CN110588035B - 一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固废资源循环再利用领域,具体属于一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法。首先将废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到废旧纺织品破碎料;再将马来酸酐接枝物通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,再与废旧纺织品破碎料混合后进行低温固相挤出,得到致密化母料;最后将致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,得到纤维面板。在本发明的有益效果在于:1.以废旧织物为原料,实现废物高值化利用,成本低,具有良好的环境效益与社会经济效益;2.制备工艺简单,该纤维面板具有防潮、机械强度高等优点,可用做工业托盘、产品包装板、建筑材料等。
Description
技术领域
本发明涉及固废资源循环再利用领域,具体属于一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法。
背景技术
纺织工业与人们的生活密切相关,随着世界经济和科技的发展,纺织品的应用领域逐渐扩大,使用周期缩短和消耗量迅速增加两大问题突出。一方面导致纺织品原料出现紧缺;另一方面,大量的废旧纺织品却大都被当作垃圾掩埋、焚烧,这既造成了资源浪费,又污染了环境。中国每年被当作垃圾处理掉的衣服,就有接近2600万吨。因此,废旧纺织品的回收再利用不仅可以节约大量资源,还可以减轻纺织工业对环境产生的污染。
目前纯纺织物原料单一,多是纯棉或涤纶,数量较大,回收处理难度较低,工艺较为成熟。相比之下混纺由于材质多样,而其他小类材质纺织品数量小,故这两者难以分类回收处理。对此目前较好的解决方案是通过热压制成纤维板,但是现有工艺原料处理较复杂,对原料组份也有所要求,这主要是由于不同纤维具有不同性质。
棉麻等天然纤维在干燥条件下具有高强度和刚度,聚合物链中存在的-OH基团使其易吸湿,其在潮湿时将韧性和弹性行为提高5%,其本质上是极性的。动物毛发纤维多是角蛋白生物聚合物,是一种高度无定形的体系,结晶度在25~30%,由于聚合物间二硫键、氢键而具有非常好的弹性,其本质上是极性的。涤纶是聚对苯二甲基乙二醇酯,由多官能醇和酸的酯化缩合而成线性聚合物;含有65~85%的结晶区域和约35~15%的无定形区域,这种高结晶聚合物体系导致疏水性的性质,高的刚度和强度。锦纶具有良好的锯齿形网格结构,具有强氢键,它含65~85%的结晶区和35~15%的无定形区,具有高韧性和非常好的弹性,具有吸湿性。
上述几种原料在化学上属于互不相融的物质,因此在复合方面存在较大的难度,造成应用上的困难。对此本发明提出以马来酸酐接枝物为增容改性剂,通过引入强极性反应性基团,使材料具有高的极性和反应性,实现与纤维间的粘合。由于破碎后的废旧纺织品体积蓬松,堆密度低,若直接以其为原料进行热压,不仅模具利用率低,且材料相互间很难在短时间内有效接触粘合,最终影响纤维面板质量。故需要进行致密化处理,常规致密化处理废旧纺织品经历了不同程度的高温处理,故导致废旧纺织品发生热降解或热氧化降解影响最终性能。本发明采用低温固相挤出是在材料的熔点以下和外力作用下进行材料的挤出加工的过程,能够保持其在加工时所获得的延展性与取向结构,获得高强度及高模量。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供了一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法。
为了实现本发明的目的采用的技术方案如下:
1、将废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到废旧纺织品破碎料;
2、将马来酸酐接枝物通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,反应器冷却循环水温为20℃,碾磨压力为10MPa,碾磨转速1000rpm,碾磨次数为5次,再与废旧纺织品破碎料混合后进行低温固相挤出,挤出温度130℃,螺杆转数80rpm,得到致密化母料;
马来酸酐接枝物与废旧纺织品破碎料的重量份比例为1:12~20。
3、将致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,控制热压温度为180~260℃,单位压力为15~30MPa,保压时间为30~60min,得到纤维面板。
所述的废旧纺织品选自废旧衣物家纺、纺织边角料、残次品、废丝一种或几种任意比例的混合物,其含有纽扣、拉链、装饰等金属物件均已去除;成分包括涤纶、腈纶、氨纶、丙纶、锦纶等化学纤维,棉、毛、丝、麻等天然纤维及其混纺织物。
所述的废旧纺织品破碎料面积不超过5cm2;所述的马来酸酐接枝物粒径不超过40目。
所述的固相力化学反应器为磨盘型力化学反应器,工艺参数为:冷却循环水温为10~30℃,碾磨压力为10~30MPa,碾磨转速500~3000rpm,碾磨次数为5~15次。
所述的低温固相挤出工艺参数为:温度120~150℃,螺杆转数60~200rpm。
所述的马来酸酐接枝物,是指自马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POE中的一种或是两种、三种任意比例的混合物。
本发明的有益效果在于:1.以废旧织物为原料,实现废物高值化利用,成本低,具有良好的环境效益与社会经济效益;2.制备工艺简单,该纤维面板具有防潮、机械强度高等优点,可用做工业托盘、产品包装板、建筑材料等。
附图说明
图1是纤维面板制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备步骤如下:
(1)将10kg废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到面积≤5cm2废旧纺织品破碎料;
(2)将0.5kg马来酸酐接枝PP通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,冷却循环水温为20℃,碾磨压力为10MPa,碾磨转速1000rpm,碾磨次数为5次,再与10kg的废旧纺织品破碎料混匀后进行低温固相挤出,挤出温度130℃,螺杆转数80rpm,得到致密化母料;
(3)将0.5kg致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,控制热压温度为220℃,单位压力为20MPa,保压时间为30min,得到纤维面板。
实施例2
一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备步骤如下:
(1)将10kg废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到面积≤5cm2废旧纺织品破碎料;
(2)将0.5kg马来酸酐接枝PE通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,冷却循环水温为15℃,碾磨压力为10MPa,碾磨转速1000rpm,碾磨次数为5次,再与10kg的废旧纺织品破碎料混匀后进行低温固相挤出,挤出温度120℃,螺杆转数100rpm,得到致密化母料;
(3)将0.5kg致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,控制热压温度为200℃,单位压力为25MPa,保压时间为30min,得到纤维面板。
实施例3
一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备步骤如下:
(1)将10kg废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到面积≤5cm2废旧纺织品破碎料;
(2)将0.6kg马来酸酐接枝POE通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,冷却循环水温为15℃,碾磨压力为25MPa,碾磨转速1000rpm,碾磨次数为5次,再与10kg的废旧纺织品破碎料混匀后进行低温固相挤出,挤出温度120℃,螺杆转数100rpm,得到致密化母料;
(3)将0.5kg致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,控制热压温度为200℃,单位压力为25MPa,保压时间为40min,得到纤维面板。
实施例4
一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备步骤如下:
(1)将10kg废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到面积≤5cm2废旧纺织品破碎料;
(2)将0.3kg马来酸酐接枝PP、0.2kg马来酸酐接枝PE、0.3kg马来酸酐接枝POE通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,冷却循环水温为30℃,碾磨压力为30MPa,碾磨转速500rpm,碾磨次数为5次,再与10kg的废旧纺织品破碎料混匀后进行低温固相挤出,挤出温度130℃,螺杆转数80rpm,得到致密化母料;
(3)将0.5kg致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,控制热压温度为230℃,单位压力为20MPa,保压时间为30min,得到纤维面板。
将实施例1~4的样品进行机械性能测试和防火阻燃测试,测试结果如下:
Claims (3)
1.一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法,其特征在于,包含以下步骤:
(1) 将废旧纺织品进行清洗、烘干、破碎,得到废旧纺织品破碎料;
(2) 将马来酸酐接枝物通过磨盘型力化学反应器碾磨处理,按配比再与步骤(1)中得到的废旧纺织品破碎料混匀后进行低温固相挤出,得到致密化母料;
(3) 将适量步骤(2)得到的致密化母料放入热压模具中,送入热压机热压模压成型,控制热压温度为180~260℃,单位压力为15~30 MPa,保压时间为30~60 min,得到纤维面板;
所述的马来酸酐接枝物,是指马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POE中的一种、两种或是三种任意比例的混合物;
所述的马来酸酐接枝物与废旧纺织品破碎料的混合,混合的重量份比例为1:12~20;
所述的废旧纺织品选自废旧衣物家纺、纺织边角料、残次品、废丝一种或几种任意比例的混合物,其成分选自涤纶、腈纶、氨纶、丙纶、锦纶化学纤维,棉、毛、丝、麻天然纤维及其混纺织物的一种或几种;
所述的碾磨处理,其工艺参数为:冷却循环水温为10~30℃,碾磨压力为10~30 MPa,碾磨转速500~3000rpm,碾磨次数为5~15次;
所述的低温固相挤出,其工艺参数为:温度120~150℃,螺杆转速60~200 rpm。
2.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法,其特征在于所述的废旧纺织品破碎料面积不超过5 cm2。
3.根据权利要求1所述的一种废旧纺织品为原料的纤维面板制备方法,其特征在于所述的马来酸酐接枝物粒径不超过40目。
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