本發(fā)明涉及一種用廢舊滌棉織物分離回收的方法，屬?gòu)U舊滌棉纖維回收利用、制備化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)如今，人們的生活及消費(fèi)水平不斷提高，紡織品的使用周期急劇縮短，廢舊紡織品呈逐年上升的趨勢(shì)。然而，紡織原料用料的不斷增加，造成了耕地面積銳減以及原料價(jià)格上漲等諸多問(wèn)題?！凹Z棉爭(zhēng)地”成為了不容忽視的社會(huì)問(wèn)題。與此同時(shí)，更新?lián)Q代產(chǎn)生的廢舊紡織品回收再利用的效率卻極低。造成了資源的極大浪費(fèi)。如果我國(guó)廢舊紡織品綜合利用率達(dá)到60%，每年可節(jié)約原油1 880 萬(wàn)t，節(jié)約耕地109萬(wàn)hm2，占全年棉花耕地面積的近一半，極大地減少我國(guó)紡織原料對(duì)外依存度。廢舊紡織品的回收是再利用的基礎(chǔ)和前提條件。廢舊紡織品分類回收和再生纖維加工，不僅提高了廢舊紡織品回收及再利用水平，還有助于彌補(bǔ)我國(guó)紡織原材料供給不足，實(shí)現(xiàn)織物資源的循環(huán)利用。
中國(guó)每年加工生產(chǎn)的纖維超過(guò)4000萬(wàn)噸，其中，滌綸、棉纖維及兩者的混紡織物占纖維消耗量的一半以上。根據(jù)“十二五”紡織工業(yè)科技進(jìn)步的重點(diǎn)任務(wù)，今后將大力發(fā)展化纖和天然纖維廢棄紡織品的回收利用技術(shù)。滌棉混紡織物是滌綸短纖維和棉纖維混合紡紗織成的織物，常用混合比例是滌綸:棉纖維=70:30。在紡織工業(yè)中，滌棉混紡織物占有很大的比例，由于滌棉混紡織物強(qiáng)度好、韌性好、耐磨耐用，不易磨損，使用壽命長(zhǎng)，常用來(lái)制作滌棉混紡衣物、工業(yè)用蓋布、傳送帶、牽拉繩索等，工業(yè)應(yīng)用和日常生活中應(yīng)用越來(lái)越多。滌棉混紡織物在工業(yè)和日常應(yīng)用中越來(lái)越多，產(chǎn)生的廢舊滌棉混紡織物也隨之增加，我國(guó)每年產(chǎn)生的廢舊滌棉混紡織物大約在3000 萬(wàn)噸，回收利用率還不到 10%，由于回收技術(shù)的落后，廢舊滌棉混紡織物常被掩埋或焚燒，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，如何對(duì)廢舊滌棉纖維回收利用已成為重要的研究課題。
將廢舊紡織品中不同品種的纖維進(jìn)行分離，是廢舊紡織品深層次在利用的基礎(chǔ)。現(xiàn)有技術(shù)中，將混紡纖維分離的過(guò)程對(duì)人力和工藝的要求頗高，混紡纖維的分離較為困難。目前國(guó)內(nèi)、外對(duì)于滌綸、相及其混紡纖維的回收,均是通過(guò)將其中的滌綸組份與相組份分開(kāi)后進(jìn)行回收利用。結(jié)合廢棄相織物的組份特點(diǎn),對(duì)于滌綸,最有效的是通過(guò)化學(xué)試劑將滌綸水解或醇解成單體,再利用這些單體重新制造新的滌綸纖維;而其中的相線由100%的纖維素構(gòu)成,可以作為酶水解的原料生產(chǎn)可發(fā)酵單糖,進(jìn)而通過(guò)將單糖用微生物發(fā)酵生產(chǎn)乙醇和丁醇、細(xì)菌纖維素等生物基燃料或生物基材料。但廢棄相織物中相基纖維高度的結(jié)晶結(jié)構(gòu)對(duì)酶水解轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵粧有很大的阻石導(dǎo)作用。因此,對(duì)于相纖維的回收利用,目前釆用的方法是將其開(kāi)清相后重新加工成再生相紗,由于回收過(guò)程中產(chǎn)生的短纖維較多,所以回收的相纖維中能用于紡紗的量較少,導(dǎo)致再生相多沙、質(zhì)量不高,僅能用于生產(chǎn)價(jià)值較低的紡織品。