廢舊滌綸織物的再生pe

廢舊滌綸織物的再生pe

中國是一家集苯二甲酸乙二醇酯（pe）纖維的制造和消費(fèi)大國。另一方面，pe紡織品的性質(zhì)穩(wěn)定，不容易分解，社會(huì)出口量增加，2015年為2.10%。目前對廢舊PET紡織品的回收利用主要分為化學(xué)法和物理法兩大類。物理法是國內(nèi)現(xiàn)階段采用的主要方法,即將廢舊PET紡織品加工成布泡料后再進(jìn)行熔融紡絲,但由于布泡料雜質(zhì)含量高,所再生的PET品質(zhì)低近年來,隨著聚合物的不斷開發(fā)與紡織技術(shù)的不斷提高,非織造行業(yè)迅速興起,低熔點(diǎn)粘合纖維的社會(huì)需求也日益增長,傳統(tǒng)的聚丙烯/PET皮芯復(fù)合粘合纖維由于復(fù)合性能差、粘結(jié)牢度低、熱收縮不均勻、手感硬板等缺點(diǎn)已不能滿足市場的要求,而性能優(yōu)異的低熔點(diǎn)PET皮芯復(fù)合纖維目前主要依賴進(jìn)口,且價(jià)格昂貴,因此開發(fā)低熔點(diǎn)PET粘合纖維具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。而利用廢舊滌綸紡織品為原料制備低熔點(diǎn)PET不僅可以獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也為我國PET行業(yè)開辟一條集再生利用與功能化開發(fā)為一體的可持續(xù)發(fā)展道路。1實(shí)驗(yàn)1.1大有光pet切片白色滌綸布泡料:特性黏數(shù)([η])為0.56dL/g,寧波大發(fā)化纖有限公司提供;常規(guī)大有光PET切片:纖維級(jí),江蘇三房巷集團(tuán)有限公司產(chǎn);乙二醇:工業(yè)級(jí),中國石油化工有限公司產(chǎn);醋酸鋅、乙二醇銻、磷酸三甲酯:分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供;間苯二甲酸、1,4-丁二醇:工業(yè)級(jí),日本三菱化學(xué)產(chǎn)。1.2主要設(shè)備30L聚酯反應(yīng)釜、皮芯復(fù)合紡絲組件及噴絲板:寧波大發(fā)化纖有限公司自制。1.3再生pet的制備將滌綸布泡料與乙二醇按質(zhì)量比1∶2.5置于反應(yīng)釜中,以醋酸鋅為醇解催化劑,催化劑添加量為布泡料質(zhì)量的0.05%,反應(yīng)溫度200℃,體系壓力控制在0.2MPa,反應(yīng)3h后將反應(yīng)液經(jīng)雙級(jí)過濾除去雜質(zhì),體系降至常壓后快速蒸餾過量乙二醇,加入相對布泡料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%的縮聚催化劑乙二醇銻后,并轉(zhuǎn)入低真空階段進(jìn)行預(yù)縮聚50min后,進(jìn)入高真空階段進(jìn)行終縮聚反應(yīng)30min后出料并造粒,所制得再生PET的[η]為0.678dL/g,二甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2%,色相L值為76,b值為2.7。1.4將酯化反應(yīng)進(jìn)行共酯化反應(yīng)將滌綸布泡料與乙二醇按質(zhì)量比1∶2.5置于反應(yīng)釜中,以醋酸鋅為醇解催化劑,催化劑添加量為布泡料質(zhì)量的0.05%,反應(yīng)溫度200℃,體系壓力控制在0.2MPa,反應(yīng)3h后將反應(yīng)液經(jīng)雙級(jí)過濾除去雜質(zhì),向反應(yīng)體系中加入相對布泡料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的間苯二甲酸和30%的1,4-丁二醇后將反應(yīng)溫度升至220℃,進(jìn)行共酯化,酯化出水量達(dá)到理論值時(shí),反應(yīng)約1.5h,體系降至常壓后快速蒸餾過量乙二醇,加入相對布泡料質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%的縮聚催化劑乙二醇銻后,并轉(zhuǎn)入低真空階段進(jìn)行預(yù)縮聚50min后,進(jìn)入高真空階段進(jìn)行終縮聚反應(yīng)50min后出料并造粒。