一種滌棉混紡織物的分離及滌綸再聚合方法

2023-05-29 06:50:31 2

專利名稱：一種滌棉混紡織物的分離及滌綸再聚合方法
技術領域：
本發明涉及一種(廢舊)滌棉混紡織物的分離及滌綸再聚合方法。
背景技術：
中國是一個紡織大國，每年紡織品原材料的需求量達3500多萬噸，由於資源短缺，每年需要進口大量紡織品及其原材料，但是我國再生原材料的利用率卻極低。據估算， 每年廢舊紡織品的數量將近2000多萬噸，絕大部分未能有效回收利用，致使廢棄紡織品數量巨大，不僅汙染環境、佔據大量儲藏空間，而且造成極大的資源浪費。廢舊紡織品按照纖維組分劃分，可以分為單組份織物和混紡織物。目前，單組份紡織品的回收利用方法有一是純棉紡織品的再利用，即通過開棉工藝等物理方法，將廢純棉紡織品開松成短纖維，再進行紡紗利用，但是由於纖維較短，只能用於低附加值產品；二是純滌綸紡織品回收利用，有2種途徑一種是物理方法，通過團粒，再紡製成滌綸短纖維，但是強力較低，不能用於常規的紡織品。一種是化學方法，通過水解法、醇解法、超臨界流體法等各種化學方法，將聚酯降解成單體或半酯，用作化工原材料或者塗料、粘合劑等。但是，佔廢舊紡織品比例最大的滌棉混紡紡織品，由於回收難度極大，長期以來國內一直沒有企業開展此類工作，目前唯一的應用只能用作填充物等。據報導，美國公司曾採用萘作溶劑，將滌棉混紡織物中的滌綸進行溶解，分離後再將滌綸化學降解實現利用。這種方法流程長，工藝複雜，溶劑揮發後會產生空氣汙染。美國專利CN98804^1. 6發明了一種「從汙染的聚酯廢物中回收聚酯的方法」，通過將熔融的對苯二甲酸二甲酯(DMT)等溶劑與廢聚酯混合加熱至256°C，實現廢聚酯的溶解，將其中的固體雜質物質(如棉纖維、金屬氧化物、粘結劑等)，然後通過冷卻結晶出聚酯組分。這種方法適用於聚酯含量很高的聚酯廢棄物，因為固體雜質如棉纖維已經不能再利用，同時雜質無法過濾乾淨，流程長，成本高，不利於高值化利用。中國專利CN88100610. 6發明了一種「聚酯類廢棄物的回收工藝方法」，採用一縮乙二醇和乙二醇的混合物作解聚劑，降解聚酯，棉纖維分離後用作造紙，降解後的聚酯用作塗料等。這種方法使用了一縮乙二醇，解聚後的聚酯無法在縮聚成一定分子量的可用於紡絲的線性聚酯切片，棉纖維性能下降，主要用於造紙，回收後的產品附加值比較低。

發明內容
本發明的目的是提供一種(廢舊)滌棉混紡織物的分離及滌綸再聚合的方法。本發明提供的(廢舊)滌棉混紡織物的分離方法，所述滌棉混紡織物由聚對苯二甲酸乙二醇酯和棉纖維組成；包括如下步驟所述滌棉混紡織物、乙二醇和醇解催化劑進行醇解反應得到反應混合物，所述醇解催化劑為醋酸鋅；所述反應混合物經固液分離得到固體物質和液體物質，所述固體物質即為所述棉纖維；所述液體物質在縮聚催化劑存在的條件下經預縮聚反應和終縮聚反應即得所述聚對苯二甲酸乙二醇酯。上述的分離方法中，可將所述滌棉混紡織物切碎成表面積為km2-25cm2的片狀後再進行所述醇解反應，易於所述醇解反應的進行。上述的分離方法中，所述滌棉混紡織物與所述乙二醇和醇解催化劑的混合物的質量份數比可為1 G-7)，具體可為1 4或1 6 ；所述乙二醇和醇解催化劑的質量份數比可為1 0. 001。上述的分離方法中，所述醇解反應的溫度可為195°C -200°c，具體可為196°C或 2000C ；所述醇解反應的時間可為1. 2小時-2. 0小時，具體可為1. 5小時。上述的分離方法中，所述固液分離的溫度可為150°C _196°C，具體可為150°C或 196°C，可採取過濾的方式進行分離。上述的分離方法中，所述方法還包括將所述固體物質依次用乙二醇和水進行洗滌的步驟，用乙二醇進行洗滌時，可控制洗滌的溫度為150°C。