专利名称：一种涤棉混纺织物的分离及涤纶再聚合方法
技术领域：
本发明涉及一种(废旧)涤棉混纺织物的分离及涤纶再聚合方法。
背景技术：
中国是一个纺织大国，每年纺织品原材料的需求量达3500多万吨，由于资源短缺，每年需要进口大量纺织品及其原材料，但是我国再生原材料的利用率却极低。据估算， 每年废旧纺织品的数量将近2000多万吨，绝大部分未能有效回收利用，致使废弃纺织品数量巨大，不仅污染环境、占据大量储藏空间，而且造成极大的资源浪费。废旧纺织品按照纤维组分划分，可以分为单组份织物和混纺织物。目前，单组份纺织品的回收利用方法有一是纯棉纺织品的再利用，即通过开棉工艺等物理方法，将废纯棉纺织品开松成短纤维，再进行纺纱利用，但是由于纤维较短，只能用于低附加值产品；二是纯涤纶纺织品回收利用，有2种途径一种是物理方法，通过团粒，再纺制成涤纶短纤维，但是强力较低，不能用于常规的纺织品。一种是化学方法，通过水解法、醇解法、超临界流体法等各种化学方法，将聚酯降解成单体或半酯，用作化工原材料或者涂料、粘合剂等。但是，占废旧纺织品比例最大的涤棉混纺纺织品，由于回收难度极大，长期以来国内一直没有企业开展此类工作，目前唯一的应用只能用作填充物等。据报道，美国公司曾采用萘作溶剂，将涤棉混纺织物中的涤纶进行溶解，分离后再将涤纶化学降解实现利用。这种方法流程长，工艺复杂，溶剂挥发后会产生空气污染。美国专利CN98804^1. 6发明了一种“从污染的聚酯废物中回收聚酯的方法”，通过将熔融的对苯二甲酸二甲酯(DMT)等溶剂与废聚酯混合加热至256°C，实现废聚酯的溶解，将其中的固体杂质物质(如棉纤维、金属氧化物、粘结剂等)，然后通过冷却结晶出聚酯组分。这种方法适用于聚酯含量很高的聚酯废弃物，因为固体杂质如棉纤维已经不能再利用，同时杂质无法过滤干净，流程长，成本高，不利于高值化利用。中国专利CN88100610. 6发明了一种“聚酯类废弃物的回收工艺方法”，采用一缩乙二醇和乙二醇的混合物作解聚剂，降解聚酯，棉纤维分离后用作造纸，降解后的聚酯用作涂料等。这种方法使用了一缩乙二醇，解聚后的聚酯无法在缩聚成一定分子量的可用于纺丝的线性聚酯切片，棉纤维性能下降，主要用于造纸，回收后的产品附加值比较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种(废旧)涤棉混纺织物的分离及涤纶再聚合的方法。本发明提供的(废旧)涤棉混纺织物的分离方法，所述涤棉混纺织物由聚对苯二甲酸乙二醇酯和棉纤维组成；包括如下步骤所述涤棉混纺织物、乙二醇和醇解催化剂进行醇解反应得到反应混合物，所述醇解催化剂为醋酸锌；所述反应混合物经固液分离得到固体物质和液体物质，所述固体物质即为所述棉纤维；所述液体物质在缩聚催化剂存在的条件下经预缩聚反应和终缩聚反应即得所述聚对苯二甲酸乙二醇酯。上述的分离方法中，可将所述涤棉混纺织物切碎成表面积为km2-25cm2的片状后再进行所述醇解反应，易于所述醇解反应的进行。上述的分离方法中，所述涤棉混纺织物与所述乙二醇和醇解催化剂的混合物的质量份数比可为1 G-7)，具体可为1 4或1 6 ；所述乙二醇和醇解催化剂的质量份数比可为1 0. 001。上述的分离方法中，所述醇解反应的温度可为195°C -200°c，具体可为196°C或 2000C ；所述醇解反应的时间可为1. 2小时-2. 0小时，具体可为1. 5小时。上述的分离方法中，所述固液分离的温度可为150°C _196°C，具体可为150°C或 196°C，可采取过滤的方式进行分离。上述的分离方法中，所述方法还包括将所述固体物质依次用乙二醇和水进行洗涤的步骤，用乙二醇进行洗涤时，可控制洗涤的温度为150°C。上述的分离方法中，所述缩聚催化剂可为乙二醇锑。上述的分离方法中，所述缩聚催化剂与所述液体物质的质量份数比可为 0.001 1。上述的分离方法中，所述预缩聚反应的温度可为265°C -275°C ；所述预缩聚反应的时间可为0. 5小时；所述预缩聚反应的真空度为0. 9kPa ；所述预缩聚反应的搅拌速度为 6r/min。上述的分离方法中，所述终缩聚反应的温度可为285°C ；所述终缩聚反应的时间为 0. 5小时-3小时，具体可为0. 5小时或3小时；所述终缩聚反应的真空度为10I^-40Pa，具体可为IOPa或40Pa。本发明以废旧涤棉混纺织物高值化利用为目的，采用不影响聚酯缩聚的解聚剂进行降解涤纶，通过高温密闭过滤，将棉纤维二次过滤和洗涤，形成可用于纺织的棉纤维，降解后的聚酯通过预缩聚和缩聚反应，形成特性粘度达到0. 65dL/g-0. 70dL/g的再生涤纶切片，可用于纺丝，两种组分均实现了高值化利用。
具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中，断裂强度和断裂伸长率的测定方法为GB/T 13783-1992。实施例1、涤棉混纺织物的分离将清洁干燥的涤棉混纺比为4 1(即聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)与棉纤维的质量份数比)的废旧涤棉混纺织物切碎成面积大约为4cm2的碎片，取200Kg。将乙二醇和催化剂醋酸锌按照质量份数比为1 0.001配成乙二醇混合物，将废旧涤棉混纺织物和乙二醇混合物按照质量份数比为16加入到带有搅拌装置的高温反应器中进行醇解反应得到反应混合物，醇解反应温度为196°C，时间为1. 5h ；将该反应混合物在150°C时过滤，得到固体物质和液体物质，固体物质先经150°C乙二醇洗涤，再经水洗涤干燥后，得到纯净的棉纤维；将液体物质和催化剂乙二醇锑按照质量份数比为1 0.001的比例加入到缩聚反应釜中进行缩聚预缩聚抽真空时间为0. 5h，搅拌速度为6r/min，温度为265°C，真空度为 0. 9kPa ；终缩聚抽真空时间为0.证，搅拌速度为4. 5r/min，温度保持为285°C，真空度应保持在10 ；经预缩聚和终缩聚得到再造聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
