CN111868316B - 从废弃纺织品中回收棉纤维和聚酯纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种涉及亚临界水反应的系统和方法，以循环利用废弃棉和废弃棉/聚酯共混物纺织品中的纤维素和聚酯组分，否则这些纺织品将被丢弃或处置。具体地，所公开的方法提供了对废弃纺织品的处理，以产生对低环境影响的先进材料，其包括纤维素和对苯二甲酸(TPA)。所生产的纤维素和TPA具有高品质，可用于生产再生纤维素和再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，适用于纤维纺丝和纺织品的应用。

Description

从废弃纺织品中回收棉纤维和聚酯纤维的方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年1月12日提交的美国临时专利申请No.62/616543的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
当前公开的主题涉及一种从纺织品中回收棉和聚酯组分的系统和方法。当前公开的主题还涉及一种高质量棉和聚酯组分的生产方法，该方法能够通过环境友好的方法生产高级材料。
背景技术
在纺织工业中，成衣和相关商品的使用寿命有限。当它们的使用寿命结束时，它们通常会送进垃圾掩埋场或废物焚化设施。据估计，美国每年产生超过1500万吨的使用过的纺织品废料。再生纤维作为天然原始纤维(如棉花)的可持续替代品，已越来越受欢迎。通常，纺织品从两个主要来源回收，这些来源包括：(1)消费前来源，例如纱线和织物制造产生的副产品废料；(2)消费后来源，例如衣物、车辆内饰、家居用品等。目前的纺织品回收从根本上分为两组进行加工。对于天然纺织品(例如100％棉)，材料将被切碎或拉成纤维，随后被加工成纱线以进行重新纺丝，并准备随后用于织造和/或编织。对于基于聚酯的纺织品，服装将被切碎，然后制成颗粒状并加工成聚酯片。随后，这些片将被熔化并用于产生用于聚酯织物的新纤维。但是，回收和/或再生纺织品的常规方法存在明显的缺陷，例如使用昂贵且刺激性强的水解剂、回收方法复杂、废水排放、污染、能源消耗使过程变得繁琐以及需要花费大量时间。因此，通过提供一种简单且成本效益高的再生优质的可循环纤维的方法，来显著减少化学品的使用和废水的产生，从而克服当前技术的缺点将是有益的。
发明内容
在一些实施方案中，当前公开的主题涉及一种从基本上包括100％棉或棉/聚酯共混物材料的废弃纺织品材料中生产纤维素和对苯二甲酸(TPA)中一种或两种的方法。特别地，该方法包括：在约105℃至190℃的温度下、约40至300psi的压力下，或两者的条件下，在亚临界水反应器中处理废弃纺织品材料约0至90分钟，其中，将产生包括聚合度约150-2500的纤维素、溶解的TPA和乙二醇(EG)中的一种或两种。从而产生包括聚合度为150-2500的纤维素的产品和/或包括可循环的对苯二甲酸的产品。在一些实施方案中，进一步回收纤维素，包括通过溶解过程形成再生纤维素。
在一些实施方案中，废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物材料，并且在亚临界水反应器中的处理包括pH范围为约10-14。该方法进一步包括回收TPA。该方法进一步包括回收纤维素。该方法进一步包括对回收的纤维素进行分解过程。
在一些实施方案中，废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物材料，并且在亚临界水反应器中的处理包括：在约10-14的pH范围内的第一处理，其中产生TPA；以及对纤维素的第二处理，所述纤维素在约2-4的pH范围的第一处理中产生，其中在第二处理中产生的纤维素包括聚合度范围为约150-2000。在一些实施方案中，具有聚合度为约150-2500的纤维素的纯度范围为约94％-98％。该方法进一步包括对经第二处理后产生的纤维素进行回收，包括对纤维素进行洗涤、分解、酸洗、活化工艺、溶解纺液(dope)或湿纺中的一个或多个步骤。
