一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法，该方法将废旧涤棉混纺织物置于低共熔溶剂中，超声处理10

【技术实现步骤摘要】
一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法


[0001]本专利技术涉及纺织
，特别是涉及一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着人们生活水平的提高和纺织品应用领域的拓宽，纺织服装已经变成快消品，而废旧纺织品也呈现逐年增加的趋势。目前，焚烧或填埋是主要的处置方法，这不仅浪费资源，而且造成严重的环境问题。废旧纺织品的综合利用可以减少碳排放，降低能源消耗，节约水和木材资源。因此，废旧纺织品的回收利用具有重要意义。
[0003]纺织品(织物)是以物化性能迥异的纤维通过扭曲和紧密抱和产生摩擦力形成的混纺纱线所织成的，其中不同混纺比的涤棉(聚酯/纤维素)混纺类织物达到80％以上。这种特殊的混纺结构，很难使用物理方法分离，而组分分离是废旧纺织品高值化利用的关键。
[0004]目前，涤棉混纺织物的主要利用方法是将混纺织物中的涤纶或棉纤维其中一种成分溶解或降解，保留另一种成分，即溶棉保涤或溶涤保棉。一方面是利用强碱、浓酸或离子液体对涤棉混纺织物进行预处理，破坏棉纤维的大分子结构，以利于棉纤维酶解，并保留涤纶纤维。利用离子液体处理棉纤维，然后对棉纤维进行酸解或者酶解是近年来研究较多的一类方法。但是这些处理的成本较高，一些试剂存在毒性，织物的利用率也有限，且酸碱的回收和再利用成为循环利用的挑战。另一方面是通过降解涤纶(PET)达到涤棉分离回收的目的。涤纶的降解方法很多，条件较温和易于控制的是醇解，但棉纤维在涤纶醇解时会发生黄变，且纤维素类型发生转变，失去直接使用的价值。因此，寻找一种环境友好、节能的回收方法来有效地分离废旧涤棉混纺织物具有重要意义。
[0005]低共熔溶剂是一种新型的离子液体，通过将氢键受体与氢键供体连接起来，制备低共熔溶剂。低共熔溶剂价格低廉、无毒、可再生、制备方便、便于大规模生产。此外，低共熔溶剂中使用的化学物质通常是可生物降解的或可回收的，这使得它们在各种材料的可持续处理中更具吸引力。然而，目前还没有关于低共熔溶剂在分离和回收废旧涤棉混纺织物中的报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法，以解决上述现有技术存在的问题，该方法采用低共熔溶剂处理废旧涤棉混纺织物，以在高值化利用涤棉混纺织物的同时，不产生新的环境问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法，将废旧涤棉混纺织物置于低共熔溶剂中，超声处理10
‑
30min，加热保温降解，保温结束后再次超声处理，过滤分离，得到涤纶纤维和纤维素；
[0009]所述低共熔溶剂是以无水氯化胆碱作为氢键受体材料，以乙二醇、对甲苯磺酸、甲
酸、乙酸、甘油或柠檬酸中的一种作为氢键供体材料，混合加热得到的无色透明液体。
[0010]进一步地，所述低共熔溶剂中氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1
‑
2:1
‑
2。
[0011]进一步地，当氢键供体材料为乙二醇时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；
[0012]当氢键供体材料为对甲苯磺酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:1；
[0013]当氢键供体材料为甲酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；
[0014]当氢键供体材料为乙酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；
[0015]当氢键供体材料为甘油时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；
[0016]当氢键供体材料为柠檬酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为2:1。
[0017]进一步地，制备低共熔溶剂时的混合加热温度为50
‑
60℃。
[0018]进一步地，所述超声处理的功率为100W，频率为65Hz。
[0019]进一步地，所述再次超声处理的功率为100W，频率为65Hz，时间为5
‑
10min
[0020]进一步地，所述加热保温降解具体为：将反应体系加热至70
‑
100℃后，保温60
‑
90min。
[0021]进一步地，所述过滤分离具体包括：先将反应体系过滤，所得滤渣清洗得涤纶纤维，滤液经过滤膜真空过滤，所得滤渣清洗得纤维素。
[0022]进一步地，所述废旧涤棉混纺织物的加入量为低共熔溶剂质量的5
‑
10％。
[0023]本专利技术公开了以下技术效果：
[0024]本专利技术针对现有使用矿物酸、有机酸、金属卤化物等催化剂体系处理废旧涤棉混纺织物对设备腐蚀严重、处理时间长、处理温度高、产物得率低、生产成本高等问题，提供了一种在不添加任何催化剂的条件下将高聚合度棉纤维快速降解为纤维素，并对涤纶纤维无任何影响，实现棉纤维和涤纶纤维分离的方法，为废旧涤棉混纺织物的高附加再利用奠定了基础。
[0025]本专利技术利用胆碱类低共熔溶剂分离回收涤棉混纺织物的方法中，所使用的胆碱类低共熔溶剂室温下的粘度在450mPa
·
s以下，远低于常见的其他胆碱类低共熔溶剂，能够改善溶剂传质效率，保证废旧棉织物中纤维素降解反应的动力学可行性，同时胆碱类低共熔溶剂对棉纤维的溶胀作用可使棉纤维的保水值达到18％以上，胆碱类低共熔溶剂的pH值为3
‑
5，提高了废旧棉纤维的降解效率。
[0026]本专利技术制备条件温和，操作简单，实现了棉纤维在温和条件下的快速降解，同时达到纤维素产率高和涤纶不被破坏的目的，并且使用过的低共熔溶剂可继续循环使用，极大地降低了能耗，对环境友好，符合绿色化学生产的标准。
[0027]本专利技术在不产生新的环境问题的同时，实现了废旧纺织品的高值化利用，变废为宝，具有很好的经济、环境和社会效益，符合可持续发展战略需求。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。
[0029]图1为原料废旧涤棉混纺织物的SEM图像；
[0030]图2为实施例1分离得到的纤维素的SEM图像；
[0031]图3是实施例1分离得到的涤纶纤维的SEM图像。
具体实施方式
[0032]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0033]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用低共熔溶剂分离和回收废旧涤棉混纺织物的方法，其特征在于，将废旧涤棉混纺织物置于低共熔溶剂中，超声处理10
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30min，加热保温降解，保温结束后再次超声处理，过滤分离，得到涤纶纤维和纤维素；所述低共熔溶剂是以无水氯化胆碱作为氢键受体材料，以乙二醇、对甲苯磺酸、甲酸、乙酸、甘油或柠檬酸中的一种作为氢键供体材料，混合加热得到的无色透明液体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂中氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1
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2:1
‑
2。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当氢键供体材料为乙二醇时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；当氢键供体材料为对甲苯磺酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:1；当氢键供体材料为甲酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；当氢键供体材料为乙酸时，所述氢键受体材料与氢键供体材料的摩尔比为1:2；当氢键供体材料为甘油时，所述氢键受体材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晟，李飞，王美蓉，高翔宇，郭红，张晓磊，李小燕，王淑花，侯文生，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：