上述的分離方法中，所述縮聚催化劑可為乙二醇銻。上述的分離方法中，所述縮聚催化劑與所述液體物質的質量份數比可為 0.001 1。上述的分離方法中，所述預縮聚反應的溫度可為265°C -275°C ；所述預縮聚反應的時間可為0. 5小時；所述預縮聚反應的真空度為0. 9kPa ；所述預縮聚反應的攪拌速度為 6r/min。上述的分離方法中，所述終縮聚反應的溫度可為285°C ；所述終縮聚反應的時間為 0. 5小時-3小時，具體可為0. 5小時或3小時；所述終縮聚反應的真空度為10I^-40Pa，具體可為IOPa或40Pa。本發明以廢舊滌棉混紡織物高值化利用為目的，採用不影響聚酯縮聚的解聚劑進行降解滌綸，通過高溫密閉過濾，將棉纖維二次過濾和洗滌，形成可用於紡織的棉纖維，降解後的聚酯通過預縮聚和縮聚反應，形成特性粘度達到0. 65dL/g-0. 70dL/g的再生滌綸切片，可用於紡絲，兩種組分均實現了高值化利用。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。下述實施例中，斷裂強度和斷裂伸長率的測定方法為GB/T 13783-1992。實施例1、滌棉混紡織物的分離將清潔乾燥的滌棉混紡比為4 1(即聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與棉纖維的質量份數比)的廢舊滌棉混紡織物切碎成面積大約為4cm2的碎片，取200Kg。將乙二醇和催化劑醋酸鋅按照質量份數比為1 0.001配成乙二醇混合物，將廢舊滌棉混紡織物和乙二醇混合物按照質量份數比為16加入到帶有攪拌裝置的高溫反應器中進行醇解反應得到反應混合物，醇解反應溫度為196°C，時間為1. 5h ；將該反應混合物在150°C時過濾，得到固體物質和液體物質，固體物質先經150°C乙二醇洗滌，再經水洗滌乾燥後，得到純淨的棉纖維；將液體物質和催化劑乙二醇銻按照質量份數比為1 0.001的比例加入到縮聚反應釜中進行縮聚預縮聚抽真空時間為0. 5h，攪拌速度為6r/min，溫度為265°C，真空度為 0. 9kPa ；終縮聚抽真空時間為0.證，攪拌速度為4. 5r/min，溫度保持為285°C，真空度應保持在10 ；經預縮聚和終縮聚得到再造聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
上述實驗中，測得滌綸醇解率為98.8%。縮聚得到的PET的特性粘度在 0. 60-0. 62dL/g之間，滿足化纖仿絲需要。對分離後棉纖維進行單纖維拉伸試驗測試，得到棉纖維的斷裂強度2. 19cN/dteX(原生棉纖維為1. 8-3. lcN/dtex)、斷裂伸長率7.91% (原生棉纖維為7. 0-12. 0% )都符合原生棉纖維的要求。實施例2、滌棉混紡織物的分離將清潔乾燥的滌棉混紡比為1 1 ( S卩PET與棉纖維的質量份數比)的廢舊滌棉混紡織物切碎成面積大約為25cm2的碎片，取200Kg。將乙二醇和催化劑醋酸鋅按照質量份數比為1 0.001配成乙二醇混合物，將廢舊滌棉混紡織物和乙二醇混合物按照質量份數比為1 4加入到帶有攪拌裝置的高溫反應器中進行醇解反應得到反應混合物，醇解反應溫度為200°C，時間為1. 5h ；將該反應混合物在196°C時過濾，得到固體物質和液體物質；固體物質先經150°C乙二醇洗滌，再經水洗滌乾燥後，得到純淨的棉纖維；將液體物質和催化劑乙二醇銻按照質量份數比為1 0.001的比例加入到縮聚反應釜中進行縮聚預縮聚抽真空時間為0. 