该方法允许减小废弃纺织品材料中纤维素纤维的尺寸、使纤维素纤维从废弃纺织品材料中松散，或两者。
在一些实施方案中，该方法进一步包括在亚临界水反应器中进行处理之前或之后对废弃纺织品材料进行分选。在一些实施方案中，分选基于颜色、组成、纤维素的重量百分比、非纤维素组分或以上的组合。
该方法允许溶解存在于废弃纺织品材料中的纤维素纤维。
在一些实施方案中，该方法进一步包括减小废弃纺织品材料尺寸的预处理步骤。该预处理步骤可以通过机械切割进行。在一些实施方案中，该减小操作将产生尺寸约60mm或更小的颗粒。
在一些实施方案中，该方法进一步包括在用亚临界水反应器处理之前、之中或之后将废弃纺织品材料的颜色去除。在一些实施方案中，去除颜色包括利用过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸钙、二甲基亚砜、次氯酸锂、过硼酸钠、臭氧、氧气、活性炭、生物炭、碳酸钠、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸盐、氯化钠、氯氧化钙、氯胺、二氧化氯、二氧化硫、亚硫酸氢钠或TAED(四乙酰基乙二胺)中一种或多种进行处理。
在一些实施方案中，亚临界水反应器处理包括甲醇、乙醇、异丙醇、四丁基溴化磷(TBPB)或苄基三丁基氯化铵(BTBAC)或它们的共聚物中的一种或多种。
在一些实施方案中，亚临界水反应器内的废弃纺织品材料与水的比例为约1:5-1:95。
在一些实施方案中，该方法进一步包括在亚临界水反应器中对废弃纺织品材料进行酸处理。然后，对废弃纺织品材料中的纤维素进行机械分解过程。该方法可以允许回收废弃纺织品材料中的纤维素以产生再生纤维素。
在一些实施方案中，该方法进一步包括在亚临界水处理之前调节亚临界水反应器内的水的pH。在一些实施方案中，调节pH至约2-4。在一些实施方案中，调节pH至约10-14。在一些实施方案中，使用0.01-5％(v/v)的有机酸、0.5-20％(w/v)的氢氧化钠或0.5-20％(w/v)的氢氧化钾对pH进行调节。
在一些实施方案中，其中废弃纺织品材料包括棉/聚酯共混物，亚临界水反应器的作用是分解聚酯并调节纤维素大分子的聚合度。
在一些实施方案中，亚临界水反应器能够使聚酯溶解为对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。
在一些实施方案中，提供了一种由聚酯废弃纺织品材料生产对苯二甲酸(TPA)的方法，该方法包括：在约105℃至190℃的温度下、约40至300psi的压力下，或两者的条件下，在亚临界水反应器中处理废弃纺织品材料约0至90分钟，其中产生溶解的TPA和乙二醇(EG)。pH可以在约10-14的范围内。该方法进一步包括沉淀和重结晶TPA。
在一些实施方案中，当前公开的主题涉及一种使用所公开的方法生产的再生纤维素材料。在一些实施方案中，当前公开的主题涉及一种使用所公开的方法生产的再生聚酯材料。在一些实施方案中，再生纤维素材料产品包括人造丝、粘胶人造丝、莱赛尔(lyocell)或乙酸纤维素。再生纤维素和TPA具有使其适用于纤维纺丝和纺织品的应用的特性。例如，在一个实施方案中，本公开的再生纤维素单丝的韧度的范围为1.3g/den至1.8g/den，断裂应变为约10％至12％。
附图说明
参考附图来阅读上述发明内容和以下具体说明，这些附图示出了当前公开的主题的一些(但不是全部)实施方案。
