黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法

本发明涉及废旧织物回收，具体涉及一种黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法。

背景技术：

1、随着全球人口的不断增长、经济的快速发展，人们对纺织产品的需求逐渐增加，进而导致产品使用周期缩短、清洁回收困难、附加值低等一系列问题出现。我国废旧纺织品多作为工业用途或填充材料使用，如墙体保温材料、空调外壳等，而无法再利用的则通过堆肥、焚烧和粉碎等简单的手段处理，同时纺织品表面的染料和其他杂质会在降解的过程中产生甲烷和硫化氢等温室气体，从而对环境造成极大的污染。

2、涤棉混纺织物中涤纶和棉纤维由于其物理和化学性质不同，一般采用两浴法进行染色，即在分散染料酸性浴中染涤纶纤维，在活性染料碱性浴中染棉纤维。随后也出现了在中性浴中将涤纶和棉进行同浴染色，通过调节ph值使染浴保持中性条件，因此，涤棉混纺织物需要一种复合方法才能实现真正脱色。专利cn103603194b公开了一种涤棉混纺织物剥色方法，即先通过n，n-二甲基甲酰胺在高温下进行溶胀处理，然后在二甲基亚砜中进行分散处理，最后在氢氧化钠和二氧化硫脲水溶液中进行还原，该工艺步骤繁琐，且试剂毒性大，对实验操作人员和环境造成伤害。

3、目前，我国废旧棉混纺织物分离回收的主要方法为两种：一是利用相应溶剂溶解棉纤维，从而分离涤棉。中国专利cn201510458505.7公开了一种利用废旧涤棉制备对苯二甲酸的方法，分离过程中产生副产物乙二醇，其中的棉成分被高温碳化，此方法旨在制备对苯二甲酸而并未对棉纤维进行高效回收且条件苛刻；二是利用相应溶剂溶解涤纶，从而分离涤棉。专利cn112608513b公开了一种废旧涤棉混纺物制备纤维素溶解浆的方法，其采用酶处理、蒸煮打浆、去金属离子、漂白等工序制备纤维素溶解浆及再生聚酯，但并未对黑色废旧棉混纺织物等染料成分复杂的织物进行研究。

4、因此，有必要研究出一种针对黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，可以高效回收废旧棉混纺织物并高值化利用。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，以实现对废旧棉混纺织物的回收。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其包括以下步骤：

3、(1)配制二氧化硫脲与氢氧化钠的混合溶液a，将待处理的废旧棉混纺织物烘干至恒重，按废旧棉混纺织物与混合液a的质量比为1:15-1:30，将废旧棉混纺织物投入混合溶液中，并在90-100℃下进行第一步脱色处理，然后清洗并烘干；

4、(2)将经步骤(1)处理后的织物投入到含稳定剂及表面活性剂的过氧化氢溶液中，在90-100℃下进行第二步脱色处理，然后清洗并烘干，其中所述稳定剂及表面活性剂包括：硅酸钠、硫酸镁和脂肪醇聚氧乙烯醚；

5、(3)将经步骤(2)处理后的织物浸入到蒸煮液中浸渍0.5-1h再进行蒸煮，其中织物与蒸煮液的质量比(固液比)为1:6，所述蒸煮液为氢氧化钠溶液，蒸煮液的用碱量小于100％；

6、(4)将经步骤(3)处理后的织物进行打浆并脱水处理，得到纤维素溶解浆；再将纤维素溶解浆浸入含活性剂的过氧化氢溶液中，并在70-90℃下进行漂白处理。

7、作为本发明的进一步优选技术方案，按重量百分比计，待处理的废旧棉混纺织物的含涤量为10％。

8、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤(1)之前还包括以下步骤：

9、将将待处理的废旧棉混纺织物通过剪切或打磨处理成碎片。可将废旧棉混纺织物剪成3cm×3cm的片状，或利用盘磨机将废旧棉混纺织物打磨成不规则的碎片形状；将废旧棉混纺织物剪碎的目的是使后续的处理液与织物充分接触，如果不进行处理，涤棉织物的长度过长(约半米)，会绕成一团，在后续的处理过程中，涤棉部分表面不能充分接触处理液，会增加处理时间、使脱色效果降低。

10、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤(1)中，混合溶液a中二氧化硫脲的浓度为10-20g/l，氢氧化钠的浓度为5-10g/l，第一步脱色处理时间为90min。以便脱色过程保持溶液为碱性，使脱色剂充分还原染料，从而达到脱色目的。具体地，二氧化硫脲用量过低，脱色效果差，二氧化硫脲用量过高，脱色效果在达到一定值时增长缓慢，导致成本过高。

11、作为本发明的进一步优选技术方案，第一步脱色处理中废旧棉混纺织物与混合液a的质量比为1:15-1:30，优选为1:20-1:30，其中脱色剂的用量远大于废旧涤棉混纺织物的重量，以保证脱色效果达到预期。

