干燥2-6h,完成消毒和脱色步骤。
20、进一步地,所述粉碎处理的粉料粒径≤2mm。
21、进一步地,所述废旧纺织品为废旧棉/聚酯混纺纺织品。
22、进一步地,步骤三所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
23、进一步地,步骤四中凝固是在20℃的去离子水中进行。
24、进一步地,步骤四中干燥温度为110-120℃,干燥时间为24h。
25、本发明的有益效果:
26、1.本发明提供一种废旧纺织品的回收方法,以废旧棉/聚酯混纺纺织品为原料,利用柠檬酸、氯化锌、聚醚基离子液体和去离子水组成的处理液实现了涤棉中棉纤维的分离溶解,得到回收聚酯产物和再生纤维素膜,处理能效高,选择性地溶解棉纤维,同时保持聚酯纤维的完整性,实现废物的二次利用,节能环保,处理液温和,避免强酸强碱加剧设备腐蚀风险和对操作人员的危害,处理液主要溶剂为水及不易挥发、不易燃的离子液体,消除了醇类溶剂带来的风险。
27、2.本发明处理液由柠檬酸、氯化锌、聚醚基离子液体和去离子水复配组成,其关键在于利用了聚醚基离子液体、氯化锌与柠檬酸三者的协同增效作用,有效解决了单一体系处理废旧涤棉混纺织物时浆料粘度过高、聚酯与纤维素难以分离导致回收率低的问题,其中聚醚基离子液体属于咪唑类离子液体,是纤维素的良溶剂,能够利用分子中的阴离子有效破坏纤维素分子间氢键使纤维素溶解而不发生降解,但是单一使用,会造成解离浆料粘度大,聚酯和纤维素难以分离,导致产物回收率较低,因此,本发明还在处理液中引入氯化锌和柠檬酸,zn2+与电子对供体纤维素上的羟基氧相互作用,依次破坏纤维素分子间氢键,促进纤维素大分子链的分解,柠檬酸则提供大量的h+维持酸性环境,抑制络合物形成,同时破坏纤维素的糖苷键,使纤维素大分子的氢键和糖苷键断裂,使解离浆料粘度降低,实现废旧涤棉混纺织物组分有效分离的目的;
28、此外,解离浆料经过离心处理后,分离出聚酯,柠檬酸、氯化锌、聚醚基离子液体与纤维素共同形成再生纤维素膜,聚醚基离子液体中的柔性醚键有利于提高再生纤维素膜的韧性,而锌离子能够与纤维素中的羟基基团形成离子配位键,柠檬酸能够与纤维素之间通过氢键作用结合,这些相互作用有利于提升再生纤维素膜的力学性能。
1.一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,处理液中柠檬酸、氯化锌、聚醚基离子液体和去离子水的用量比为1-3g:1-3g:1-3ml:10ml。
3.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,预处理废旧纺织品和处理液的用量比为1g:8-15ml。
4.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,步骤二所述真空的真空度为100-1000pa。
5.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,步骤二中搅拌处理温度为70-95℃,时间为0.5-4h。
6.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,所述聚醚基离子液体由端羟基聚环氧氯丙烷和n-甲基咪唑反应得到,端羟基聚环氧氯丙烷由环氧氯丙烷开环聚合得到。
7.根据权利要求1或6所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,所述聚醚基离子液体制备步骤如下:
8.根据权利要求7所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,s1中乙二醇、三氟化硼乙醚和环氧氯丙烷的体积比为2.8:2:38.5-39.2,环氧氯丙烷的1,2-二氯乙烷溶液中环氧氯丙烷和1,2-二氯乙烷体积比为1-2:1。
9.根据权利要求7所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,s2中甲苯、端羟基聚环氧氯丙烷、n-甲基咪唑和乙醚的用量比为50-100ml:40g:60-65ml:50-100ml。
10.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品的回收方法,其特征在于,所述消毒和脱色具体操作步骤为: