张 丽,刘梁森,邱冠雄
(1.天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津 300387;2.天津工业大学 学报编辑部,天津 300387)
纺织品的应用几乎涵盖人们生产生活的各个领域,与之相应,产生了数量庞大的废弃纺织材料。通常意义上的纺织废料主要包括:纺织过程中由于化学作用和机械作用所产生的下脚料;纺织生产过程中产生的废纱、回丝,以及服装裁剪过程中产生的边角料;还有居民生活或其他活动中丢弃的纺织纤维及其制品[1],如服饰用物品、床上用品、装饰用织物、清洁用品、纺织材料制成的线、绳、索、缆及其制品等。传统的纺织废料处理方法为垃圾场填埋处理或焚烧处理,填埋处理需要占用大量场地,且纺织废料中含有大量化学纤维不能自然降解,而焚烧处理会产生大量烟尘和有毒气体。这2种方法均会造成大量的资源浪费,且破坏生态环境。目前废旧纺织材料的回收方法大致可分为物理回收、化学回收。在此基础上,2006 年 WANG Youjiang[2]提出,将回收工艺划分为初级、二级、三级和四级方法。初级方法包括将产品回收再生成其初始状态;二级回收包括熔融工艺、将制品再生成物理性能、力学性能和化学性能水平较低的新产物;三级再生包括高温分解和水解过程,将废料转换成基本的化工原料和燃料;四级再生是指燃烧纤维固体废物,对其产生的热能进行利用。本文从机械分解回收、水解再利用、熔融再利用、高温分解及燃烧热能利用5个方面概述近年来废旧纺织材料回收利用领域的研究进展。
对废旧纺织品进行机械加工,使其再生成初始状态后进行再利用。机械分解,仅改变废纤形态,对其分子结构无较大影响,是目前使用最为广泛的纺织废料回收方法,同时也是在进行水解、熔融等回收利用前要做的预处理工作。最初多用于处理废弃的纯纺纤维织物的废纱、回丝、边角料等;通过不断改进机械设备并调整其工艺参数,目前亦可用于处理废弃的混纺织物乃至服装、装饰用纺织品等。在进行机械分解前,首先应对废弃纺织材料进行消毒处理;采用金属探测器探测并去除废料中所含的金属附件;然后按照受污染程度、形态、颜色、成分(可采用中红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱进行判别)对废弃纺织材料进行分拣;根据废料种类确定合适的分解工艺参数及具体的回收利用途径。该技术的关键是切割和开松技术,采用升降刀切割机(多用于旧衣与布片)或旋转切割机(多用于布条和回丝)等将废旧纺织品切割成小块,再采用角钉、钩齿、针布等开松设备经渐进式物理作用对其进行开松除杂,制成散纤维。
在废料切割方面主要关注切割设备的研究进展。切割设备主要有以下几种形式[3-4]:1)专用于切割长丝束的切断机,如世界知名的美国丹姆意(DAMMYE)切断机、德国纽玛格(NEUMAG)切断机;2)铡刀式往复直刀板纤维切断机,可用于对一些不规则工业废料进行剪切;3)旋转滚刀式纤维切断机,适用范围较为广泛。如法国 Laroche公司的Starcut型旋转式切割机;山东青州新航机械设备有限公司生产的SBJ-800C型旋转扭刀式纤维切断机。
废料经过切割后可送入开松机组进行开松除杂。开松工艺可分为干法和湿法2种方式[5]:1)湿法处理工艺是由1个椭圆大水池上设有2~3个锡林(角钉)开松机组,废料通过输送帘子送入池内,振动推进器使水流动,以带动废料向前运动通过锡林机组开松成散纤维。该工艺可洗涤废料,减少飞花,而且不易损伤纤维,所得纤维长度长,适用于紧密织物及回丝;但其工艺流程长、能耗高、投资大,因而较少采用。2)干法处理工艺,通过机械切割、撕裂、开松使得纤维无捻化,干法加工开松剧烈,极易拉断织物中的纤维,因此再加工纤维长度短,质量较差,且加工中极易产生高含尘空气和粉尘,对工作环境会造成一定影响,但因其投资小,工艺流程短,能耗小,所以应用很广。
除了以上提到的纤维较短,质量较差,粉尘严重污染环境等以外,目前影响我国废弃纺织材料机械分解回收利用的问题还包括:废料的分拣主要由人工完成,效率低下,且根据纤维成分对废弃纺织材料进行快速准确的分类还有一定难度;撕破间隙、锡林外周线速度、纤维转移强度和原料通过量等参数与制品质量参数之间的关系还有待研究;尚不能根据纤维的长度和开松度在线评估回收纤维的质量;对其制品的质量及卫生安全状况没有明确的评价标准,消费者对使用再生纤维制品例如服装、絮料等心存顾虑,进而影响机械分解再生纤维行业的发展。