12、作为本发明的进一步优选技术方案，第二步脱色处理中，按占废旧棉混纺织物的重量百分比计算，过氧化氢浓度为3-5％，脱色时间为90-120min。作为优选，过氧化氢浓度为5％，脱色时间为90min。该过氧化氢溶液的ph为9-11，处于微碱性，从而充分发挥氧化剂的效果。

13、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤(2)中，所述硅酸钠的浓度为5-10g/l、硫酸镁的浓度为0.1-0.25g/l、脂肪醇聚氧乙烯醚的浓度为1-1.5g/l。优选硅酸钠浓度为10g/l、硫酸镁浓度为0.2-0.25g/l、脂肪醇聚氧乙烯醚浓度为1.5g/l。其中硅酸钠的加入可以减缓过氧化氢的分解。

14、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤(3)的蒸煮工艺参数为：蒸煮温度为145-155℃，氢氧化钠浓度为35-45g/l，蒸煮时间为90-150min。优选氢氧化钠浓度为40-45g/l，蒸煮时间为120-150min。

15、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤(4)中，打浆及脱水工序为：将蒸煮后得到的织物先用去离子水冲洗，再投入打浆机中打浆1-30min，打浆结束后脱水并烘干。

16、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤(4)中，漂白工序为：将打浆后的棉浆粕浸入含活化剂的过氧化氢溶液中，漂白时间为60-120min，漂白温度为70-90℃。

17、作为本发明的进一步优选技术方案，所述活化剂为四乙酰乙二胺(taed)，其浓度为10-20g/l。优选为15-20g/l

18、本发明的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，以黑色废旧棉混纺织物为原料，先对其脱色处理，脱色率均达到90％左右，然后制备纤维素溶解浆，不仅提高了溶解浆的白度，又使废旧棉混纺织物中的棉纤维得到回收利用。

19、与现有技术相比，本发明对黑色废旧棉混纺织物的脱色步骤简单、条件温和、成本低、脱色效果好、环境友好，最终得到的纤维素溶解浆白度可达70左右。

20、本发明在废旧棉混纺织物制备纤维素溶解浆的过程中，蒸煮液为氢氧化钠溶液，聚酯在碱液中发生水解，通过调节蒸煮工艺，聚酯在碱液中的完全水解可以一步完成。

技术特征：

1.一种黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，按重量百分比计，待处理的废旧棉混纺织物的含涤量为10％。

3.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(1)之前还包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(1)中，混合溶液a中二氧化硫脲的浓度为10-20g/l，氢氧化钠的浓度为5-10g/l，第一步脱色处理时间为90min。

5.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(2)中，按过氧化氢占织物的重量百分比计算，过氧化氢浓度为3-5％。

6.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅酸钠的浓度为5-10g/l、硫酸镁的浓度为0.1-0.25g/l、脂肪醇聚氧乙烯醚的浓度为1-1.5g/l。

7.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(3)的蒸煮工艺参数为：蒸煮温度为145-155℃，氢氧化钠浓度为35-45g/l，蒸煮时间为90-150min。

8.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(4)中，打浆及脱水工序为：将蒸煮后得到的织物先用去离子水冲洗，再投入打浆机中打浆1-30min，打浆结束后脱水并烘干。

9.根据权利要求1所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，步骤(4)中，漂白工序为：将打浆后的棉浆粕浸入含活化剂的过氧化氢溶液中，漂白时间为60-120min，漂白温度为70-90℃。

10.根据权利要求1至9任一项所述的黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，其特征在于，所述活化剂为四乙酰乙二胺，其浓度为10-20g/l。

技术总结
一种黑色废旧棉混纺织物的脱色及制备纤维素溶解浆的方法，以对黑色废旧棉混纺织物的脱色，同时制备纤维素溶解浆，其包括步骤：将棉混纺织物置于烘箱中烘干至恒重，将其浸入二氧化硫脲与NaOH混合液中，并在90‑100℃下进行第一步脱色；将第一步脱色后的废旧棉混纺织物水洗烘干；将烘干后的织物浸入含有稳定剂的过氧化氢溶液中进行第二步脱色并水洗烘干：将第二步脱色的织物与蒸煮液混合置于蒸煮锅中，在145‑155℃下浸渍后蒸煮；将蒸煮后的织物打浆脱水，得到纤维素溶解浆；将纤维素溶解浆浸入含活化剂的过氧化氢溶液中进行漂白。本发明的两步法脱色率可达90％左右，最终得到的纤维素溶解浆白度可达70以上，实现了充分回收废旧棉混纺织物且对环境友好、可高值化利用。

技术研发人员：周哲,王莹,潘亮,金秋怡,任淑腾,陈若愚,朱美芳
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13