循環(huán)利用聚酯纖維再生資源

循環(huán)利用聚酯纖維再生資源劉瀟【摘要】介紹了聚酯纖維回收再生的意義、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、相關(guān)技術(shù)、存在的問題及對策.％Thesignificanceofrecyclingpolyesterfiber,thedevelopmentstatusathomeandabroad,relatedtechnolo-gies,existingproblemsandcountermeasureswereintroduced.【期刊名稱】《染整技術(shù)》【年(卷)，期】2018(040)004【總頁數(shù)】4頁(P7-9,36)【關(guān)鍵詞】聚酯纖維;回收;再生【作者】劉瀟【作者單位】湖北武漢市順達化工材料工程公司，湖北武漢430000【正文語種】中文【中圖分類】TS102.51如今，以聚酯為代表的化纖產(chǎn)品在日常生活中所占的比重越來越大，隨著石油等自然資源的日益緊缺以及不斷增大的需求量，人們開始將目光轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)再生聚酯纖維上，即通過對原生聚酯產(chǎn)品的再加工，得到新型再生產(chǎn)品，既可以有效利用資源又能保護環(huán)境、減少白色污染。隨著再生聚酯工業(yè)的發(fā)展，以廢棄聚酯為原料生產(chǎn)的再生聚酯纖維及紡織服裝逐漸流行起來，再生聚酯纖維織物及服裝的使用已經(jīng)成為一種時尚，很有市場發(fā)展?jié)摿Α?聚酯再生工業(yè)市場近年來，我國化纖行業(yè)持續(xù)高速增長，化纖產(chǎn)品的巨大需求帶來了原材料的緊缺問題；同時，各類廢棄化纖廢料造成的環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，原料來源和廢棄物處置都成了棘手的問題。建立從廢料到原料的循環(huán)回用是解決這兩大難題的有效辦法，循環(huán)再生纖維以廢舊瓶片、塑料、服裝等為原料，通過化學(xué)、物理等現(xiàn)代科技手段結(jié)合紡絲加工工藝制備而成。我國再生資源存量主要包括廢舊聚酯和廢舊紡織品，目前，聚酯瓶的社會產(chǎn)生量已超過500萬t/a，廢舊紡織品存量達2600萬t/a，其中，化學(xué)纖維1800萬t，天然纖維800萬t。以廢舊紡織品為例，我國重點城市及地區(qū)廢舊紡織品年收儲量只有350萬t；在加強生態(tài)文明建設(shè)，發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟的戰(zhàn)略構(gòu)想下，廢舊紡織品回收再利用的潛力很大。再生聚酯纖維由于原料來源復(fù)雜，導(dǎo)致顏色不同、純度不同、黏度不同，并且含有大量雜質(zhì)，原料性能差異較大。過去主要以生產(chǎn)普通規(guī)格短纖維為主；近年來，人們?yōu)榱松a(chǎn)高品質(zhì)的再生聚酯纖維，專門針對再生聚酯原料的特點在工藝和設(shè)備方面采用了多種關(guān)鍵技術(shù)。與原生聚酯大部分用來紡紗織布不同，再生產(chǎn)產(chǎn)品的用途呈現(xiàn)多樣化趨勢，并且仍在不斷地拓寬，其應(yīng)用市場已覆蓋非織造布、地毯、家紡、汽車紡織品等領(lǐng)域，產(chǎn)品已達近百種。用再生纖維可直接作為紡紗原料制成多種用途的紡織品，例如，用于環(huán)錠、德雷夫紡紗、氣流紡等低支紗或花式紗；紗線可織成平紋機織物、家居織物、粗織物、擦拭汽車用抹布及各種新穎織物，如行李布、包皮布、夕卜衣、泳衣、滑雪衣、水溶性外套、針織圓領(lǐng)衫等。用再生纖維制成的非織造織物可用作汽車的內(nèi)裝修材料；針刺非織造材料還可用作土工布。我國生產(chǎn)非織造土工織物的廠家并不少，主要問題是原材料成本高，難以大面積推廣應(yīng)用；而再生聚酯纖維針刺織物成本低廉，在價格上具有競爭力，因此，再生聚酯纖維可促進我國土工織物的廣泛應(yīng)用。目前，日本使用再生纖維的土工織物已有較成熟的經(jīng)驗。