根据其品质,再生纤维可用于填充玩具、制备拖把和宠物用品等,也可通过以下途径进行回收再利用以提高其附加值。
废旧纺织品经切割、撕裂、开松后得到的纤维分为可纺纤维和不可纺纤维2种。对于可纺纤维,可以利用环锭纺、转杯纺、平行纺和摩擦纺等方法进行纺纱[5-7]。其中,环锭纺常用于对长度较长的再生毛纤维进行纺纱织造;转杯纺对纤维长度和细度的要求不高,适用于废旧纺织品再生纤维纺纱,在浙江再生棉纤维纺织企业中多有应用;摩擦纺利用1对多孔内吸滚筒的转动,吸附须条并给以捻度,低速高产,对原料适应性较广;平行纺将短纤维平行排列,不经加捻而由长丝呈螺旋线状将其包缠起来,适用于加工废旧短纤维。研究表明,采用100%再生纤维所生产的纱线质量较差,纱线均匀度变异系数较大,细节、粗节和棉结较多,因此,在实际纺纱过程中常采用新旧纤维混纺以改善纱线质量。
该方法多用于棉、毛、涤纶及其混纺织物的回收利用,所得再生纤维纱织物可用于装饰材料、家具面料、桌布、工业用织物、滤布以及各种毛毯、面料、服装衬里等。采用该方法时,应特别注意对废料按照颜色进行精细分类,若分类恰当,则可直接将有色废料纺制成有色纱线,省去染色工序,环保节能。
经过机械切割开松后,部分纺织废料成为很短的散纤维,不能被加工成纱线,但可用于非织造布生产。从纺织废料到非织造织物通常需要经过以下工艺流程:废料挑选—撕碎、除杂—纤维混合开松—纤维成网—纤网加固—热定形—黏合[8]。非织造加工适应性好,可用于多种天然纤维或合成纤维制品的回收利用,较常见的有棉、毛、涤纶、丙纶等。
GOYNES W R[9]采用 70%再生涤纶和30%棉生产非织造布热毯,并经过羧酸整理以降低松散纤维的表面缠结,从而改善使用和洗涤过程中的结构稳定性;英国 Rochdale毡业(AFI)公司[10]利用羊毛、黄麻、羊绒、腈纶、棉、聚丙烯和聚酯等再生纤维制备针刺和化学黏结非织造布,生产绝热隔音、溶于水、具有化学吸收性的衬垫材料和阻燃产品;沈兰萍等[11]采用棉纺厂落棉生产非织造布用作无土栽培基质,有利于水分的吸收、排放、通气及根系的伸长和结构的稳定;文献[12]介绍了采用新聚丙烯纤维和聚丙烯废弃纤维混合生产针刺聚丙烯土工布,用于道路和隧道的建设、铁路工程和绝缘管道。
由纺织废料制得的非织造布材料可用于汽车工业,如隔音网、绝热网、车座和车体侧面的衬里、车内地毯等;家具行业,如坐垫面、坐垫底层棉肉、装饰材料、填絮及地毯底层毡;建筑业,用作隔音及绝热网、过滤产品和涂层基布、足迹隔音层、土木工程中的填充料;种植业,用作园艺栽培基质。开发这类产品时,要注意以下几点:需配置预料开松设备来强化对纤维的再生作用,还需要设备能自动刷出未撕碎的非纤团使其重新回到回收设备处进行再次扯碎开松处理;废纤维过短时,可在其中加入未使用过的长纤维以提高混纤质量;对再生纤维网进行针刺加固时,由于撕碎纤维中短纤维、微尘和纤维团所占比例较大,容易堵塞针板孔隙,因而常采用低密度的刺针排列;黏合工序中可采用黏合剂黏合废纤维网,以尽可能优化断裂强度及伸长,提高成网产品的耐磨性。
将经过开松分解、除杂后获得的再生纤维与聚合物基体复合制备复合材料,可用作墙板芯材、户外用品、交通运输用挡板等。
1.3.1 废弃天然纤维复合材料
常用于制备聚合物基复合材料的废弃天然纤维主要为废棉,如回用棉纤维或棉短绒、轧棉废料等。
采用废棉纤维作为增强体制备聚合物基复合材料。BAJWA S G等[13]将来自轧棉厂的棉秆和棉短绒等废料作为增强体用于增强热塑性复合材料。研究表明:轧棉废料的加入能明显降低复合材料的质量,且降低材料的热膨胀性;轧棉废料增强复合材料具有高吸水性和吸水膨胀性;在弯曲和压缩条件下,棉废料增强复合材料除了压缩模量以外,强力及模量均低于木纤维增强试样。
