循环再利用技术及其分类方法

根据化学纤维原料的特征，循环再利用技术可分为三类，即物理法循环再利用技术、化学法循环再利用技术、热能法循环再利用技术。

（一）物理法循环再利用技术

1.物理开松法再利用技术

物理开松法再利用是指将废旧纺织品不经分离而直接加工成可以纺出纱线的纤维，然后织出具有穿着性或有一定使用功能的面料，或直接将废旧布片经简单加工后直接使用，纤维层面的循环再利用方法，此法在棉纺等天然纤维制品的回收中应用较多，同样适用化学短纤制品的回收，尤其是对织物结构相对疏松的针织面料等，其再利用技术路线如图1-3所示。

图1-3　废旧纺织品物理开松法再利用工艺路线

对于回收的废旧衣物、床单等纺织品，切割是其再利用纤维生产的第一步，相应的切割机械有升降刀切割机、旋转切割机等。撕破机械将对切割后的织物碎片进行撕破开松处理，利用撕破机械上布满钢钉的锡林将织物开松为纤维状。获得的纤维大都可用来直接纺纱，也可用来制造非织造布、复合材料等。

在纺纱加工阶段也可以在回收纤维中混用一些新纤维共纺来提高品质及功能，这些再生纱线可直接织造纺织品。用回收的废料纤维与棉纤维混合在环锭纺上纺粗特纱，用于制织衬里布、装饰布和印花牛仔布等产品。还有将回收的碎衣片经过开松、粗梳、纺纱，然后在剑杆织机上作为纬纱来织造斜纹织物，纺制面料的质量也能达到应用要求。国内研究机构与再利用企业将废旧军服经过破碎、开棉、纺丝等多道工序变成再利用纤维，并用其纺制成了服装、箱包、毛毯等产品。

除了纺纱，碎衣布料开松经处理后也可用来生产非织造布，其主要包括以下几个工序：废料的挑选、撕碎、除杂及纤维的混合开松，纤维制网，纤网加固。由于非织造布工艺的多样性，以及再利用纤维长度不均匀，纤维较混杂的特点，为了得到物理和化学性能优良的产品，在再加工工艺的选择上必须要与再利用纤维的特点相结合，同时，也可以在再利用纤维中混入一定量的新纤维，以进一步提高非织造布的力学性能。

2.物理法循环再利用技术

物理法循环再利用是不破坏高聚物的化学结构、不改变其组成，通过将其收集、分类、净化、干燥，补添必要的助剂进行加工处理并造粒，使其达到纺丝原料品质标准，大分子层面的循环再利用方法。物理法循环再利用纤维主要是量大面广的聚酯制品，其制备路线如图1-4所示。不仅可以回收聚酯纤维制品，还可回收PET瓶，其产品广泛地应用于服装面料、汽车内饰、家纺、土工、床上用品和填充产品等领域。

循环再利用PET纤维可直接用于服装与家纺，也可与其他纤维混纺（混纺率达80%）或纯纺，生产运动服装，成为国际品牌服装与家纺品牌的标志性品种。

废旧的聚乙烯、聚丙烯纤维经分离筛选后，粉碎、造粒直接使用或与其他聚合物混合，制成聚合物合金，实现物理法循环再利用。除可用于纺织行业外，还可以用来制造泡沫、土工材料、编织袋等。聚氨酯纤维也可利用黏结、热压、挤出成型等方法回收。

3.物理化学法循环再利用技术

物理化学法是针对废旧瓶片、薄膜或纤维因在使用和加工中发生降解，分子链断裂导致分子量大幅度降低，难以直接满足纺丝要求。物理化学法是对瓶片、废旧纺织品等原料通过一定的工艺手段实现对其黏度、质量进行调控，达到均质化增黏等目的，满足纺丝及后道加工及应用的要求。(www.xing528.com)

图1-4　再利用聚酯制品的制备路线

（二）化学法循环再利用技术

化学法循环再利用是用化学试剂将合成纤维中的高分子化合物解聚，将其转化成单体或低聚物，然后再利用这些单体制造新的化学纤维，是单体小分子层面回收再利用方法。这种方法可以借助化工分离提纯过程，除去物理循环再利用法中无法去除的物质，如染化料、劣化分子链段结构等，循环再利用纤维品质通常可媲美原生。同时化学法再生易与共聚、共混等改性方法结合，开发差别化功能纤维。主要的化学法再生工艺路线如图1-5所示。

图1-5　纺织品化学法再利用工艺路线图

聚酯的化学再利用现已有水解法、醇解法、胺解法、超临界法等，不同的降解方法得到的产物不同。水解法按酸碱度不同可划分为酸性水解法、碱性水解法和中性水解法，最终产物为对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）。聚酯醇解法是废聚酯化学法再利用的重要方法之一，所采用的醇类有芳香醇、一元醇、二元醇等。若使用甲醇醇解，产物是EG和对苯二甲酸二甲酯（DMT）；使用乙二醇醇解，产物是对苯二甲酸乙二酯（BHET）及其低聚物，这些都可作为合成高聚物的原材料。超临界流体降解法虽然产品收率高，但其反应条件过于苛刻，处于研究阶段。

除聚酯纤维外，聚氨酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维等合成纤维也可通过醇解法、水解法、碱解法、氨解法、胺解法、热解法、加氢裂解法、磷酸酯降解法等方法回收，但这些方法各有优缺点，其共性的问题是降解产物的分离与提纯有一定困难、回收效率较低和再利用纤维品质稳定性控制困难等。上述方法中，氨解法和碱解法目前还处于实验室研究阶段。在实际生产中，需根据产品使用要求、生产成本和不同纤维的结构性质来选择与设计回收工艺。

（三）热能法循环再利用技术

热能法循环再利用是将废旧纺织品中热值较高的化学纤维通过焚烧转化为烷烃、烯烃、二氧化碳等，同时释放热量，可用于火力发电的原料。合成纤维的热值一般在30MJ/kg以上，例如聚乙烯和聚丙烯纤维的发热量更是高达46MJ/kg，超出燃料油（44MJ/kg）的热值。另外，其焚烧后废弃物的体积约减少99%，大大减缓因存放废弃物带来的土地压力，是一种辅助的极限利用方法。能量回收的工艺流程如图1-6所示，需要注意的是，焚烧处理过程中如处理不当会产生NOx、HCl、二噁英等有害物质，造成污染。

图1-6　能量回收的工艺流程示意图