再生聚酯纖維非織造材料的應(yīng)用范圍非常廣泛，可用于建筑、鐵路及公路用防水材料、植生帶或無土栽培、汽車內(nèi)飾材料、服用、家具等領(lǐng)域。聚酯由于具有質(zhì)輕、透明等特點，已成為瓶裝水、食品等包裝材料最重要的原料。近年來，我國積累聚酯瓶社會存量達2500萬t，多數(shù)為一次性包裝材料，如果不回收利用，既造成資源浪費，也嚴(yán)重污染環(huán)境。在這種情況下，再生聚酯纖維行業(yè)可以說是解決了聚酯回收的燃眉之急?；w利用回收的PET飲料瓶和廢聚酯紡織品作為原料生產(chǎn)的再生中空滌綸短纖維屬于資源再生的綠色產(chǎn)品，是國家重點鼓勵發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。綠色采購，節(jié)能降耗，保護和優(yōu)化環(huán)境，最大可能地實現(xiàn)廢棄物的回收和再利用，實現(xiàn)資源利用的最優(yōu)化。在綠色循環(huán)經(jīng)濟的戰(zhàn)略構(gòu)想下，廢舊紡織品的循環(huán)再利用將大有可為。2再生聚酯纖維產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)加工廢聚酯的回收處理包括聚酯的分選、分離、清洗以及切片破碎。分選是指把廢聚酯按材質(zhì)和（或）顏色初步分開，以便于更有效地利用資源；分離是指把每個廢聚酯按類回收處理，我國絕大部分回收公司都采用人工分選的方法；清洗的目的是除去粘結(jié)劑、灰塵和殘留物，過程包括：預(yù)洗、破碎（濕）、熱洗滌、熱漂洗、冷漂洗、干燥等。在清洗過程中，技術(shù)含量較高的部分是化學(xué)試劑的使用、溫度的控制以及水的利用；不同的清潔劑、加入量、清洗溫度，會使聚合物的品質(zhì)發(fā)生變化；再加工之前需將廢聚酯切成大小規(guī)則、形狀一致的小片，以方便運輸和后續(xù)加工的計量和加料，通常使用撕碎機或切粒機對廢聚酯進行切片處理。有的廢聚酯只進行一次破碎，有的先進行粗破碎后再細破碎，最終成為1.0~1.5cm大小的碎片。滌綸改性纖維同常規(guī)滌綸纖維相比具有色譜廣、色澤鮮艷、染色溫度低等特點，節(jié)能降耗，符合環(huán)保理念，可通過加入不同性能的化學(xué)物質(zhì)單體使纖維具有不同性能，如陽離子可染纖維、陽離子易染纖維、高收縮纖維、抗靜電纖維、抗起毛/起球纖維等。通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法改變滌綸大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，引起聚合物高次結(jié)構(gòu)的變化；并在縮聚中添加了第三單體和第四單體的化學(xué)物質(zhì)，由于該化學(xué)物質(zhì)基團的存在，使其增加了柔軟性、吸濕性，提高了染色性、收縮性，以達到改善纖維的性能，克服了常規(guī)滌綸的一些缺陷。廢聚酯的來源主要有兩部分：（1）聚酯纖維生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的廢料、邊角料，這部分廢料較清潔，可直接作為原料加以再利用，如低聚物可用于縮聚、增粘，而薄膜、塊和絲經(jīng)過再造粒后可循環(huán)利用；（2）來源于廢的聚酯包裝材料，如聚酯瓶、聚酯薄膜，這部分廢料往往帶有油漬和其他塑料，或含有其他無機雜質(zhì)等污染物，必須經(jīng)過純化、分離除去污染物和夕卜加物才能回收利用。近幾年，聚酯包裝材料的使用量逐年大幅增長，尤其是食品包裝，例如，我國軟飲料產(chǎn)量以超過20%的年均增長率遞增，包裝使用的聚酯瓶需求量也以18%的速度增長，每年約有150多萬t各種聚酯瓶被丟棄，造成的污染問題日益嚴(yán)重。但我國對廢聚酯瓶的回收渠道非常有限，大部分是由垃圾回收工來維持，幾乎沒有一個有效的渠道，更缺乏專業(yè)的回收機構(gòu)?；厥障到y(tǒng)的不完善導(dǎo)致不能在回收的初級階段對廢聚酯進行很好的分類，致使后續(xù)加工過程中，需要對回收來的廢聚酯按照污染物類別、污染等級等進行重新分類后，才能進行除污、消毒殺菌、去除異味以及后道加工工藝。因此，企業(yè)大多不愿在此過程上浪費人力物力，尤其是近幾年，隨著再生聚酯行業(yè)的產(chǎn)能急劇膨脹，對進口原料的依存度高達45%以上，進口原料主要來自東南亞和日本。