垃圾分类后,废旧棉纺织物怎么珍视获新生?_资源消息_服装工业网

我国每年在生产和消费环节产生2000万吨左右废旧纺织品,但其综合利用率仅为15%左右。

甲壳素纤维是以天然高聚物虾皮、蟹壳等为原料加工制成的一种新型动物绿色纤维。近二十年来,随着人们绿色环保、抗菌保健意识的不断增强,甲壳素纤维以其天然的抗菌功能、良好的生物相容性、丰富的原料资源和优良的纺织加工性能成为开发的热点,是一种大有发展前景的纤维品种。

据测算,如果我国废旧纺织品综合利用率达到60%,年可产出化学纤维940万吨、天然纤维约470万吨,相当于节约原油1520万吨,节约耕地1360万亩,将有效缓解纺织工业资源紧缺问题。

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废旧纺织品回收再利用是符合生态、绿色、低碳、环境友好要求的必经之路,已经得到了越来越多的关注。

甲壳素的介绍

例如,回收的废旧棉织物就是生产再生纤维素纤维的原料。目前生产的再生纤维素纤维主要是粘胶,它是纤维素经化学工艺碱化、老成、黄化等工序后,溶于稀碱溶液制成纺丝原液,通过湿法纺丝制成的。但这种方法会产生毒性高的副产物。

目前唯一商业化的替代方法是生产Lyocell纤维的溶剂法。此法所用化学原料无毒,但离子液体成本较高,并且黏度较高,对生产工艺造成了一定的困难。

甲壳素又叫甲壳质、壳蛋白、壳多糖,中文学名几丁质,化学名称为聚N-乙酰葡萄糖胺,是一种多糖。甲壳素是仅次于纤维素的第二大天然有机高分子物质,同时也是地球上数量最大的含氮有机化合物和唯一的碱性多糖。

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为了减少离子液体的用量,澳大利亚迪肯大学的Nolene
Byrne等提出采用二甲基亚砜作为共溶剂与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐一起用于废旧棉织物的溶解,改进了再生纤维素纤维的生产工艺。

甲壳素广泛存在于甲壳纲动物中,如虾和蟹的甲壳、昆虫的甲壳、真菌的细胞壁和植物的细胞壁中。在真菌的细胞壁中,甲壳素与其他多糖相连接,在动物体内,与蛋白质之间共价结合以蛋白聚糖的形式存在。

DMSO降低了纺丝用溶剂的黏度,并将其成本减少了77%。而且,这项工艺既可以根据需要在再生纤维素纤维上保留原始织物的颜色,从而避免再次染色;也可以去掉染料而使纤维呈最常见的白色。

甲壳素是白色或灰白色无定形、半透明固体,无毒、无味、耐酸碱、耐腐蚀、耐高温、耐日光。

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甲壳素几乎是以小片状或粉状存在,由于分子内、分子间极强的氢键作用,甲壳素呈紧密的晶态结构,不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂,只溶于硫酸、浓盐酸、磷酸、无水甲酸和某些配合物溶剂,但同时主链发生降解,使相对分子质量明显下降。

在完成对纺丝溶液的溶解性以及原液的流变性研究以后,该团队开始着手将废旧棉质衣物回收成纤维。他们选用了一条红色牛仔布短裤,剪碎并磨成粉末,然后将粉末放进10
%的NaOH溶液里进行搅拌。

甲壳素物理性能及化学结构

由NaOH溶液处理5h后,粉末由红色变成白色。如果裤子不被剪碎并磨成粉末,经过NaOH溶液处理后不会褪色。红色和白色的粉末分别溶于B/D为20:80的双组分溶剂中,经过湿纺分别形成红色和白色的纤维。

甲壳素可以加工成具有不同性能的纤维。对于人造纤维来说,纤维的拉伸性能既受成纤高分子本身的结构和性能的影响,又受到纺丝过程中各种生产条件的限制。一般的甲壳素纤维具有和粘胶纤维相似的性能。它们的强度在1.76cN/dtex左右。在某些特定的条件下,甲壳素也可通过液晶纺丝或干湿法纺丝被加工成具有很高强度的纤维。甲壳素纤维的干态强力比粘胶和羊毛高,湿态强力也高于羊毛,与粘胶相似,但纤维吸湿后强力下降较多,所以纺纱中要适当控制纤维含湿量使纺纱顺利进行。甲壳素纤维的初始模量比粘胶纤维要高,与涤纶相似,说明甲壳素纤维比较硬。甲壳素纤维的断伸长率干湿态均高于粘胶纤维,说明其性能要好于粘胶。甲壳素纤维的卷曲性能各项指标比粘胶短纤维好,表面光滑,但细度较粗,回弹性差,抱合力差,表面摩擦力小,可纺性差。

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白色粉末溶液的白度略高于白色纤维,这是因为离子液体本身轻微发黄。红色纤维的颜色强度低于红色短裤,表明溶解和湿纺过程发生了部分褪色的现象。

甲壳素的化学结构和植物纤维素非常相似。都是六碳糖的多聚体,分子量都在100万以上。纤维素的基本单位是葡萄糖,它是由2-乙酰胺基-2-脱氧葡萄糖通过β-
苷键连接而成的线性含氮多糖高聚物。

白色纤维与粘胶纤维相比,表现出较佳的综合力学性能,能满足制作服装的要求。

甲壳素是高分子量物质,其分子量可达100万以上。分子量越高吸附能力越强,适合工业,环保领域运用。低分子量容易被人体吸收。分子量为7000左右的几丁聚糖,大约含30个左右的葡萄糖胺残基。