也可将废棉纤维与其他再生纤维联合使用制备聚合物基复合材料。YACHMENEV V G等[14]采用红麻(洋麻)、黄麻、亚麻和废棉纤维以及再生聚酯和次等聚丙烯制备了具有良好保温隔热性能的模压纤维素基非织造复合材料,结果表明,这些纤维复合材料均具有良好的保型性、强拉伸和弯曲性能;随着纤维素纤维的种类、纤维比例和复合材料最终密度的变化,纤维素基非织造复合材料的保温隔热性能有显著差异。FINKLER M等[15]采用回用棉和聚丙烯腈废旧纺织品增强高密度聚乙烯复合材料。TASDEMIR M 等[16-18]将不同长度的废弃蚕丝纤维和废弃棉纤维按照一定比例加入到高密度聚乙烯和聚丙烯聚合物或者循环再利用的聚酰胺6和聚碳酸酯聚合物中,采用双螺杆挤出机制备复合材料。结果表明:棉纤维和蚕丝纤维在复合材料结构中的表现不同,废弃蚕丝纤维复合材料的力学性能强于废弃棉纤维复合材料。
1.3.2 废弃合成纤维复合材料
常用于制备聚合物基复合材料的废弃合成纤维主要包括来自废弃非织造布或地毯的聚酰胺纤维和丙纶纤维、聚酯纤维、碳纤维等。
BATEMAN S A等[19]利用整个地毯和低密度聚乙烯制备复合材料,并在制备过程中添加增容剂以改善材料的力学性能,认为在系统中添加活性增容剂,其官能团和地毯纤维表面发生化学反应,提高了复合材料组分之间的兼容性和界面效应。LIN J H等[20]对PET和PP非织造布的布边进行回收,用于制造热塑性复合材料,结果表明采用回收非织造布边制备的复合材料的断裂归因于纤维断裂、纤维拔出、在基体与填充纤维之间的裂纹和破裂。ABHISHEK J等[21]采用废弃地毯制备地毯- 聚合树脂复合材料薄板,并采用表面处理方法以增强该复合材料的力学性能。
吴晓青等[22]利用废旧的聚酯纤维作为增强纤维,聚丙烯纤维熔融作为基体材料,研制聚酯/聚丙烯纤维复合板材,探讨成型温度、时间、压力等工艺参数和聚丙烯纤维质量分数对复合板材力学性能的影响。TOMOAKI K等[23]采用涤纶废弃纤维层和PLA薄膜交替层压,通过压缩模塑技术制备绝缘复合材料(涤纶废料单向排列),并讨论纤维间距和纤维层数对复合材料力学性能和热绝缘性的影响,结果表明,PLA层数的厚度和熔融状态对复合材料板的热传导性和弯曲强度有很大影响。
KEVIN G等[24]对航天用碳纤维的再生回收方法进行了探讨,并采用喷射模塑法利用再生碳纤维增强PA、PEEK和 PEI等热塑性树脂制备复合材料。再生纤维/树脂复合材料的物理性能与纯树脂和纤维的性能相匹敌,在某些方面甚至超越二者。
在混凝土中掺加少量(≤2%)短纤维可降低内部疵点的尺寸和数量,改善混凝土的韧性和抗拉伸性能。用于增强混凝土的再生纤维多来自废弃地毯,如再生丙纶纤维、再生聚酰胺纤维;也有一小部分来自高强纺织品的高性能纤维,如芳纶纤维。
1.4.1 增强水泥基混凝土
王建坤等[25]采用废地毯再生丙纶纤维作为混凝土的增强纤维,结果表明,再生丙纶纤维可使纤维增强混凝土的抗拉强度和弹性模量有所增加,干燥收缩性能有所提高,纤维掺入质量分数为2%的纺织废地毯再生纤维对混凝土的增强效果好于掺入量为1%的未经使用的丙纶纤维。SCHMIDT H[26]回收废弃地毯用于增强混凝土,结果表明,同时含有PA和PP纤维的回收地毯和混凝土之间形成了牢固的防水黏结界面。ORTLEPP G等[27]开发了一种从高强织物废弃用品中回收对位芳纶再生纤维的方法,并将其用于混凝土基体的增强。
1.4.2 增强沥青基混凝土
MOUSSA G K[28]采用聚丙烯酸、聚酰胺废弃材料改善沥青路面层的开裂行为,结果表明:和聚酰胺相比,含有聚丙烯酸短纤的沥青混合物能够明显增强沥青层的抗裂性;一般情况下,在沥青混合物中加入聚丙烯酸和聚酰胺短纤能够延长沥青路面层的使用寿命。REIS D等[29]采用纺织品裁剪废料增强聚合物混凝土,结果表明,纤维含量和树脂/砂质量比都影响纺织纤维增强聚合物混凝土的性能;由于纺织纤维的加入,混凝土性能有所降低,但当纺织纤维含量较高时,其增强聚合物混凝土的破裂更平滑,与无纤维增强的聚合物混凝土的脆性破坏行为不同。LEE S J等[30]采用废旧地毯中的锦纶纤维增强沥青,利用断裂能研究该纤维对沥青混凝土抗疲劳破裂的影响,结果表明,纤维体积分数为1%、长度为12 mm的纤维增强沥青混凝土的断裂能比非增强混凝土高出85%,明显改善材料的抗疲劳断裂性能。
考虑到产品老化及机械开松作用易导致再生纤维强度下降,因而再生纤维多用于路面用混凝土增强,在使用过程中应特别注意纤维在混凝土基体中的均匀分散问题。