而隨著這些地區(qū)紡滌綸短纖工業(yè)的發(fā)展，進入我國的回收廢聚酯價格高、質(zhì)量差，且出口量萎縮的情況加劇，這將直接導(dǎo)致我國再生聚酯企業(yè)的利潤空間逐步下降。3國內(nèi)外再生聚酯纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r發(fā)達國家從20世紀(jì)50年代就開始研究回收利用廢舊PET的方法。到目前為止，世界許多大公司和研究機構(gòu)均投入了巨大的人力物力從事這方面研究，一些工藝已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化運行，如美國EASTMAN公司于1980年成功開發(fā)了甲醇解聚回收PET的工藝流程，并于1987年建立了工業(yè)化生產(chǎn)裝置；美國杜邦公司是世界上最大的聚酯薄膜制造商，公司準(zhǔn)確預(yù)測到聚酯市場將會向可再生方向發(fā)展，早在1996年就開發(fā)出聚酯環(huán)保再生技術(shù)，經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)，可以大幅度地免除聚酯廢棄物的土埋處理；位于英國的世界首家再生食品級聚酯瓶廠于2008年正式開業(yè)，這家工廠第一年可再生35000t包括牛奶瓶和飲料瓶在內(nèi)的塑料瓶，轉(zhuǎn)變成用于新包裝的再生原材料；日本東麗工業(yè)公司日前研制出了世界上第一個完全可再生的生物基聚酯纖維實驗室規(guī)模樣本，利用新技術(shù)與聚對苯二甲酸乙二醇酯聚合，生產(chǎn)出新型的生物基聚酯材料，顯示的屬性相當(dāng)于在實驗室條件下以石油為基礎(chǔ)的滌綸纖維，同樣能夠滿足基本的日常需要和行業(yè)使用。一些國際知名品牌也紛紛加入到推動再生聚酯纖維產(chǎn)品發(fā)展的行列中來。耐克和阿迪達斯公司在2010年南非足球世界杯上為巴西、荷蘭及美國等9個國家隊提供隊服，其面料就是通過回收廢舊聚酯瓶再加工得到的。沃爾瑪公司明確提出，未來5年對其供應(yīng)鏈推行廢物零排放要求，并開發(fā)出以成衣品牌FadedGlory為主的一系列再生產(chǎn)品，推動再生聚酯纖維的可持續(xù)使用。英國零售巨頭瑪莎百貨于2009年宣布一項環(huán)保計劃，包括使用PET回收瓶片生產(chǎn)的紡織品，該計劃的執(zhí)行經(jīng)費高達兩億英磅。國家發(fā)改委發(fā)布的統(tǒng)計信息表明，我國再生聚酯纖維年產(chǎn)能600多萬t，實際產(chǎn)量近400萬t，約占全球總產(chǎn)量的80%，已成為再生聚酯纖維的第一生產(chǎn)大國。尤其是在江、浙、滬地區(qū)，回收聚酯瓶的工廠很多，廢瓶再生纖維的加工廠也很多，并逐漸形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，基本可以達到廢料不廢的目標(biāo)。相對國外發(fā)達國家和地區(qū)，我國在廢棄紡織品特別是聚酯產(chǎn)品方面尚未形成規(guī)模，廢棄聚酯的回收利用率、技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次還存在較大的差距。這主要是因為回收利用技術(shù)難度較大，例如聚酯纖維和聚酯瓶等被回收利用時，黏度、變形溫度等下降很多，完全用廢料直接紡絲非常困難，即使紡成了絲，其品質(zhì)也難以達到紡織用纖維的要求，只能用作一般的填充材料。我國再生聚酯纖維的生產(chǎn)企業(yè)分為兩種:直接購入國產(chǎn)或進口的再生聚酯切片進行紡絲，或生產(chǎn)常規(guī)滌綸產(chǎn)品，或通過添加助劑等手段對其進行改性和升級，生產(chǎn)出性能較好、附加值較高的滌綸產(chǎn)品;對廢棄聚酯瓶片進行回收、分類和清洗，直至紡絲工藝的完成，形成較完整的聚酯再生鏈。還有企業(yè)在此基礎(chǔ)上進一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈加工出毛毯等終端產(chǎn)品，流程長、技術(shù)難度大，因此，過程中遇到的問題相對較多?？