所制得再生LPET的[η]為0.635dL/g,二甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.1%,色相L值為59,b值為2.9。1.5皮碗狀纖維絲的制備是一種低溶劑的有機(jī)纖維采用再生PET為芯,再生LPET為皮,進(jìn)行皮芯復(fù)合紡絲,生產(chǎn)工藝流程與常規(guī)滌綸短纖維生產(chǎn)工藝流程基本相似,如圖1所示。1.6熱重分析dsc紅外光譜:采用美國ThermoNicolet公司的Nexus670型傅里葉變換紅外光譜儀進(jìn)行測試,掃描波數(shù)為500~4000cm熱重(TG)分析:采用德國Netzsch公司的STA429型熱重分析儀測試,氮?dú)鈿夥?升溫速率10℃/min,測試溫度20~700℃。差示掃描量熱(DSC)分析:采用美國TA公司的DSC儀進(jìn)行測定。第一次升溫以10℃/min的升溫速率由30℃升溫至280℃,保溫3min后以10℃/min的降溫速率冷卻至30℃以消除試樣熱歷史;第二次升溫采用10℃/min的升溫速率,溫度由25℃升至280℃;保溫3min后以10℃/min的降溫速率冷卻至30℃以消除試樣熱歷史;第三次升溫采用10℃/min的升溫速率,由25℃升溫至700℃。2結(jié)果與討論2.1分離的官能團(tuán)基由圖2可看出:與常規(guī)大有光PET相比,再生PET及再生LPET的官能團(tuán)特征吸收峰位置均與之基本相近,說明其主要成分為PET;紅外光譜中,1720cm從再生LPET的紅外光譜可以看出,其飽和亞甲基C—H的伸縮振動(dòng)吸收峰(2920cm2.2可靠性由表1可看出,再生PET的起始分解溫度(T2.3部分雜質(zhì)而導(dǎo)致由圖3可看出:再生PET的熔點(diǎn)較常規(guī)大有光PET的熔點(diǎn)略有降低,熔程略有變寬,這是由于再生PET含有部分雜質(zhì)而導(dǎo)致的;再生LPET由于引入了間苯二甲酸進(jìn)行共聚,大分子鏈的規(guī)整性下降,因此為非晶態(tài)的高聚物,沒有明確的熔點(diǎn),而對于再生LPET的熱粘結(jié)性應(yīng)用所關(guān)注的是軟化點(diǎn)溫度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T15332—94對再生LPET的軟化點(diǎn)進(jìn)行測試,其軟化起始溫度為76℃,溫度升到125℃可完全熔融。2.4紡絲溫度存在的聚合物再生LPET與再生PET主要存在3點(diǎn)差異:(1)兩種切片的干燥和熔融擠出存在差異;(2)兩種熔體表觀黏度存在差異;(3)兩種聚合物紡絲溫度存在差異。因此皮芯復(fù)合紡絲加工過程中需要對兩種PET的復(fù)合比例、干燥工藝、紡絲溫度及后處理工藝進(jìn)行優(yōu)化。再生LPET與再生PET的最佳皮芯復(fù)合質(zhì)量比為4∶6,其他具體的紡絲工藝參數(shù)如表2所示。2.5皮芯粘合纖維的常規(guī)性能在表2所述的再生LPET與再生PET復(fù)合紡絲工藝條件下,所生產(chǎn)的4.6dtex再生PET皮芯粘合纖維常規(guī)性能測試指標(biāo)見表3,其橫截面見圖4。由表3可以看出,本產(chǎn)品完全達(dá)到FZ/T52010—2014《再生滌綸短纖維》3再生低熱穩(wěn)定性peta.采用乙二醇醇解法對廢舊PET進(jìn)行了化學(xué)再生,并在化學(xué)再生過程中進(jìn)行了共聚改性,制備了品質(zhì)良好的再生PET及軟化溫度為76℃、熔融溫度為125℃的再生LPET。b.TG分析表明,與