在班主任与学生比较激烈的矛盾冲突发生后,因为师生双方都在气头上,班主任不能立即找学生做思想工作,否则容易激化矛盾,引发学生逆反心理。应该给学生一定思考的时间,此时班主任可以趁机调整情绪,查找教育失败的原因,选择正确处理问题的方法。在双方冷静下来后再谈心,有利于化解矛盾,解决问题。
德国萨克森纺织研究所[31]将大量的纺织废弃物制成直径可达130mm的特粗型类似绳索的纱线,并将其在特粗经编机上加工成垫子或格栅,将其覆盖在河堤的表面,较大的针距和网孔结构有助于利用泥土钉与土壤固着,特粗纬纱产生三维孔眼能握持顶部的土壤,粗大的针织线圈对土壤起到了阻挡或限位的作用,可以增强堤岸。ABTAHI Sayyed Mahdi等[32]将聚丙烯纤维和回收利用的废旧轮胎帘子线与石灰水混合,用于加固土壤,增加其强力和耐久性以满足工程性能要求,阻止土壤被腐蚀以及灰尘在未铺石砖或沥青的路面上聚集。MIRAFTAB Mohsen等[33]将地毯纤维废弃物掺加到黏土或者土壤中,认为不超过10%的纤维掺加量可增强土壤的内在团聚性、剪切力和综合强力以及承载能力。
目前国际上的造纸原料主要为植物纤维,来自棉短绒、棉破布的再生棉纤维常被用作毛类纤维原料制备纸张,而且将机械分解过程中产生的浮尘、棉絮收集起来也可以作为良好的造纸原料。SHI B等[34]采用废弃角蛋白纤维和棉短绒纤维制备纸张,与桉树纸相比,以棉短绒和角蛋白纤维制得的纸张在厚度和透气性方面都有提高,但其拉伸系数低于桉树纸;当角蛋白纤维质量分数超过20%时,其吸水性开始下降。美国克兰造纸公司还利用纱头碎布、纤维尘屑、废弃的丝团垃圾制备美钞用纸。
纺织废料中含有大量有机物,可利用水解反应对其进行回收利用,制备具有高附加值的产品,用途广泛。由于有机物的分子一般都比较大,水解时需要酸或碱作为催化剂,有时也用生物活性酶作为催化剂。这种方法多用于处理纺织过程中产生的下脚料,在操作前需对其进行开松、除杂、除尘等。
棉纺行业的下脚料包括斩刀花、精梳混、皮辊花和粗纱头等,含有大量纯纤维素,可经过除杂除尘之后,应用化学方法制取硝酸纤维素、粘胶纤维、醋酸纤维等纤维素产品[35],用于制作火药、清漆、涂料、黏合剂、赛璐珞塑料、人造丝、电影照相胶片、X光底片、绝缘材料等。将聚酯/棉混纺织物中的聚酯经氢氧化钠水解成对苯二甲酸和乙二醇,然后将棉纤维滤出,滤出的棉纤维经水洗—烘干—次氯酸钠漂白—热N-甲基马琳-N-氧化物(NMMNO)水溶液溶解—纺丝,可制成 Lyocell纤维。KUO C H等[36]对废弃染色织物或者涤纶混纺织物进行分散预处理之后,采用占纤维素织物质量分数5%的浓缩磷酸作为最终的纤维素溶剂,纤维素沉淀物经过纤维素酶水解以制备可发酵还原性糖,用于培养葡糖酸醋杆菌生产细菌纤维素。
天然动物纤维如羊毛、蚕丝等结构中含有大量蛋白质,可通过水解反应对其进行提取以制备角蛋白再生材料。KAWAHARA Y等[37]采用产自废弃羊毛或下脚料的水解角蛋白增强韧皮纤维的拉伸性能,在古建筑保护过程中可用于古老木材的干燥过程,有助于抑制其收缩。ALUIGI A等[38]通过酶超声波处理提取羊毛纤维废物中的组织成分,按照不同比例和醋酸纤维素基体混合制备可用于注塑薄膜和纺制长丝的膜成型复合材料,用作包装材料、农用膜、耗材,还可用于生产在阻燃性、回潮、染色性能、颜色效果、手感和外观等方面有所改善的新型功能化纺织纤维。LIU Yang等[39]利用羊毛纤维进行羊毛角蛋白材料的再生。由于角蛋白薄膜易碎裂,难保持完整,因此采用羊毛原纤作为复合材料薄膜的增强体,以满足生物适应性要求。NOGUEIRA G M等[40]采用废旧蚕丝纤维制备了经乙醇处理的蚕丝蛋白致密膜生物材料,制备人造心脏血管的包覆层、用于创伤裹敷或者药品输送系统的生物膜材料。
JEIHANIPOUR A等[41]利用棉短绒和废弃蓝色牛仔纺织品生产乙醇,研究表明,在适宜条件下,对废弃纺织材料进行碱预处理后再进行酶水解可使得棉和牛仔织物几乎完全转化为葡萄糖,再通过麦芽酵母发酵即可制得乙醇。JEIHANIPOUR A等[42]利用混纺织物废弃物中的纤维素制备乙醇和沼气,采用环境友好的纤维素溶剂NMMO在温度为120℃、大气压条件下和混纺织物混合,将纤维素从不溶非纤维素纤维中溶解分离出来,再向溶液中加水使纤维素沉淀,分离出的纤维素既可以由纤维素酶水解后进行发酵以制备乙醇,也可以直接分解以制备沼气,用作生物燃料。