偟膩碚f，國內(nèi)企業(yè)發(fā)展的時間較短，再加上原料來源有限、質(zhì)量參差不齊，對生產(chǎn)過程的流暢性有一定影響。因此，用工、能耗和原料消耗還是遠高于原生料的生產(chǎn)裝置。4再生聚酯纖維產(chǎn)業(yè)存在的問題及對策我國在廢棄紡織品特別是聚酯產(chǎn)品方面尚未形成規(guī)模，廢棄聚酯的回收利用率、技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次比較低。由于國內(nèi)消費者對再生聚酯產(chǎn)品的認(rèn)識不足，且再生產(chǎn)品價格普遍高于原生品，在性能方面卻沒有優(yōu)于原生產(chǎn)品，所以，人們的環(huán)保意識雖然在增強，但實際消費中，大多數(shù)消費者還是不愿意為此買單。由于不能了解消費者的購買意向和接受程度，再生聚酯產(chǎn)品在國內(nèi)的市場定位難以把握，這加大了再生聚酯產(chǎn)品的開發(fā)難度。近幾年，用再生聚酯纖維生產(chǎn)紡粘非織造布發(fā)展很快，很多企業(yè)開始研發(fā)生產(chǎn)高品質(zhì)的再生紡粘布，這主要是因為回收聚酯瓶片價格低，用再生聚酯生產(chǎn)紡粘非織造布具有很大的價格優(yōu)勢；而回收聚酯瓶片同原生材料相比，性能差異并不大，有很大的利潤空間，但由于我國技術(shù)水平的欠缺，回收料的質(zhì)量不高，要生產(chǎn)這類紡粘布還需要一定的研發(fā)時間。據(jù)報道，目前只有德國吉瑪公司和美國杜邦公司在這方面獲得成功，國內(nèi)企業(yè)在這方面尚待突破。日趨成熟的法律體系為再生聚酯企業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場環(huán)境，但大多數(shù)再生聚酯企業(yè)卻選擇停留在生產(chǎn)纖維的層面上，而不愿意深入紡織成品的生產(chǎn)領(lǐng)域中。這主要是因為國內(nèi)的技術(shù)水平尚未成熟，很多再生聚酯行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)都是小型企業(yè)，在技術(shù)、人才、設(shè)備等方面缺乏系統(tǒng)的、持續(xù)的投入，既不具備自我研發(fā)的能力，又沒有引進國外先進設(shè)備的資金，只能勉強停留在短纖階段維持生計。由于國內(nèi)消費者對再生聚酯紡織產(chǎn)品的認(rèn)識不足，大型企業(yè)生產(chǎn)的再生紡織品主要是銷往國外，而再生聚酯紡織產(chǎn)品比纖維、紡織品的進出口檢驗標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，致使多數(shù)企業(yè)寧愿生產(chǎn)利潤空間相對較低的再生聚酯纖維而不愿冒險涉足再生聚酯紡織品的生產(chǎn)，導(dǎo)致中國產(chǎn)品無法在全球再生聚酯纖維的產(chǎn)品開發(fā)和消費熱潮中獲得應(yīng)有的份額。事實上，如果再生聚酯產(chǎn)業(yè)可以貫穿整個紡織品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈，將會大大增加企業(yè)的利潤。例如，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的企業(yè)之間可以相互聯(lián)合，對每一環(huán)節(jié)進行改進、監(jiān)管，增加廢棄聚酯的可回收性以及回收再利用的便捷性。從生產(chǎn)企業(yè)開始，盡量減少一種產(chǎn)品上的材料種類；采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，用統(tǒng)一的原料生產(chǎn)統(tǒng)一的產(chǎn)品；生產(chǎn)的產(chǎn)品要易于拆卸和分離；要在產(chǎn)品上標(biāo)注所用的材料種類等，各個環(huán)節(jié)協(xié)同合作，形成再生聚酯產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)