5h，攪拌速度為6r/min，溫度為275°C，真空度為0. 9kPa ；終縮聚抽真空時間為池，攪拌速度為4. 5r/min，溫度保持為285°C，真空度應保持在40 ；經預縮聚和終縮聚得到再造聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。上述實驗中，測得滌綸醇解率為94. 6 %，縮聚得到的PET的特性粘度在 0. 65-0. 69dL/g之間，滿足紡絲要求。對分離後棉纖維進行單纖維拉伸試驗測試，得到棉纖維的斷裂強度2.0cN/dteX(原生棉纖維為1.8-3. lcN/dtex)、斷裂伸長率7% (原生棉纖維為7. 0-12. 0% )都符合原生棉纖維的要求。可見，分離後的棉纖維和再造後的PET都符合再利用要求。
權利要求
1.一種滌棉混紡織物的分離方法，所述滌棉混紡織物由聚對苯二甲酸乙二醇酯和棉纖維組成；包括如下步驟所述滌棉混紡織物、乙二醇和醇解催化劑進行醇解反應得到反應混合物，所述醇解催化劑為醋酸鋅；所述反應混合物經固液分離得到固態物質和液態物質， 所述固態物質即為所述棉纖維；所述液態物質在縮聚催化劑存在的條件下經預縮聚反應和終縮聚反應即得所述聚對苯二甲酸乙二醇酯。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述滌棉混紡織物與所述乙二醇和醇解催化劑的混合物的質量份數比為1 (5-7)；所述乙二醇和醇解催化劑的質量份數比為 1 0.001。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述醇解反應的溫度為 1950C -2000C ；所述醇解反應的時間為1. 2小時-2. 0小時。
4.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特徵在於所述固液分離的溫度為 1500C -196°C。
5.根據權利要求1-4中任一所述的方法，其特徵在於所述方法還包括將所述固態物質依次用乙二醇和水進行洗滌的步驟。
6.根據權利要求1-5中任一所述的方法，其特徵在於所述縮聚催化劑為乙二醇銻。
7.根據權利要求1-6中任一所述的方法，其特徵在於所述縮聚催化劑與所述液體物質的質量份數比為0.001 1。
8.根據權利要求1-7中任一所述的方法，其特徵在於所述預縮聚反應的溫度為 2650C -275°C ；所述預縮聚反應的時間為0. 5小時；所述預縮聚反應的真空度為0. 9kPa。
9.根據權利要求1-8中任一所述的方法，其特徵在於所述終縮聚反應的溫度為 285°C;所述終縮聚反應的時間為0. 5小時-3小時；所述終縮聚反應的真空度為10I^-40Pa。
全文摘要
本發明公開了一種(廢舊)滌棉混紡織物的分離方法。所述滌棉混紡織物由聚對苯二甲酸乙二醇酯和棉纖維組成，所述方法包括如下步驟所述滌棉混紡織物、乙二醇和醇解催化劑進行醇解反應得到反應混合物，所述醇解催化劑為醋酸鋅；所述反應混合物經固液分離得到固態物質和液態物質，所述固態物質即為所述棉纖維；所述液態物質在縮聚催化劑存在的條件下經預縮聚反應和終縮聚反應即得所述聚對苯二甲酸乙二醇酯。本發明提供的分離方法可成功的將各種混紡比的(廢舊)滌棉混紡織物分離，得到滌綸和棉纖維。
文檔編號C08J11/00GK102250379SQ20111014569
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月1日 優先權日2011年6月1日
發明者唐世君, 李智, 梁高勇, 汪少朋, 石巍, 賴軍 申請人:中國人民解放軍總後勤部軍需裝備研究所