俄罗斯研究学者[43]采用产酶的细菌和霉菌将洗毛厂的废毛、梳毛时的废毛发酵成腐殖质,为土壤提供养分和废料。如在混合肥料里添加20%的废毛,在细菌作用下变成肥料用以种植蘑菇;对等外毛进行生物降解,刺激土壤微生物群生长;将工业用混纺呢绒(含毛60%、含聚酰胺或聚酯纤维40%)经过纺纱、织造、染整各道加工工序中所产生的废毛放在培养液中,从担子菌纲中选出一些菌株在培养液中生长,能有效地合成生物酶制剂,而废毛的加入可以增强这些生物酶制剂的活性。
SHUKLA S R等[44]在有硫酸钠存在条件下采用糖酵解路线对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废弃纤维进行解聚,可获得较高产量的纯单体(2-羟基对苯二甲酸酯)(BHET),将净化后的BHET转化为不同脂肪酰胺衍生物以获得季铵盐化合物,用作纺织整理过程中的柔软剂,结果表明其应用效果良好。该工艺在PET解聚和回用过程中使用的化学药品都比较便宜,而且对环境危害相对较少,因而在涤纶废弃纤维的化学回收方面具有一定优势。
合成纤维大都为高分子材料,在自然条件下无法降解,而采用熔融方法可将废旧纺织品中的高分子聚合物解聚,得到单体,再利用这些单体制造新的化学纤维。这种方法多用于回收纯涤纶织物和地毯中的锦纶纤维,将纺丝废料或者废弃的纯纺织物进行熔融、造粒、抽丝,生产新的合成纤维,用于制作地毯、服装、家用纺织品等。
MEYABADI T F 等[45]将新、旧 PA6 切片按照不同比例混合进行熔融纺丝,结果表明:经过熔融纺丝之后,和新PA6纤维相比,含有回用 PA6的试样其黏度和分子质量损失严重;回用PA6纺丝所得纤维的双折射性低于新PA6制备纤维,但这种差距可通过拉伸得到补偿;新PA6和回用PA6试样的纤维结构和拉伸性能基本上没有明显差异;然而,回用PA6所生产的带纹理纤维其卷曲性能好于新PA6纤维。美国能源实验室采用有选择热解法处理PA6纤维制成废地毯。将旧地毯剁成小块,放入反应器中与专用催化剂混合并加热,地毯受热蒸发,排出己内酰胺用以制造PA6。解放军总后军需装备研究所与浙江富润集团合作[46],采用脱气熔融技术和再聚合(增黏)工艺,将废弃涤纶服装通过破碎、熔融、聚合、造粒等工艺,变成涤纶切片,可以纺制成长丝。日本帝人公司按照废弃聚酯织物—破碎—造粒—脱色—化学回收DMT—聚合—纺丝的工序获得纤维,将其制成制服、运动服、窗帘等。
由于在废弃材料上染化料的存在,以及使用过程中洗涤、干燥、消毒、太阳光照射或紫外线照射等因素导致纤维材料老化,因而回用产品的性能和新生产品相比仍有一定差距。如何提高回用产品的性能还有待进一步研究。
木质素材料在400~500℃条件下可裂解形成一种碳素前驱体,进一步活化即可制得活性炭产品。利用这一特性,可对木质素含量较高的废弃麻类纤维进行高温分解,以制备活性炭材料,在处理前应对其进行开松、除杂、除尘。
WILLIAMS P T 等[47-48]采用缠结、铺层和针刺工艺将大麻和亚麻工业的纤维下脚料加工成非织造布预成型材料,经过化学活化和热解处理制备活性炭,结果表明:这种工艺可用于制备超高表面积(>2000m2/g)活性炭材料;其高表面积与高浓度活化试剂、低热解温度相关联;采用氯化锌活化制备所得活性炭的表面积明显高于磷酸活化;活性炭的孔径分布可以通过所采用工艺条件进行改变。REED A R等[49]研究了采用大麻、亚麻、黄麻、椰壳纤维和马尼拉麻5种天然纤维生产中的下脚料,经过物理活化方法制活性炭的可能性,每种生物质材料都在固定床反应器中进行高温分解,其炭化产物在炭活化反应器中由蒸汽进行活化,测定所获得活性炭的表面积和孔隙率,结果表明,该工艺所制备活性炭表面积在770~879 m2/g之间,大部分活性炭产率低于原始生物质材料质量的20%。
活性炭作为一种多孔吸附材料,孔隙结构发达,表面积大,具有良好吸附性能和稳定的化学性质。采用废弃麻类纤维制备活性炭,可将其用于化工、环保、食品、医药以及国防等领域,具有广阔应用前景。