图1是根据当前公开的主题可以使用的分选/调整尺寸方法的一个实施方案的示意图；
图2是根据当前公开的主题的一些实施方案，由棉纺织品生产再生纤维的方法的一个实施方案的示意图；虚线表示脱色、漂白和纤维素纤维活化的可选处理步骤；
图3是根据当前公开的主题的一些实施方案，由聚酯纺织品生产再生纤维的方法的一个实施方案的示意图；虚线表示脱色的可选处理步骤；
图4是根据当前公开的主题的一些实施方案，由聚酯棉纺织品生产再生纤维的方法的一个实施方案的示意图；虚线表示脱色、漂白和纤维素纤维活化的可选处理步骤；
图5是从根据当前公开的主题的一些实施方案生产的棉纺织品中所回收纤维素的FT-IR结果的曲线图；
图6是根据当前公开的主题的一些实施方案生产再生纤维素丝的方法的示意图；
图7A是根据当前公开的主题生产的单根再生纤维素丝的显微图像；
图7B是根据当前公开的主题生产的一束再生纤维素丝的显微截面图；
图7C是根据当前公开的主题生产的再生纤维素复丝编织样品的显微图像；
图8示出了从根据当前公开的主题的一些实施方案生产的聚酯棉纺织品中所回收沉淀TPA的FT-IR结果的曲线图；
图9A是根据当前公开的主题的一些实施方案生产的在水重结晶步骤中结晶的TPA的NMR分析图；
图9B是从根据当前公开的主题的一些实施方案生产的聚酯棉织物中所沉淀TPA粉末的NMR分析图；
图9C是根据当前公开的主题的一些实施方案生产的在水重结晶步骤中所结晶TPA的NMR分析图；
图10A是根据当前公开的主题的一些实施方案从100％回收对苯二甲酸(reTPA)生产的再生PET芯片的差示扫描量热法(DSC)；
图10B是根据当前公开的主题的一些实施方案从100％回收对苯二甲酸(reTPA)生产的再生PET芯片的热重分析图(TGA)。
具体实施方式
关于当前公开的主题将引入足够多的细节，以提供对更广泛的发明主题的一个或多个特定实施方案的理解。这些描述阐述和例示了这些实施方案的特征，并且不旨在将发明主题限制在明确描述的实施方案和特征中。考虑到这些描述将可能带来另外的和类似的实施方案和特征而不脱离当前公开的主题的范围。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与当前公开的主题所属领域的普通技术人员通常所能理解的相同含义。尽管与本文描述的方法、装置和材料类似或等同的任何方法、装置和材料都可以用于实践或测试当前公开的主题，然而在此将对具有代表性的方法、装置和材料进行描述。
遵循长期的专利法惯例，当术语“一”、“一个”和“该”在本主题说明书(包括权利要求书)中使用时，其指的是“一个或多个”。因此，例如当提及“一反应器”时，可包括多个这样的反应器，等等。
除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的所有表示组分、条件等的关于数量的数字应在任何情况下被理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则在本说明书和所附权利要求书中阐述的数字参数是近似值，其可以根据试图通过当前公开的主题获得的期望特性而变化。
如本文所用，术语“约”在涉及质量、重量、时间、体积、浓度和/或百分比的值或量时，可包括特定值在一些实施方案中+/-20％、在一些实施方案中+/-10％、在一些实施方案中+/-5％、在一些实施方案中+/-1％、在一些实施方案中+/-0.5％、在一些实施方案中+/-0.1％的变化，这样的变化在本公开的方法中是适当的。