上述实验中，测得涤纶醇解率为98.8%。缩聚得到的PET的特性粘度在 0. 60-0. 62dL/g之间，满足化纤仿丝需要。对分离后棉纤维进行单纤维拉伸试验测试，得到棉纤维的断裂强度2. 19cN/dteX(原生棉纤维为1. 8-3. lcN/dtex)、断裂伸长率7.91% (原生棉纤维为7. 0-12. 0% )都符合原生棉纤维的要求。实施例2、涤棉混纺织物的分离将清洁干燥的涤棉混纺比为1 1 ( S卩PET与棉纤维的质量份数比)的废旧涤棉混纺织物切碎成面积大约为25cm2的碎片，取200Kg。将乙二醇和催化剂醋酸锌按照质量份数比为1 0.001配成乙二醇混合物，将废旧涤棉混纺织物和乙二醇混合物按照质量份数比为1 4加入到带有搅拌装置的高温反应器中进行醇解反应得到反应混合物，醇解反应温度为200°C，时间为1. 5h ；将该反应混合物在196°C时过滤，得到固体物质和液体物质；固体物质先经150°C乙二醇洗涤，再经水洗涤干燥后，得到纯净的棉纤维；将液体物质和催化剂乙二醇锑按照质量份数比为1 0.001的比例加入到缩聚反应釜中进行缩聚预缩聚抽真空时间为0. 5h，搅拌速度为6r/min，温度为275°C，真空度为0. 9kPa ；终缩聚抽真空时间为池，搅拌速度为4. 5r/min，温度保持为285°C，真空度应保持在40 ；经预缩聚和终缩聚得到再造聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。上述实验中，测得涤纶醇解率为94. 6 %，缩聚得到的PET的特性粘度在 0. 65-0. 69dL/g之间，满足纺丝要求。对分离后棉纤维进行单纤维拉伸试验测试，得到棉纤维的断裂强度2.0cN/dteX(原生棉纤维为1.8-3. lcN/dtex)、断裂伸长率7% (原生棉纤维为7. 0-12. 0% )都符合原生棉纤维的要求。可见，分离后的棉纤维和再造后的PET都符合再利用要求。
权利要求
1.一种涤棉混纺织物的分离方法，所述涤棉混纺织物由聚对苯二甲酸乙二醇酯和棉纤维组成；包括如下步骤所述涤棉混纺织物、乙二醇和醇解催化剂进行醇解反应得到反应混合物，所述醇解催化剂为醋酸锌；所述反应混合物经固液分离得到固态物质和液态物质， 所述固态物质即为所述棉纤维；所述液态物质在缩聚催化剂存在的条件下经预缩聚反应和终缩聚反应即得所述聚对苯二甲酸乙二醇酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述涤棉混纺织物与所述乙二醇和醇解催化剂的混合物的质量份数比为1 (5-7)；所述乙二醇和醇解催化剂的质量份数比为 1 0.001。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述醇解反应的温度为 1950C -2000C ；所述醇解反应的时间为1. 2小时-2. 0小时。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述固液分离的温度为 1500C -196°C。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述方法还包括将所述固态物质依次用乙二醇和水进行洗涤的步骤。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于所述缩聚催化剂为乙二醇锑。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述缩聚催化剂与所述液体物质的质量份数比为0.001 1。
8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述预缩聚反应的温度为 2650C -275°C ；所述预缩聚反应的时间为0. 5小时；所述预缩聚反应的真空度为0. 9kPa。
9.根据权利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于所述终缩聚反应的温度为 285°C;所述终缩聚反应的时间为0. 5小时-3小时；所述终缩聚反应的真空度为10I^-40Pa。
全文摘要
本发明公开了一种(废旧)涤棉混纺织物的分离方法。所述涤棉混纺织物由聚对苯二甲酸乙二醇酯和棉纤维组成，所述方法包括如下步骤所述涤棉混纺织物、乙二醇和醇解催化剂进行醇解反应得到反应混合物，所述醇解催化剂为醋酸锌；所述反应混合物经固液分离得到固态物质和液态物质，所述固态物质即为所述棉纤维；所述液态物质在缩聚催化剂存在的条件下经预缩聚反应和终缩聚反应即得所述聚对苯二甲酸乙二醇酯。本发明提供的分离方法可成功的将各种混纺比的(废旧)涤棉混纺织物分离，得到涤纶和棉纤维。
文档编号C08J11/00GK102250379SQ20111014569
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者唐世君, 李智, 梁高勇, 汪少朋, 石巍, 赖军 申请人:中国人民解放军总后勤部军需装备研究所