将废旧纺织品中热值较高的化学纤维通过焚烧转化为热量,可用于火力发电。由于废弃纺织品的纤维种类较多,在纺织染整过程中又经过各类化学品处理,燃烧后产生的气体成分也不同,在焚烧合成纤维时会生成氰化物、氮氧化物(聚丙烯腈和聚酰胺类为含氮化合物)等,会造成二次污染,但由于其操作简单,因而还有一定的应用市场。美国研究者燃烧棉渣,使其产生的热量用于纺织前期干燥过程。将棉渣存储于热分解炉中,接通与之连接的导管,向炉内输送一定流量的气体,使炉内的棉渣产生热分解,然后将热分解产生的气体送入燃烧炉燃烧,所产生的热量再通过热交换器加热空气,最后用于精制原棉的干燥,这一新工艺可以节约8%的能源。
综上所述,纺织品废弃材料经回收利用后可用于纤维工业、纺织、服装、装饰用品、建筑、土木工程、生物材料、种植园艺、活性炭材料等诸多领域,不仅可避免环境污染,且可以节约资源。但目前我国纺织品的回收利用还存在以下问题:回收渠道有限;再生产品档次低,社会接受度不够;企业规模小,未形成产业集群等。针对这些问题,本文提出以下建议,希望能对促进我国纺织品回收业的发展提供参考:1)借鉴欧美国家的经验,从废旧物资回收公司、社区居委会、专业回收公司入手,开辟多种回收渠道,建立废旧纺织品回收循环体系,完善废弃纺织材料的分类管理方法,这也是我国纺织工业十二五规划要达成的目标之一。2)由政府给予信贷和税收政策优惠,倡导高附加值利用,扶持纺织品回收龙头企业,培育产业集群,形成分拣、拆解、加工、资源化利用和无害化处理等完整的产业链条。3)开发引进先进的回收利用技术,加快高附加值利用技术的产业化进程。4)制定针对废旧纺织品回收再利用的法律法规和标准,如废旧纺织品的消毒方法和标准、废旧纺织品再生产品的卫生标准和质量标准等,并加大宣传力度,提高消费者对再生产品的接受度。
[1]黄晓梅,唐虹,严轶.纺织废料的处理与生态问题[J].纺织科学研究,2000(3):12-16.HUANG Xiaomei,TANG Hong,YAN Yi.Treatment and ecological problem of textile waste[J].Textile Science Research,2000(3):12-16.
[2]WANG Youjiang.Recycling:the next challenge for the textile industry[J].Textiles Magazine,2006,33(2):13-15.
[3]李忠韦.谈几种纤维切断机在环保领域的应用[EB/OL].[2009-11-28].http://bbs.hc360.com/thread-747384-1-1.html#1785817.LI Zhongwei.Discussing application of some fiber cutter in environmental protection[EB/OL].[2009-11-28].http://bbs.hc360.com/thread-747384-1-1.html#1785817.
[4]严方平,徐勤,余素英,等.纺织废料再加工利用综述[J].中国纤检,2008(11):56-57.YAN Fangping, XU Qin, YU Suying, et al.Summarization of textile waste recycle[J].China Fiber Inspection,2008(11):56-57.
[5]胡金华.纺织废料再生纤维处理与应用的探讨[J].山东纺织科技,1993(3):55-59.HU Jinhua.Discussion of treatment and application of recycled fibers from textile waste[J].Shandong Textile Science& Technology,1993(3):55-59.
[6]王来力,吴雄英,丁雪梅.废旧纺织品的回收再利用探讨[J].纺织导报,2009(4):26-28.WANG Laili, WU Xiongying, DING Xuemei.Investigation on the recycling of waste textiles[J].China Textile Leader,2009(4):26-28.
