穿不上的牛仔裤,也能重获新生

时间:2019-07-20 来源:www.protecaoemonitoramento.com

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很多人都有衣服,他们永远不会在衣橱里穿,比如牛仔裤太胖,不能穿。我该怎么办?扔掉它作为垃圾?目前,大部分垃圾处理只不过是垃圾填埋或焚烧,污染土壤或产生温室气体,不利于环境保护,不符合循环经济的概念。旧衣物的回收不仅有助于保护环境,还减少了对棉花生产的需求。例如,废棉织物是用于再生和生产再生纤维素纤维的合适原料。再生纤维素纤维由于其优异的吸湿性,透气性和机械性能而不能被合成纤维取代。目前生产再生纤维素纤维的主流方法是粘胶法,但该方法产生剧毒副产物。目前唯一可用的商业替代品是用于生产莱赛尔纤维的溶剂法。该方法使用的化学原料无毒,可完全回收,可生物降解,但操作温度高。离子液体具有低熔点并且可以用于从棉花中溶解纤维素,棉花被纺成纤维。然而,离子液体昂贵且粘度高,使得它们难以处理。

为了减少离子液体的量,Nolene Byrne等人,澳大利亚迪肯大学提出使用二甲基亚砜(DMSO)作为共溶剂与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim] OAc一起使用)废棉织物的溶解,再生纤维素纤维的生产过程得到改善.DMSO降低了纺丝溶剂的粘度,降低了纺丝溶剂的成本77%。这个过程甚至可以保持原织物的颜色。根据需要再生纤维素纤维以避免再次染色;当然,染料可以被去除以呈现最常见的白色纤维状态。这一成就发表在ACS Sustainable Chem.Eng。

期刊上。

用于纺丝的溶剂的溶解度对于纺丝是重要的。研究小组选择离子液体[Bmim] OAc和DMSO比(B/D)为20: 80,30: 70和50: 50的双组分溶剂来研究溶剂组分在纺丝原液中的溶解度。已经发现,随着DMSO含量的增加,用于纺丝的溶剂的溶解度变弱。根据文献报道,离子液体的阴离子在溶剂的纺丝溶解性中起关键作用。 DMSO含量的增加降低了阴离子的浓度,从而降低了用于纺丝的溶剂的溶解度。他们还使用双组分溶剂,B/D为20: 80,以研究纤维素聚合(DP)对溶剂溶解度的影响。从下图中可以看出,随着DP增加,溶剂的溶解度变差。

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ACS Sustainable Chem。主机。

纺丝原液的流变性在其可纺性中起着关键作用。研究小组用不同的DP预处理棉织物和不同的B/D溶剂制备了纺丝原液,并测定了纺丝原液的粘度。下图中的图A显示DP越低,当B/D恒定时,纺丝原液的粘度越低。 DP越低,纤维素分子链的缠结越低,促进了溶剂的流动,因此降低了粘度。 DMSO的粘度低于离子液体,因此DMSO的添加降低了纺丝原液的粘度。下图中的图B证实了这一结论。

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ACS Sustainable Chem。工程。将红色牛仔短裤切割并研磨成粉末,然后将粉末置于10wt%NaOH溶液中并搅拌。用NaOH溶液处理5小时后,粉末从红色变为白色。如果裤子没有被切碎并磨成粉末,用NaOH溶液处理后它们不会褪色。如果将裤子研磨成粉末并且没有放入NaOH溶液中,它们总是红色的。将红色和白色粉末各自溶解在B/D为20×1017880的双组分溶剂中,并湿纺分别形成红色和白色纤维。白色粉末溶液的白度(56.92)略高于白色纤维(50.2),因为离子液体本身略带黄色。红色纤维(5.07)的色强度(K/S值)低于红色短纤维(7.27)的色强度(K/S值),表明溶解和湿纺工艺中的部分褪色现象。与粘胶纤维相比,白色纤维具有更好的整体机械性能,可以满足制作服装的要求。

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ACS Sustainable Chem。主机。

研究小组通过SEM发现,拉伸比(DR)为1的白色纤维不仅具有纤维的取向,而且其光滑表面仅有轻微缺陷,而DR为6的纤维具有不均匀性,锯齿状的横截面。并且在拉伸之后在表面上形成凹槽。

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ACS Sustainable Chem。主机。

研究小组使用双组分溶剂溶液,离子液体比率仅为20%。与由纯离子液体作为溶剂制成的纺丝溶液相比,粘度降低,溶剂成本为900美元/kg。降至202美元/千克。双组分溶剂可以在蒸馏后再循环和再利用以实现再循环。总体而言,该研究为回收可持续棉花提供了一种廉价且简便的方法。

原来

圆形纺织品:闭环纤维到纤维湿纺工艺,用于从牛仔布回收棉花

马一波,曾贝妮,王雄贵,Nolene Byrne

ACS Sustainable Chem。 Eng。2019,DOI: 10.1021/acssuschemeng.8b06166

(本文由Phantom提供)