当前公开的主题涉及一种处理含纤维素材料、含聚酯材料和/或含聚酯棉(聚酯-棉)材料(例如消费前或消费后的纺织品、纺织品碎片)、以及其他将丢弃或处置的材料的系统和方法。具体地，所公开的系统和方法提供了对纺织品的处理，所述纺织品包括纤维素、聚酯和/或与聚酯混合的纤维素。根据本发明的方法，从废弃纺织品材料中生产再生纤维素和PET丝。为了说明书和权利要求的目的，术语“再生”和“可回收”在本文中可互换使用。所公开的系统和方法的实施可以使用低环境影响的方法来生产具有改善性能的再生纤维和纺织品。例如，在一个实施方案中，本发明的再生纤维素单丝的韧度范围为1.3g/den至1.8g/den，断裂应变为约10％至12％。
在当前公开的系统和方法中，含纤维素、聚酯和/或聚酯棉的任何材料都可以用作起始材料。例如，在一些实施方案中，起始材料可以是在消费后的废弃纺织品和其他含纤维素织物(毛巾、床上用品、室内装饰品等)中发现的废弃棉和/或废弃聚酯棉(棉/聚酯共混物)材料。为了说明书和权利要求书的目的，术语“聚酯棉”和“棉/聚酯共混物材料”在本文中可互换使用。棉纤维是唯一天然的纯纤维素，纤维素含量高达约95-97的重量百分比。如本文所用，术语“纤维素”是指具有化学式(C6H10O5)n的多聚糖，其配置为由β(1→4)个D-葡萄糖单元(纤维二糖)键合而成的线性链，结构(Ⅰ)如下所示：
纤维素聚合物中的各个葡萄糖单体通常被称为脱水葡萄糖单元(或“AGU”)。AGU单元的数量定义纤维素的“聚合度(DP)”。在当前公开的系统和方法中，粘度测量可以用于评估在亚临界水处理之后纤维素浆中纤维素的DP的变化。为了说明书和权利要求书的目的，术语“纤维素浆”、“浆”、“棉浆”和“棉片”在本文中可互换使用，并且是指通过本发明的亚临界水处理从废纺织织物中生产出的纤维素。纤维素粘度(单位为mPa.s)是根据铜亚乙基二胺(CED)溶液中的TAPPI T230 om-94(1994)(通过引用并入本文)确定的。特性粘度[η](单位为ml/g)可以根据下面的等式1进行计算(Mazumder B.B.等，2000，Journal of WoodScience 46(5)，364-370)：
等式1：[η]＝954×lg(粘度)-325
使用以下等式2(Sihtola等，1963；Paper Ja Puu 45，225-232)和等式3可以从特性粘度计算出平均DP。
等式2：DP0.905＝0.75×[η]
等式3：DP＝k×[η]；K＝1.9
在当前公开的系统和方法中，亚临界水处理的纺织纤维素浆的粘度范围可以为约3mPa.s至约55mPa.s，其指的是DP为约150-2500，例如约200-2000、300-1700、400-1500、500-1200、600-1000、或700-800。因此，处理的纤维素浆可以具有的DP至少约(或不超过约)150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400或2500。
聚酯是指在纺织品应用中通常使用的一组聚合物。聚合物是由较小分子构成的非常大的分子。纺织品中最常用的聚酯类型是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(如以下结构Ⅱ所示)，它可以与棉纤维结合形成聚酯棉。
在本文广泛使用的术语“纺织品”包括纤维、长丝、纱线、编织的和无编织的织物、针织品和成品(例如服装)。
如图1所示，所公开的系统包括分选组分，其中，根据一个或多个期望参数对废弃纺织品进行分选。例如，在一些实施方案中，废弃纺织品可以根据成分进行分选，例如从棉/聚酯共混物等中分离100％的棉材料。在一些实施方案中，可以根据纤维素含量(例如，纤维素>90％、>80％、>70％、>60％、>50％或<50％)来对纺织品进行分选。在一些实施方案中，纺织品可以被分选以分离出非纤维素材料，例如拉链、标签、纽扣等。在一些实施方案中，纺织品可以根据颜色分选。该分选步骤可以使用任何已知的机械分选装置来完成，或者可以手工完成。