經(jīng)檢索現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),專利授權(quán)公開(kāi)號(hào):cN102219924A,發(fā)明專利名稱:一種滌相混紡織物分高及滌綸再聚合裝置,該裝置的分高實(shí)質(zhì),是通過(guò)乙二醇將滌相混紡 f維中的滌綸醇解成可溶的單體,分高固態(tài)的相組份后,通過(guò)縮聚機(jī)構(gòu)將醇解得到的單體重新生成滌綸。此裝置能連續(xù)高效的分高滌相f昆紡織物中的滌綸纖維和相纖維,但沒(méi)有提出分離后的棉纖維的利用方式。且滌綸經(jīng)醇解和重新縮聚的過(guò)程,回收成本較高,難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
紡織學(xué)報(bào),2012年33巻第7期報(bào)到了一種回收滌綸和滌相混紡織物的方法, 其主要步驟如下:將二甲基亞砜(DMS0)與紡織品在185-194℃下反應(yīng)60分鐘后,滌綸被DMSo溶解,將相纖維從聚西講液中濾出,洗滌干燥后回用,再將短生連聚西部液蒸餾,回收部分 DMSo試劑,剩余的固體在聚合釜中進(jìn)行聚合形成再生滌綸聚西言。該方法雖然回收效率較高,能夠在短時(shí)問(wèn)內(nèi)溶解并分離滌相織物,但 DMSo完全回收較為因難, DMSo的殘留會(huì)使再生滌綸的粘度降低,且主要試劑一二甲基亞砜毒性較高,存在措在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、反應(yīng)溫度較高。
另一篇關(guān)于滌相織物回收的專利,專利公開(kāi)號(hào) :CN020610005B,發(fā)明專利名稱：一種滌綸纖維或者滌綸織物廢料回收再利用方法，該專利申請(qǐng)內(nèi)容涉及通過(guò)一種或幾種有機(jī)溶劑將滌綸纖維及其混紡織物中的滌綸成分溶解或醇解，通過(guò)過(guò)濾分離出不溶解的非滌綸纖維后，將醇解得到的聚對(duì)苯二甲乙二醇酯及其醇解產(chǎn)物經(jīng)蒸餾回收，進(jìn)一步加工后利用。該法使用于任何含有滌綸的廢料，但滌綸回收率只能達(dá)到90%以上，且涉及的溶劑較多毒性強(qiáng)。經(jīng)這些方法回收的滌綸纖維主要性能沒(méi)有發(fā)生重大變化，但分離效果不理想，并不能使棉纖維和滌綸纖維完全分開(kāi)，且大多工藝復(fù)雜，導(dǎo)致處理效率低和回收成本較高。
滌綸和棉纖維物化性能的差異使得廢舊滌棉織物的分離具有一定難度，因而，滌棉分離成為了廢舊滌棉混紡織物回收利用的首要難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種工藝方法較為簡(jiǎn)單、環(huán)保、產(chǎn)物附加價(jià)值較高的廢舊滌棉混紡織物回收利用的方法。以廢舊滌棉混紡織物為原料，經(jīng)洗滌、亞臨界水解、干燥、研磨，分離滌棉織物，得到棉纖維的降解產(chǎn)物及滌綸纖維，以達(dá)到用廢舊滌棉纖維分離及回收再利用的目的。
本發(fā)明的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種亞臨臨界水條件下分離廢舊滌棉混紡織物的方法，其步驟包括：
（1）將廢舊滌棉混紡織物剪碎，作為原料加入反應(yīng)釜；
（2）向反應(yīng)釜中加入鹽酸溶液，以一定的固液比與原料混合均勻，隨后加入催化劑；
（3）在設(shè)定溫度下反應(yīng)，使得廢舊滌棉混紡中的棉纖維水解，滌綸纖維不發(fā)生變化；
（4）反應(yīng)結(jié)束后，取出試樣過(guò)濾，分離產(chǎn)物，得到微晶纖維素及滌綸纖維。
2.較佳地，步驟（1）中將廢舊滌棉混紡織物粉碎成為10cm*5cm的碎片。
3.較佳地，步驟（2）中反應(yīng)體系的固液比為1:10-1:30，更優(yōu)選為1:25.
