尼龍材質(zhì)(聚酰胺)服裝回收利用的技術(shù)突破
已有人閱讀此文 - -尼龍(聚酰胺)是由不可再生的原油作為原材料生產(chǎn)的。這就是為什么將這些纖維用于像衣服這樣壽命很短的產(chǎn)品,并不是一個(gè)很好的選擇。當(dāng)用聚酰胺制成的衣服在人們穿完之后被丟棄時(shí),最終主要污染的是環(huán)境。然而,我們并不能簡(jiǎn)單地拋棄聚酰胺,因?yàn)樗_實(shí)使紡織品更耐用和更具彈性。例如,傳統(tǒng)的女式長(zhǎng)襪和地毯幾乎完全由聚酰胺制成。在帽子或制服材料中,聚酰胺通常與羊毛或棉混紡,因?yàn)檫@增加了他們穿著時(shí)的舒適度。到目前為止,因?yàn)檫@些混合纖維的原因,回收衣物的嘗試都失敗了。
由于含有聚酰胺的衣物數(shù)量巨大,這就更成問(wèn)題了。在典型混合比例為15%至20%的情況下,2018年全球廢棄量為1080萬(wàn)噸。
位于奧地利Innsbruck的紡織化學(xué)和紡織物理研究所所長(zhǎng)Tung Pham博士說(shuō):“如果我們能回收其中的一部分作為制造新纖維的原材料,我們就已經(jīng)對(duì)環(huán)境做出了重大貢獻(xiàn)。”
他和他的團(tuán)隊(duì)一起研發(fā)了一種新的方法來(lái)回收含有聚酰胺纖維的衣物。
目前合成纖維服裝回收技術(shù)先進(jìn)性在哪里?
你無(wú)法僅僅依靠機(jī)械加工過(guò)程分離出含有聚酰胺的紡織纖維。雖然這個(gè)方法可能適合于塑料。塑料回收已經(jīng)有一些成功的回收技術(shù)。例如用于從瓶子中分離聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯(PE)產(chǎn)品。現(xiàn)在甚至可以買(mǎi)到從塑料瓶中提取的回收聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成的服裝面料。然而到目前為止,還沒(méi)有一個(gè)完全循環(huán)利用系統(tǒng)。”
回收利用聚酰胺纖維制成的衣服有何問(wèn)題?
纖維通常已經(jīng)紡成了紗,這種混紡紗很難用機(jī)械方法分離出纖維。以前的嘗試都沒(méi)有成功。纖維在回收過(guò)程中嚴(yán)重受損,短得不能再紡紗了。”
此外,溶劑也會(huì)在回收過(guò)程中破壞了纖維。例如,在化學(xué)回收方法中,混紡纖維會(huì)溶解在超臨界介質(zhì)中,甚至在超臨界水中也溶解了,不能再分離出纖維了。“(注意:標(biāo)準(zhǔn)條件下,超臨界水的性質(zhì)與水明顯不同。它有正常水的密度和水蒸氣的黏稠度)。
理論上,有機(jī)溶劑如甲酸或甲酚也可以用來(lái)溶解聚酰胺。然而,這種加工技術(shù)被認(rèn)為是落后的,因?yàn)樗枰罅康娜軇募夹g(shù)和生態(tài)角度來(lái)看,這是有問(wèn)題的,因此沒(méi)有使用這種方法。這意味著還沒(méi)有找到從聚酰胺中分離羊毛、棉、人造絲和彈性纖維的方法。從其他纖維中分離聚酰胺是可能的,但一旦有混紡紗,我們就無(wú)能為力了”
你用的是什么方法?
