聚酯类服装材料的回收与利用

杨　华

(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000)



聚酯类服装材料的回收与利用

杨华

(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000)

摘要：每年我国有大量废旧纺织品，而废旧聚酯类服装是主要组成部分，最终大多数进行了填埋或被焚烧，严重污染环境。因此对废旧服装再回收和利用的相关研究显得尤为重要。该文介绍了目前废旧聚酯类服装材料的现况，废旧聚酯类服装材料采用物理、化学回收的方法，对再生聚酯材料资源再利用，有着重要价值和广阔前景。

关键词：聚酯类，服装材料，回收，利用

1　目前聚酯类服装材料的现况

我国每年产生的废旧纺织品已达2600万吨，而综合利用率不足0.1%，大部分没有得到合理的回收利用，纺织服装已成为增长最快的固体垃圾。相对于纸张、玻璃和塑料等方面，我国每年在生产和消费环节产生2000万吨左右废旧纺织品，废旧服装是主要组成部分，而它们中的大多数最终都进了填埋场或是被焚烧掉。中国废纺织服装的再回收和相关研究显得尤为滞后。

中国纺织工业十三五规划提出：“计划在未来5年内，初步建立起纺织再生纤维回收循环利用体系，到2020年全国纤维加工总量可望达到9150万吨，其中15%左右为再生纤维。”面对纺织行业循环经济发展的迫切需求，纺织材料资源性再利用的研究有着重要价值和广阔前景。

2　回收方法简介

回收方法分为物理回收法和化学回收法，物理回收法也可称为机械回收法。

2.1物理回收法

消费后的聚酯类服装材料类服装材料废料中，通常混有纸、砂、土、铝以及其他杂物。机械回收法一般先用粉碎机、剪切机等把聚酯类服装材料废料破碎，然后采用静电分离器、X-射线探测分离器、近红外识别技术和悬液分离技术等方法将杂物分离。分选后的聚酯类服装材料碎片经一系列清洗，除去表面附着物，干燥后挤出造粒或直接作为原料备用，这些废料经一定的成型工艺可制得各种成品。这种通过简单机械加工回收聚酯类服装材料的方法操作简单，成本低廉，但其材料力学性能下降，不宜制作纺织用材料[1]。

2.2化学回收法

化学回收法包括化学改进及化学降解。

化学改进通常采用增链改性、交联改性、氯化改性等来改变聚酯类服装材料的链长、结构，从而提高某些特性。PET废料与水、酸、碱、醇等接触会发生缓慢降解，平均分子量和特性粘度都有所下降，其再利用受到一定的限制。使用增链剂可增长链长，提高平均分子量和特性粘度，从而改善其理化性能。化学降解是用解聚剂在一定条件下打断酯键，将高聚物降解为单体或低聚物以实现再资源化。化学降解有水解法、醇解法、热解法、超临界流体降解法等，不同的方法得到的降解产物有所不同。水解法一般是在酸、碱、盐溶液中进行，反应需要在一定的温度和压力下完成。得到的产物是对苯二甲酸(TPA)单体和乙二醇(EG)单体。聚酯类服装材料类服装材料醇解是废聚酯类材料再资源化的重要方法之一，已有许多学者研究了PET聚酯类材料的醇解，所采用的醇类有脂肪醇、芳香醇、一元醇、二元醇。一般情况是将PET碎片按一定的比例加入醇液中，加热持续一段时间使聚酯类材料降解为单体或低聚物。若使用甲醇醇解，产物是对苯二甲酸二甲酯(DMT)和EG；若使用乙二醇醇解，产物是对苯二甲酸乙二酯(BH盱)单体及其低聚物，这些都可作为合成高聚物的原料。热解法通常是将聚酯类服装材料与一种碱在溶剂中加热，该方法产物PTA收率高，品质好，所需时间短。超临界流体降解法反应时间短，产品收率高，具有良好的发展前景，其不利之处在于反应条件较为苛刻。此外，还有一些化学方法可以实现废聚酯类服装材料的降解，如胺解是用胺上的氮原子进攻酯键中的碳原子，使酯键断裂，生成醇和酰胺。将聚酯类服装材料类服装材料与伯胺或肼反应即可实现胺解。

3　废料再生纤维的纺丝工艺探讨

3.1废料再生纤维的纺丝工艺

废料再生纤维的纺丝工艺分为一步法和两步法。一般采用一步法生产聚酯类短纤维。聚酯类服装材料经一系列清洁干燥等处理回收后的切片或薄片直接进入纺丝系统纺丝加工成最终产品。德国Rieter公司结合采用短程纺技术生产高线密度范围(6.7dtex～17dtex)的短纤维，更进一步降低生产成本。因为短程纺技术是一种集合所有加工工序的短纤维连续生产工艺，从碎片供应开始，经过结晶、干燥、纺丝、拉伸、卷曲、切断、打包，一个周期完成。纺丝和丝束生产线所有机组均布局在同一层上，设备进一步简化。纺丝位可同时监控，生产参数可适当调节。缩短停留时间以防止熔体粘度继续下降，低速纺丝容易控制。线密度为17dtex的纤维的纺丝速度一般约为35m/rain，可实现纺前染色。德国Rieter公司利用再生料生产聚酯类短纤维的短程纺生产线纺丝位为6～32位。制成的地毯纤维强度达35.28cN/dtex，延伸率达50%～70%，并工业化生产。

