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新技术为纺织废料的化学回收

服装行业占了全球10%的碳排放量。年度的纤维产量在2021年达到1.13亿吨*并且每年的需求正在增加。

然而,近90%的消费后的纤维废物通过焚烧或垃圾填埋场处理。在这些形式的浪费,合成纤维已经成为对环境和人类健康的主要威胁,因为类似于其他塑料,它在本质上是不能生物降解的。由于它的低成本和耐用性,聚酯是地球上最广泛使用的合成纤维,每年占一半以上的面料生产。综合回收聚酯因此环境可持续发展的一个关键的挑战和未来几代人的健康。

*来源:首选纤维&材料市场报告2022

在实践中,原油纺织废料不适合重用或回收,因为它是与不同的织物材料,混合颜色不同的染料,受到其他各种杂质。分类成均匀的材料是必要的让废物通过化学或机械方法回收。为此,研究小组(pi:Joungmo曹博士)在韩国化学技术研究所(KRICT)开发了一种新的化学技术称为“化学分类”。这项技术应用于分离聚酯和废物处理的纺织品在混合和受污染的形式。在这个过程中,一个独特的化合物,有选择性地破坏化学聚酯之间的交互和染料用于它的颜色,用于分离。研究团队同时还开发出了一种全新的化学回收技术,消耗更少的能量比传统方法将聚酯转化为有价值的单体*,可以反复用于高分子材料的合成。

*单体:单个分子物质可以与其他单体分子反应形成聚合物的化学成键

Postconsumer衣服,由各种材料与未知成分,经常被丢弃。他们通常包括各种各样的纺织品如棉,羊毛,涤纶,腈纶,尼龙、弹力等混合纤维。回收离不开排序成个人材料,因为它们不兼容的化学和物理性质。工业,个别材料的分离浪费面料是通过人工分拣,很大程度上取决于人类劳动。这个方法不可靠,测量精度低,反过来未能收集均匀材料,通常的进一步措施回收的关键。最近,已积极开展研究开发一个自动分类机,采用高光谱成像技术获取织物结构信息的个人目标。然而,排序系统仍然远离商业化,主要是由于技术和经济障碍。

KRICT研究团队采用了一种廉价的和无毒可生物降解的化合物化学歧视聚酯混合物的浪费面料。当化合物应用于纺织品。着色剂只出现在聚酯完全提取虽然没有重大变化发生在其他材料。因此,清洁聚酯可以分离的混合颜色的面料。该方法适用于从一个本色的选择聚酯织物混合物。本色的织物接触时浪费色素提取的排序过程,只有涤纶接受着色剂而其他材料保持不变。因此,包含只能分开涤纶混纺织物面料浪费在一个便宜的,准确的,和简单的方式。结果排序聚酯可以用作化学清洁原料回收,因为排序方法消除了最棘手的染料等有机杂质。

化学回收,将聚合物废物转换成原始的积木,有潜力实现循环回收的聚酯废弃物而机械回收只能用于生产低质量的材料。在传统的化学回收方法,高的反应温度200℃以上的需要完全分解聚酯。此外,能源密集型净化步骤也不可避免的在大多数商业应用程序获得一个高质量的单体产品。

KRICT研究团队开发了一种低温糖酵解反应系统将化学分类废聚酯转化为纯粹的bis (2-hydroxyethyl) terepthalate,这是一个重要的构建块单体产生新的聚合物。得到的单体化合物的化学回收质量相当于从石油中提炼的。因为相同的化合物的化学分类中使用函数作为添加剂降低解聚的能量势垒,反应系统可以很容易地和经济一体化与化学分类技术应用程序涉及到塑料或纺织品回收哪里有高需求的好产品质量。

曹博士说,“最近,服装行业已利用透明和清洁生产消费后的PET瓶回收聚酯衣服。然而,这种方法是不可持续的,因为材料不能反复回收利用。相比之下,我们当前的技术不会受限于组成材料的复杂性或杂质的初始水平的浪费。目标材料是否来源于石油直接或从废物回收,可以反复过程大多数消费后的纺织技术流。因此这将有助于减少浪费在垃圾填埋场和充分实现循环经济在塑料和纺织工业。”

化学回收技术已授权更新系统有限公司有限公司(韩国)。现在多学科研发团队紧密合作来构建多尺度的化学回收设施浪费衣服。示范工厂将在2024年底前和商业操作座年产10000吨的计划开始于2025年。

来源:https://www.nst.re.kr/www/index.do

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