[7]DURU P N, BABAARSLAN O. Determiningan optimum opening roller speed for spinning polyester/waste blend rotor yarns[J].Textile Research Journal,2003,73(10):907-911.
[8]钱程,依常娟.用纺织品下脚料生产非织造布[J].安徽纺织,2000(1):13-15.QIAN Cheng, YI Changjuan. Non woven made from textile scrap[J].Anhui Textiles,2000(1):13-15.
[9]GOYNES W R.Fabrication and finishing of non woven blankets from recycled fibers[J].Textile Chemist and Colorist,2000,32(1):40- 45.
[10]Rochdale Company.Innovating with recycled fiber[J].Non wovens Industry,2002,33(8):66.
[11]沈兰萍,尉霞,丁明明.无土栽培用废棉非织造布基质的设计开发[J].纺织学报,2007,28(1):60-62.SHEN Lanping,WEI Xia,DING Mingming.Design and development of waste-cotton non woven substrate for soilless culture[J].Journal of Textile Research,2007,28(1):60-62.
[12]BARTEL T.Filztuch fabrik rodewisch GmbH[J].AVR All Gemeiner Vliesst off-Report,2003(3):30.
[13]BAJWA SG,BAJWA D S,HOLT G,et al.Properties of thermoplastic composites with cotton and guayule biomass residues as fiber fillers[J].Industrial Crops and Products,2011,33(3):747-755.
[14]YACHMENEV V G,PARIKH D V,CALAMARI J.Thermal insulation properties of biodegradable,cellulosic-based non woven composites forautomotive application[J].Journal of Industrial Textiles,2002,31(4):283-296.
[15]FINKLER M,NUNES R C R,ZATTERA A J,et al.Incorporation of waste textile fabric in high density polyethylene matrix[J].Progress in Rubber Plastics Recycling Technology,2006,22(2):115-126.
[16]TASDEMIRM, AKALIN M, KOCAK D, et al.Investigation of properties of polymer/textile fiber composites[J]. International Journal of Polymeric Materials,2010,59(3):200-214.
[17]TASDEMIR M,KOÇAK D,USTA I,et al.Properties of polypropylene composite produced with silk and cotton fiber waste as reinforcement[J].International Journal of Polymeric Materials,2007,56(12):1155-1165.
[18]TASDEMIR M,KOÇAK D,USTA I.Properties of recycled polycarbonate/waste silk and cotton fiber polymer composites[J]. International Journal of Polymeric Materials,2008,57(8):797-805.
[19]BATEMAN S A,WU D Y.Composite materials prepared from waste textile fiber[J].Journal of Applied Polymer Science,2001,81(13):3178-3185.
[20]LIN J H,SU K H,LEI C H,et al.Reprocessing of industrial nonwoven selvages[J].Journal of Advanced Materials,2007,39(2):32-36.
[21]ABHISHEK J, SESHUMANIV, RAMAN P S.Evaluation of surface treatment methods to enhance the mechanical properties of composites fabricated from waste carpet[C]//SAMPE 2010 Conference and Exhibition“New Materials and Processes for a New Economy”. Canada:Soc for the Advancement of Material and Process Engineering,2010.
[22]吴晓青,邱冠雄,冯秀文.废旧纤维板材成型工艺的优化[J].东华大学学报:自然科学版,2003,29(5):96-99.WU Xiaoqing, QIU Guanxiong, FENG Xiuwen.Optimization of forming process of composite plate made by the recycled textile fiber[J].Journal of Donghua University:Natural Science Edition,2003,29(5):96-99.
[23]KANEDA T,KIMURA T.Compression molding of all thermoplastic composites by using fiber wastes[J].Key Engineering Materials,2007,334/335:81- 84.
[24]KEVIN G,PETE G.Use of recycled aerospace grade carbon fibers in thermoplastic articles[C]//SAMPE2010Conference and Exhibition“New Materials and Processes for a New Economy”.Canada:Soc for the Advancement of Material and Process Engineering,2010.
[25]王建坤,高晓平,刘玉梅.纺织废料再生纤维增强混凝土力学性能的研究[J].天津工业大学学报,2005,24(4):12-15.WANG Jiankun,GAO Xiaoping,LIU Yumei.Research on mechanical properties of recycled waste fiber reinforced concrete[J].Journal of Tianjin Polytechnic University,2005,24(4):12-15.
[26]SCHMIDTH, CIESLAK M. Concrete with carpet recyclates:suitability assessment by surface energy evaluation[J].Waste Management,2008,28(7):1182-1187.
[27]ORTLEPP G, WEISS-QUASDORF M,GULICHB.New recycling process for paramid fibers from fabric wastes[J]. Chemical Fibers International,2004,54(3):171-172.
