合成纺织品有望规模化回收再利用

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來源:大纪元



现代的纺织品，大多是尼龙、棉、羊毛或其它纤维混合制成的有弹性的纤维，几乎无法再分离成不同的纤维。图为身穿人造纤维衣服的年轻人在公园慢跑。(shutterstock)

【大纪元2024年01月16日讯】（大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导）废物回收再利用，是人类面临的一大难题，而对衣服等纺织品的回收再利用，整体难度更大，因为很难对当今的混合织物进行分解。目前。丹麦一所大学研发出一种新的技术，可以分离出混合织物中的纤维，进行再利用。

现代的纺织品，大多是尼龙、棉、羊毛或其它纤维混合制成的有弹性的面料，几乎无法再分离成不同的纤维。全球纺织品在2020年达到惊人的1.09亿吨，但只有不到1%得到真正回收再利用。预计到2030年世界对纺织纤维需求量会增加到1.4亿吨。目前丹麦家庭丢掉的衣服中，只有6%被有效回收再利用。那些无法回收的织物，大多都会被焚化或掩埋，因此容易产生许多有毒气体和造成环境污染。

丹麦奥胡斯大学（Aarhus University）研究使用一种压力锅的加热方法，对运动紧身衣中的含氨纶弹性纤维、或含聚氨酯（PU）涂层和薄膜的雨衣、行李箱、皮包或人造皮革等产品，进行有效分离，为某些混纺纺织品的回收再利用提供一种可能。相关论文1月8日由该校的新闻社发表。

氨纶又名莱卡（Lycra），是1958年由化学家约瑟夫·希弗斯（Joseph Shivers）发明的。发明的起因是二战时期日本对东南亚的侵略和占领，让美国失去了所依赖的天然橡胶，迫使美国生产出替代品用于军事和民生，最终生产出一种名为氨纶的弹性纤维，将其用于日常生活的纺织品中。

另外，含有PU纤维的材料，目前的回收方法只有水解、氨解、酸解、糖解和机械分解这几种方法。但机械分解需要相当大的力量才能撕碎和解开此类弹性材料，因此这对含有弹性纤维的纺织废料回收非常有限。

奥胡斯大学奈米科学中心的助理教授斯特凡·科维斯特·克里斯滕森（Steffan Kvist Kristensen）的团队，为了将常用于融合多种纤维的“乙二胺”进行有效分解，和减少破坏衣物中大部分的纤维，因此特地选择刺激性较低的叔戊醇（TAA）和氢氧化钾（KOH）作为分离纤维的化学药剂。

他们先试用250mg成分未知的弹性纤维、5mL的叔戊醇和1.9mg的氢氧化钾进行混合，再放入225°C的高压锅进行旋转（800转）和蒸煮4.5个小时，让溶剂充分分解乙二胺后，再对残留物进行检验，经过检验得到86重量百分比（wt%）的回收产量。

另外，实验团队将由棉、黏胶和聚酯纤维组成的混合织物，和含有PU涂层弹性纤维织物，加入5ml的叔戊醇和适量的氢氧化钾，放入225°C的高压锅旋转蒸煮4.5个小时进行溶剂分解。结果得到73wt%～98wt%之间的回收产量。

这些实验结果显示，这种分离方法可有效分离含有PU的皮革或PU涂层织物。另外，聚酯纤维使整个纯化过程变得较为复杂，但对于基于尼龙的织物分离却十分简单，且分离后的尼龙可以重新再纺织成新的产品。

除此之外，这种方法可用于分离那些品质较低的弹性纤维产品，将织物进行分解再重新利用的可能性大大增加。不过，报告中提到，这项新技术需要进一步优化，以减少分离织物的选择性，同时还要评估能源消耗方面和实现大规模分解织物的问题。

克里斯滕森对该校的新闻社表示，“我们开发的这种方法能够从弹性纤维中去掉尼龙纤维，但无法对棉花完全做到这一点，因为一些棉质纤维会在去除乙二胺时被分解。不过，经过调整后未来可能会解决这项问题。这种新的方法使我们未来可以分解和回收更多的纺织品。”

他解释说，当破坏弹性纤维中的长分子链条时，这些纤维才会断裂。“因为弹性纤维链中的不同纤维，是透过一种名为二胺的小分子结合在一起，而我们找到的新方法就是将衣服加热到225°C，并添加特定的酒精和适量的氢氧化钾，断开弹性纤维中的化学键。”

他还表示，他们发现添加氢氧化钾会加速酒精分离纤维的反应速度。不过，目前尚不清楚为何会发生这种情况，有可能是氢氧化钾稍微破坏了化学键，使得酒精更容易将纤维完全破坏，但可以确定的是，它会增加酒精分离纤维的反应速度。

另外，克里斯滕森的实验团队坦承，目前该项技术尚未准备好在工业规模上实施，因为实验室的设备不够大，需要扩大规模进行实验。

他说：“丹麦的化学工业规模很小，但德国拥有一些世界上最大的工厂。未来这些工厂很可能使用我们新开发的方法，将衣服中的大量弹性纤维进行回收。但要成功的话还需要大型化工厂参与进来，同时必须让厂商看到这些回收的材料具有商业价值，否则这项技术将永远不会被用于生活上。”