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尼龙材质(聚酰胺)服装回收利用的技术突破

2020年11月27日 星期五 来源:PUWORLD独家发布 我来说两句 保存为书签

环球聚氨酯网讯:尼龙(聚酰胺)是由不可再生的原油作为原材料生产的。这就是为什么将这些纤维用于像衣服这样寿命很短的产品,并不是一个很好的选择。当用聚酰胺制成的衣服在人们穿完之后被丢弃时,最终主要污染的是环境。然而,我们并不能简单地抛弃聚酰胺,因为它确实使纺织品更耐用和更具弹性。例如,传统的女式长袜和地毯几乎完全由聚酰胺制成。在帽子或制服材料中,聚酰胺通常与羊毛或棉混纺,因为这增加了他们穿着时的舒适度。到目前为止,因为这些混合纤维的原因,回收衣物的尝试都失败了。

由于含有聚酰胺的衣物数量巨大,这就更成问题了。在典型混合比例为15%至20%的情况下,2018年全球废弃量为1080万吨。

位于奥地利Innsbruck的纺织化学和纺织物理研究所所长Tung Pham博士说:“如果我们能回收其中的一部分作为制造新纤维的原材料,我们就已经对环境做出了重大贡献。”

他和他的团队一起研发了一种新的方法来回收含有聚酰胺纤维的衣物。

目前合成纤维服装回收技术先进性在哪里?

你无法仅仅依靠机械加工过程分离出含有聚酰胺的纺织纤维。虽然这个方法可能适合于塑料。塑料回收已经有一些成功的回收技术。例如用于从瓶子中分离聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯(PE)产品。现在甚至可以买到从塑料瓶中提取的回收聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的服装面料。然而到目前为止,还没有一个完全循环利用系统。”

回收利用聚酰胺纤维制成的衣服有何问题?

纤维通常已经纺成了纱,这种混纺纱很难用机械方法分离出纤维。以前的尝试都没有成功。纤维在回收过程中严重受损,短得不能再纺纱了。”

此外,溶剂也会在回收过程中破坏了纤维。例如,在化学回收方法中,混纺纤维会溶解在超临界介质中,甚至在超临界水中也溶解了,不能再分离出纤维了。“(注意:标准条件下,超临界水的性质与水明显不同。它有正常水的密度和水蒸气的黏稠度)。

理论上,有机溶剂如甲酸或甲酚也可以用来溶解聚酰胺。然而,这种加工技术被认为是落后的,因为它需要大量的溶剂。从技术和生态角度来看,这是有问题的,因此没有使用这种方法。这意味着还没有找到从聚酰胺中分离羊毛、棉、人造丝和弹性纤维的方法。从其他纤维中分离聚酰胺是可能的,但一旦有混纺纱,我们就无能为力了”

你用的是什么方法?

“因此,对于我们而言,机械分离是不可能的。在我们的方法中,只有聚酰胺被溶解,这样羊毛成分很容易被分离成羊毛纤维。这只会使纤维长度受到最小程度减小。我们的方法是通过溶解聚酰胺来解开羊毛或棉花的周围结构。这使我们有机会在分离松散的羊毛或棉花时不对纤维造成任何严重损害。”

我们是如何想象这一点的?

“例如,我们在由水、乙醇和氯化钙组成的溶液中加入由羊毛或棉混和聚酰胺纤维的混纺纱。过了很短的时间,我们得到两个独立的部分:固体部分是羊毛,我们用水冲洗掉溶液,把羊毛分离出来。液体部分,含有溶解的聚酰胺纤维的液体部分也可以通过加水分离出来。加入水后,聚酰胺会沉到底部,我们可以将其过滤出来并重新使用。但形态是粉末而不是纤维。这种粉末可以用纤维纺纱机纺成新的聚酰胺纤维。”

你是怎么想到溶剂的?

“这种化学机制在20世纪60年代被用来分离丝绸时就已经有文献记录。我们已将化学品应用于聚酰胺。在这个过程中,我们能够计算出氯化钙、乙醇和水在混合物中的比例,使我们能够选择性地溶解聚酰胺纤维,而不会损害棉花、羊毛、粘胶或弹性纤维。”

聚酰胺可以看作是一种长链聚合物。聚合物链之间的相互作用通过氢键增强。利用我们的混合物,我们可以打开这些氢键,减少聚合物链之间的引力。这就是我们在不使用有毒有机溶剂的情况下溶解聚酰胺的方法。”

这个研究进展到什么程度了?

“目前,我们仍在进行实验室规模的研究,但我们希望在未来四年内推进到小试规模。我们刚刚提交了一份申请加入一个欧洲组织,该组织的合作伙伴来自工业领域和研究机构。在这个联合体中,我们期望与来自纺织品回收、塑料循环利用、生命周期分析、纤维纺纱和纺织品制造等领域的公司合作。”

“我们还希望评估价值链,以便能够促进纺织品循环利用。在小试规模上,我们将从100公斤的混合纺织品中提取原料,纺出新的纤维,并与纺织品制造商合作,创造一个回收利用羊毛、棉花和聚酰胺纤维的范例。此外,我们还希望带来系统性的改变,促进公众接受可重复使用的产品。然而,这些只有在具有法律框架的情况下我们才能成功地做到。”

你开发的这种回收衣物的方法在哪里和如何实施?

如果企业从最终消费者手中收回旧货,那将是件好事。这方面的一个例子就是连裤袜制造商Wolford使用的从摇篮到摇篮的原则。它通过激励顾客在穿完衣服后退货来管理产品周期。然而,我们只能通过这样做来实现我们在纺织品制造中的部分价值。更大的部分掌握在是像Caritas这样的纺织品收集公司手中。我们希望回收公司能实施我们的方法,使服装能够被回收利用,而不管制造商是谁。”

 
 
 
 

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