一步法工艺操作简单，成本低，但一般生产纤维性能要求不高的高线密度范围的产品，如地毯纤维。二步法工艺适用于生产线密度低、纤维性能要求高的产品。世界所有行业都应保持经济增长与保护环境之间的平衡，聚酯类服装材料生产及后加工也不例外。一些回收公司与纤维生产厂家合作，从环境保护和节约资源的角度在减少和重复利用工业废物方面作出了很多的努力。他们将回收的聚酯类服装材料再生料进一步加工成附加值更高的各种纤维产品。如意大利Montefibre公司开发的“Terital Eco”产品，美国Wellman公司推出的Ecospun产品等。瑞士苏黎世工业大学研究人员在紧凑型纺丝机上使用了Polypet A10-08清洁的PET薄片生产短纤维的简便方法，PET薄片在纺丝前必须经过干燥以避免水降解。日本东洋纺公司利用聚酯类服装材料回收再生料纺丝，然后制成纺织品，在机织纤维中含有30%以上的断裂伸长为60%～120%的初生长丝，以防止织造过程中的纤维断裂[2]。

3.2回收聚酯类材料再生纺织材料的最终产品主要有两方面的用途

一是棉型细旦(如 1.65dtex～3.3dtex)纤维，主要用于棉纺织行业，可根据客户需要，提供有色或无色短纤维；

二是非织造布行业，主要有喷胶棉、针刺棉、土工布、人造毛皮、玩具填充料、水龙带、被服业等。特别在水龙带和被服业方面应用较广。

3.3利用聚酯类服装材料废料纺粘非织造布

纺粘非织造布工艺：聚酯类服装材料切片经过干燥、熔融、纺丝、牵伸、成布等工序，可制得具有较高熔点和良好物理机械性能的纺粘非织造布聚酯类服装材料。纺粘非织造布工艺中的纺丝成形机理与聚酯类长丝高速纺中的成形机理相似。区别在于前者为气流牵伸。后者为机械握持牵伸，而气流牵伸相对机械握持牵伸在工艺上较难控制。利用废弃聚酯类制品生产纺织纤维。

纺粘工艺不同：

(1)聚丙烯纺粘工艺中无需对聚丙烯进行干燥，而聚酯类服装材料纺粘工艺中必须对聚酯类服装材料切片进行干燥。

(2)由于聚酯类服装材料熔点远高于聚丙烯的熔点，因此聚酯类服装材料纺粘非织造布中的纺丝温度和热轧温度与聚丙烯纺粘非织造布中有较大区别。

(3)聚酯类服装材料纺粘工艺中纺丝速度须达5000m/rain以上才能使纤维牵伸比大于自然牵伸比，从而获得较高的和稳定的物理机械性能，而聚丙烯纺粘非织造布的纺丝速度只需大于2000m/min即可[3]。

4　结语

随着聚酯类服装材料消费量的不断增长和环保意识的不断增强，废物回收利用的问题愈来愈引起人们的重视。近年来市面上畅销的“水鸟被”。用这种聚酯类服装材料纤维填充既松软又暖和，且价格适中，消费者乐于接受。在水龙带方面，主要是利用该纤维的高强度和高耐磨性，可作为高强度水龙带的代用品工工艺逐渐成熟、可使用常规设备纺丝与加工、产品质量正不断提高、有利于环保和资源再生等，使其在激烈的市场竞争中可保持一定的竞争优势，具有较好的发展前景。

参考文献

[1] 邵家瑜.国外纺织服装循环利用现状[J].中国经贸，2012(10)：28-29.

[2] 罗琬，等.关于纺织服装循环再利用的分析与探讨[J].轻工科技，2013(01)：87-88.

[3] 张锴，等.关于服装材料循环利用的几点思考[J].轻纺工业与技术，2012(05)：42-44.

中图分类号：TS 102

Recovery and Utilization of Polyester Clothing Clothing Materials

YANG Hua

(Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000，Shaanxi，China)

Abstract：Our country have a lot of waste textiles every year. Waste polyester clothing is a main part. Most of them are disposed with landfill or incineration. It brings about serious environment pollution. Therefore related research on recycling and utilization of the waste clothing is particularly important. This paper introduces the present situation of the waste polyester clothing materials. It has important value and broad prospects that using physical or chemical recycling method to recycle the renewable resources of polyester material.

Key words：polyester，clothing materials，recovery，utilization