碱性水解法分离废弃涤棉混纺织物工艺研究.pdf

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1、研究与开发C合HIN成A纤SYN维THE工r]【C业F，I2B0E1R4，3IN7D(5US)T：R1Y9碱性水解法分离废弃涤棉混纺织物工艺研究刘红茹，陈昀，张丽平(1．北京服装学院材料科学与工程学院，北京100029；2．北京市服装材料研究开发与评价重点实验室，北京100029)摘要：采用常压条件碱性水解涤纶的方法分离废弃涤棉混纺织物中的涤纶与棉纤维，研究了水解时间、水解温度、固／液比、氢氧化钠溶液浓度等因素对涤纶水解反应过程的影响，并对水解分离后的产物结构进行了表征。结果表明：碱性水解法可以有效地分离废弃涤棉混

2、纺织物中的涤纶和棉纤维，水解分离得到的棉纤维、对苯二甲酸、乙二醇均可再利用；水解最佳工艺条件为氢氧化钠质量分数2％，水解温度9O℃，固／液比为5g试样／200mL氢氧化钠溶液，水解时间为2h。关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维废弃涤棉混纺织物氢氧化钠碱性水解分离回收中图分类号：TQ342．21文献标识码：A文章编号：1001—0041(2014)05—0019．04随着纺织工业水平的发展与人们生活水平的化学反应，通过过滤可滤出残留的棉纤维。向滤提高，越来越多的纺织废料随之产生。对于纺织液中加入适量盐酸，对苯二甲酸钠转

3、化生成对苯废料的处理，过去基本上采用堆积、填埋、焚毁、降二甲酸(PTA)，从溶液中析出、过滤，残留液体为级循环等方法，这些方法不仅污染环境，而且还造乙二醇水溶液。残留的棉纤维、涤纶水解生成的成资源的浪费，重新开发再利用这些废弃纺织品PTA和乙二醇均可重新利用。变得日益迫切-．。1．3实验方法纺织品按原料组成大致可分为各种纯纤维纺将涤棉混纺织物拆成纱线试样，烘干，称取一织品和混纺纺织品_3J。混纺纺织品中以涤棉混定质量试样，加入三口烧瓶中，同时按比例加人纺为主，由于织物中两种纤维交织在一起，采用物NaOH、蒸馏水、助

4、催化剂。水浴加热，温度达到设理拆分的方法是不可行的，因此多采用改变一种定值后保持不变，水解反应一定时间，停止加热和纤维的相态，使之变为液相，再通过过滤的方法分搅拌，终止水解实验。过滤出残留的纱线，洗涤、离两种纤维，有人研究了稀酸或生物烘干、称重。将滤液转移至锥形瓶中，冷却至室酶I9降解棉纤维，离子液体口。。溶解棉纤维的分温，加入适量盐酸，有白色沉淀析出。滤出白色粉离方法，也有专利报道醇解或碱水解z-涤纶末，清水洗涤、烘干、称重。的分离方法。涤纶水解率(X)的计算公式如下：作者在常压、稀碱浓度条件下，研究了碱性水x=

5、×00％㈩解涤纶法分离废弃涤棉混纺织物的工艺，并对分式中：为水解前加入试样的质量；W为水解后离产物进行了表征。残留试样的质量；Y为初始试样中涤纶的质量分数。1实验1．4红外光谱测试1．1原料及试剂采用德国Bruker公司的Nexus670型傅里叶废弃涤棉混纺织物：涤纶质量分数为76．9％，变换红外光谱仪进行测试，测试条件为KBr压片青岛即发集团产；氢氧化钠(NaOH)、盐酸：分析法，恒温20℃，扫描范围500～4000cm一。纯，北京化工厂产；助催化剂：自制。1．2涤棉混纺织物碱性水解分离原理收稿日期：2014~1

6、3；修改稿收到日期：2014—07-16。涤纶的化学成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯，作者简介：刘红茹(1977一)，女，副教授，主要从事纤维水其在NaOH、水及助催化剂的作用下，加热后发生解工艺研究。E-mail：lucChr@163．eom。水解反应，生成对苯二甲酸钠和乙二醇，二者均溶基金项目：北京服装学院北京市服装材料研究开发与评价于水。棉纤维在涤纶碱性水解反应条件下不发生重点实验室资助项目(2012ZK~4)。20合成纤维工业2014年第37卷2结果与讨论2．3固／液比2．1反应时间从图3可看出，相同反应条件下不

7、同试样质从图1可看出，不同反应温度下，随反应时量对试样水解分离有很大的影响。试样质量为间的变化规律相似。反应前期显著增长，随着15g时，仅为56．40％。随着试样质量减少，反应的进行，增长逐渐变慢直至达到平稳。这固／液比降低，逐渐升高。试样质量降至5g时，是由于反应初期溶液中涤纶数量较多所致，随着涤纶全部水解。原因主要是棉纤维有较强的吸水水解反应的进行，残留的涤纶数量逐渐减少，最终性，试样质量较多时，溶液量相对较少，大部分溶涤纶完全水解。从图1还可以看出，反应温度越液浸润在棉纤维中，涤纶无法与溶液充分接触，从高，涤

8、棉纤维达到相同的所需时间越短。而导致涤纶的下降。图3试样质量对的影响图1反应时间对的影响Fig．3EffectofsamplequalityonXFig．1EffectofreactiontimeonX质量分数为2％的NaOH溶液200mL，温度90℃，反应时间2h。试样10g，质量分数为2％NaOH溶液200mL。●—5℃；■一80℃；▲一85oC；V—_