“因此,對(duì)于我們而言,機(jī)械分離是不可能的。在我們的方法中,只有聚酰胺被溶解,這樣羊毛成分很容易被分離成羊毛纖維。這只會(huì)使纖維長(zhǎng)度受到最小程度減小。我們的方法是通過(guò)溶解聚酰胺來(lái)解開(kāi)羊毛或棉花的周?chē)Y(jié)構(gòu)。這使我們有機(jī)會(huì)在分離松散的羊毛或棉花時(shí)不對(duì)纖維造成任何嚴(yán)重?fù)p害。”
我們是如何想象這一點(diǎn)的?
“例如,我們?cè)谟伤⒁掖己吐然}組成的溶液中加入由羊毛或棉混和聚酰胺纖維的混紡紗。過(guò)了很短的時(shí)間,我們得到兩個(gè)獨(dú)立的部分:固體部分是羊毛,我們用水沖洗掉溶液,把羊毛分離出來(lái)。液體部分,含有溶解的聚酰胺纖維的液體部分也可以通過(guò)加水分離出來(lái)。加入水后,聚酰胺會(huì)沉到底部,我們可以將其過(guò)濾出來(lái)并重新使用。但形態(tài)是粉末而不是纖維。這種粉末可以用纖維紡紗機(jī)紡成新的聚酰胺纖維。”
你是怎么想到溶劑的?
“這種化學(xué)機(jī)制在20世紀(jì)60年代被用來(lái)分離絲綢時(shí)就已經(jīng)有文獻(xiàn)記錄。我們已將化學(xué)品應(yīng)用于聚酰胺。在這個(gè)過(guò)程中,我們能夠計(jì)算出氯化鈣、乙醇和水在混合物中的比例,使我們能夠選擇性地溶解聚酰胺纖維,而不會(huì)損害棉花、羊毛、粘膠或彈性纖維。”
聚酰胺可以看作是一種長(zhǎng)鏈聚合物。聚合物鏈之間的相互作用通過(guò)氫鍵增強(qiáng)。利用我們的混合物,我們可以打開(kāi)這些氫鍵,減少聚合物鏈之間的引力。這就是我們?cè)诓皇褂糜卸居袡C(jī)溶劑的情況下溶解聚酰胺的方法。”
這個(gè)研究進(jìn)展到什么程度了?
“目前,我們?nèi)栽谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究,但我們希望在未來(lái)四年內(nèi)推進(jìn)到小試規(guī)模。我們剛剛提交了一份申請(qǐng)加入一個(gè)歐洲組織,該組織的合作伙伴來(lái)自工業(yè)領(lǐng)域和研究機(jī)構(gòu)。在這個(gè)聯(lián)合體中,我們期望與來(lái)自紡織品回收、塑料循環(huán)利用、生命周期分析、纖維紡紗和紡織品制造等領(lǐng)域的公司合作。”
“我們還希望評(píng)估價(jià)值鏈,以便能夠促進(jìn)紡織品循環(huán)利用。在小試規(guī)模上,我們將從100公斤的混合紡織品中提取原料,紡出新的纖維,并與紡織品制造商合作,創(chuàng)造一個(gè)回收利用羊毛、棉花和聚酰胺纖維的范例。此外,我們還希望帶來(lái)系統(tǒng)性的改變,促進(jìn)公眾接受可重復(fù)使用的產(chǎn)品。然而,這些只有在具有法律框架的情況下我們才能成功地做到。”
你開(kāi)發(fā)的這種回收衣物的方法在哪里和如何實(shí)施?
如果企業(yè)從最終消費(fèi)者手中收回舊貨,那將是件好事。這方面的一個(gè)例子就是連褲襪制造商Wolford使用的從搖籃到搖籃的原則。它通過(guò)激勵(lì)顧客在穿完衣服后退貨來(lái)管理產(chǎn)品周期。然而,我們只能通過(guò)這樣做來(lái)實(shí)現(xiàn)我們?cè)诩徔椘分圃熘械牟糠謨r(jià)值。更大的部分掌握在是像Caritas這樣的紡織品收集公司手中。我們希望回收公司能實(shí)施我們的方法,使服裝能夠被回收利用,而不管制造商是誰(shuí)。”