[28]MOUSSA G K.Effect of addition of short fibers of polyacrylic and polyamide to asphalt mixtures[J].Alexandria Engineering Journal,2003,42(3):329-336.
[29]REIS D,LAREDO J M.Effect of textile waste on the mechanical properties of polymer concrete[J].Materials Research,2009,12(1):63-67.
[30]LEE S J,RUST J P,HAMOUDA H,et al.Fatigue cracking resistance of fiber-reinforced asphalt concrete[J].Textile Research Journal,2005,75(2):123-128.
[31]AMOLD R,SEEGER M,BARTL A M,et al.特别粗厚型经编土工织物的生产和应用[J].国际纺织导报,2001(2):47-50.AMOLD R,SEEGER M,BARTL AM,et al.Extra coarse warp-knitted geotextiles-manufacture and application[J].Melliand China,2001(2):47-50.
[32]ABTAHI S M,AHSAN F E,HEJAZI S M,et al.On the use of textile fibers to achieve mechanical soil stabilization[C]//Book of Proceedings of the 4th International Textile,Clothing and Design Conference:Magic World of Textiles.Croatia:Faculty of Textile Technology,2008:25-30.
[33]MIRAFTAB M,LICKFOLD A.Utilization of carpet waste in reinforcement of substandard soils[J].Journal of Industrial Textiles,2008,38(2):167-174.
[34]SHI B,SHANNON T G,PELKY E.Novel use of waste keratin and cotton linter fibers for prototype tissue papers and their evaluation[J].Bio-Resources,2010,5(3):1425-1435.
[35]陈光.再生纤维资源利用技术现状及其发展[J].再生资源研究,1991(1):16-20.CHENG Guang.Actuality of recycled fibers application and its development[J].Recycled Resources Research,1991(1):16-20.
[36]KUO C H, LIN P J, LEE C K. Enzymatic saccharification of dissolution pretreated waste cellulosic fabrics for bacterial cellulose production by gluconacetobacter xylinus[J]. Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2010,85(10):1346-1352.
[37]KAWAHARA Y,ENDO R,KIMURA T.Chemical finishing of bast fibers and woods using hydrolyzed keratin from waste wool or down[J].Textile Research Journal,2004,74(2):93-96.
[38]ALUIGI A,VINEIS C,CERIA A,et al.Composite biomaterials from fibre wastes:characterization of wool-cellulose acetate blends[J]. Composites Part A:Applied Science and Manufacturing,2008,39(1):126-132.
[39]LIU Yang,YIN Rong,YU Weidong.The bio-inspired study of homogeneous composite materials[J].Journal of Composite Materials,2011,4(1):113-125.
[40]NOGUEIRA G M,RODAS A C D,LEITE C A P,et al.Preparation and characterization of ethanol-treated silk fibroin dense membranes for biomaterials application using waste silk fibers as raw material[J].Bio-Resource Technology,2010,101(21):8446-8451.
[41]JEIHANIPOUR A, TAHERZADEH M J. Ethanol production from cotton-based waste textiles[J].Bio-Resource Technology,2009,100(2):1007-1010.
[42]JEIHANIPOUR A,KARIMI K,NIKLASSON C,et al.A novel process for ethanol or biogas production from cellulose in blended-fibers waste textiles[J].Waste Management,2010,20(12):2504-2509.
[43]中国女装网.俄罗斯纺织专家介绍废毛如何再利用[EB/OL].[2009- 05-24].http://www.nz86.Com/article/110587.Chinasuit-Dress Web.Russian textile experts introduce how recycle the waste wool fiber[EB/OL].[2009-05-24].http://www.nz86.Com/article/110587.
[44]SHUKLA S R,HARAD A M,JAWALE L S.Recycling of waste PET into useful textile auxiliaries[J].Waste Management,2008,28(1):51-56.
[45]MEYABADI T F,MOJTAHEDI M R M,SHOUSHTARI S A M.Melt spinning of reused nylon6:structure and physical properties of as-spun, drawn, and textured filaments[J].Journal of the Textile Institute,2010,101(6):527-537.
[46]史晟,戴晋明,牛梅,等.废旧纺织品的再利用[J].纺织学报,2011,32(11):147-152.SHI Sheng,DAI Jinming,NIU Mei,et al.Renewability of waste textile[J].Journal of Textile Research,2011,32(11):147-152.
[47]WILLIAMS P T,REED A R.Pre-formed activated carbon matting derived from the pyrolysis of biomass natural fibre textile waste[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2003,70(2):563-577.
[48]WILLIAMS P T,REED A R.High grade activated carbon matting derived from the chemical activation and pyrolysis of natural fibre textile waste[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2004,71(2):971-986.
[49]REED A R,WILLIAMS P T.Thermal processing of biomass natural fibre wastes by pyrolysis[J].International Journal of Energy Research,2004,28(2):131-145.