4.較佳地，步驟（2）中使用的鹽酸溶液的濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%-2%，更優(yōu)選為0.5%。
5.較佳地，步驟（2）中加入的催化劑為氯化鐵，用量為0.1-0.3g，更優(yōu)選為0.3g。
6.較佳地，，步驟（3）中反應(yīng)溫度為110-170℃，更優(yōu)選為150℃；反應(yīng)時(shí)間為1-5h，更優(yōu)選為5h。
7.較佳地，步驟（4）中是以中速濾紙過(guò)濾。
8.較佳地，步驟（4）中是以離心分離的方式進(jìn)行地面產(chǎn)物分離。
本發(fā)明利用環(huán)保低耗的水熱法處理廢舊滌棉混紡織物，在亞臨界水條件下，對(duì)廢舊滌棉混紡織物進(jìn)行稀酸水解處理。在催化劑（能夠降低棉纖維的結(jié)晶度和聚合度，同時(shí)對(duì)滌綸纖維無(wú)影響）的作用下，使得廢舊滌棉混紡織物在較低的反應(yīng)條件下，棉纖維降解為微晶纖維素而滌綸纖維不發(fā)生變化。從而分離滌棉混紡織物，回收為附加價(jià)值較高的微晶纖維素和滌綸纖維。
本發(fā)明較于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果至少包括：
（1）本發(fā)明在亞臨界水條件下水解滌棉混紡織物，在溫和的條件下降解棉纖維，而不溶解滌綸，滌綸回收率高達(dá)100%?；厥盏臏炀]物理力學(xué)性能良好，可直接加工，節(jié)約成本；
（2）同時(shí)，本發(fā)明中棉纖維水解后得到微晶纖維素，可直接利用，節(jié)約能源。
（3）本發(fā)明使用的試劑為濃度極低的鹽酸溶液，腐蝕性小，對(duì)環(huán)境污染??；本發(fā)明在較低溫度及壓力下進(jìn)行，降低了能耗。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)容以及圖1所示的流程圖。提供以下實(shí)施實(shí)例：
實(shí)施例1：不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度的稀鹽酸用于廢舊滌棉混紡織物的回收
（一）原料
1.廢舊滌棉混紡織物，混紡比為65:35；
2.鹽酸和氯化鐵；
（二）方法
1.將廢舊滌棉混紡織物粉碎成料，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的鹽酸溶液，并保持固液比為1:25，使溫度恒定在150℃開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5h。
2.將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行攪拌，并用中速濾紙進(jìn)行過(guò)濾，將篩上的固體產(chǎn)物分別用水、酒精洗滌多次，沖洗干凈后烘干待用。
反應(yīng)過(guò)程中的原理是，棉纖維是由纖維素大分子對(duì)其而成的纖維素纖維，纖維大分子中的1- 4β苷鍵具有縮醛鍵的性質(zhì),對(duì)H+敏感。當(dāng)H+作用于纖維素時(shí),苷鍵發(fā)生斷裂,聚合度下降。同時(shí)，滌綸纖維是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇合成的高聚物，在濃度較低的酸條件下，不會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。一定條件下，廢舊滌棉混紡織物水熱反應(yīng)后，棉纖維分解為微晶纖維素而滌綸不發(fā)生變化，從而將滌棉分離，回收為滌綸纖維和微晶纖維素；
（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)測(cè)定，采用加入鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%后，滌綸的回收率均達(dá)100%，微晶纖維素的得率分別為76.7%、73.2%、67.3%、62.07%、58.82%。
實(shí)施例2：不同反應(yīng)時(shí)間用于廢舊滌棉混紡織物回收
（一）原料
1.廢舊滌棉混紡織物，混紡比為75:25；
2.鹽酸和氯化鐵。
（二）方法
1.將廢舊滌棉混紡織物粉碎成料，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的鹽酸溶液和0.3g氯化鐵，并保持固液比為1:25，使溫度恒定在150℃開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2h、3h、4h、5h、6h。
2.將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行攪拌，并用中速濾紙進(jìn)行過(guò)濾，將篩上的固體產(chǎn)物分別用水、酒精洗滌多次，沖洗干凈后烘干待用。
(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)測(cè)定，采用反應(yīng)時(shí)間為2h、3h、4h、5h、6h后，滌綸的回收率均達(dá)100%，微晶纖維素的得率分別為94.55%、100%、98%、82.69%、77.36%。
實(shí)施例3：不同反應(yīng)溫度用于廢舊滌棉混紡織物的回收
（一）原料
1.廢舊滌棉混紡織物，混紡比為75:25。
2.鹽酸和氯化鐵
（二）方法
1.將廢舊滌棉混紡織物粉碎成料，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的鹽酸溶液和0.2g氯化鐵，并保持固液比為1:25，使溫度恒定在130℃、140℃、150℃、160℃、170℃，反應(yīng)時(shí)間為5h。
2.將反應(yīng)后的溶液進(jìn)行攪拌，并用中速濾紙進(jìn)行過(guò)濾，將篩上的固體產(chǎn)物分別用水、酒精洗滌多次，沖洗干凈后烘干待用。
(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)測(cè)定，采用反應(yīng)溫度為130℃、140℃、150℃、160℃、170℃后，滌綸的回收率均達(dá)100%，微晶纖維素的得率分別為69.95%、59.05%、58.21%、51.43%、52.83%。