在一些实施方案中，本发明的方法包括机械切割装置，该机械切割装置被配置用来在进一步处理之前减小纺织品尺寸和/或提供更均匀的纺织品尺寸。通常，包括棉、织物、纱线和纤维的纺织品材料的纤维长度大于5mm至100mm。在一些实施方案中，切割装置将纤维长度减小到约60mm或更短。切割装置可包括能够修剪纺织品尺寸的任何装置，例如(但不限于)一个或多个刀片、针、切碎机、拉拔器、研磨机、切割器、裂片器等。在一些实施方案中，废弃纺织品将被切成长度和/或宽度为约5-60mm的尺寸。然而，当前公开的主题不受限制，而是可以将废弃材料切成任何期望的尺寸。有利地，减小纤维素纺织品材料的尺寸将会增加进一步处理(例如，亚临界水处理)中的表面积。
在一些实施方案中，分选过程可以通过手动平台或任何已知的废弃纺织品自动回收机器来进行，以将材料分成三个流，如图2、图3和图4所示。特别地，流1可以基本上包括100％的棉，流2可以基本上包括100％的聚酯，并且流3可以包括聚酯棉(以任何比例的棉和聚酯)。在一些实施方案中，分选过程可以首先使用光学传感器进行扫描以通过颜色分离废弃纺织品。然后，通过均匀分配机器将材料彻底分散。然后，可以去除非纤维素材料(例如拉链、标签、纽扣等)。可选地，分选步骤和调整尺寸步骤可以重复，以提高所公开的纤维再生过程的效率。
当前公开的的方法包括亚临界水反应器。特别地，将废弃纺织品引入反应器中，用亚临界水处理，以减弱纺织品中纤维之间的键合。亚临界水反应器还起到分解聚酯并调节纤维素大分子的聚合度的作用。另外，亚临界水反应器能够将聚酯溶解成对苯二甲酸(TPA)和乙二醇。
如本文所用，术语“反应器”是指可用于涉及起始材料的任何数量的化学过程的装置。在一些实施方案中，反应器包括水热反应器。如本文所用，术语“水热”是指在有压力和升高的温度下，通常接近或低于水的临界点(374℃，22.1MPa)的水溶液系统。因此，反应器可以提供水热条件，例如(但不限于)间歇式反应器、半连续式或连续式反应器。在一些实施方案中，优选为间歇式反应器。如本文所用，术语“亚临界水”是指温度处于大气沸点(100℃)至临界温度(374℃)之间的液态水，该液态水就其性质(例如密度、介电常数、离子浓度、扩散性和溶解性)表现出独特的特征。在亚临界区，电离常数(Kw)会随温度而增加，且比环境水高约三个数量级，并且水的介电常数将从80下降到20。
有利地，亚临界水是无毒、对环境无害、廉价、绿色的溶剂，可替代在织物回收工业中传统使用的刺激性化学品。在所公开的方法和系统中，亚临界水水热处理的使用将会使水的扩散、活性和电离更高。在一些实施方案中，可以实现纤维素的部分水解以及纺织品中棉纤维素和聚酯之间的交联的分解。
在一些实施方案中，可以应用可调节的水热反应条件来生产期望的具有宽的DP范围(DP：150-2500)的纤维素，该纤维素可以用于制造各种各样的再生纤维素产品，例如人造丝、粘胶人造丝、莱赛尔、类莱赛尔或醋酸纤维素。在一些实施方案中，亚临界水反应器可与一种或多种助溶剂(例如，甲醇、乙醇、异丙醇)混纺，使得在停留时间为约0到90分钟(例如，约0-90、10-80、20-70、30-60、40-70或40-50分钟)，可以使温度达到为约105℃至190℃(例如，约105-190、110-180、120-175、130-160、140-150、140-170、150-160、160-190、170-180、165-190或175-185℃)和/或压力达到为约40至300psi(例如，约40-300、60-280、80-250、80-120、110-140、120-150或100-250psi)。在一些实施方案中，助溶剂的量为约0-100的重量百分比，例如为约1-90、5-80、10-70、20-60或30-50的重量百分比。
在一些实施方案中，所公开的方法可以包括相转移催化剂(PTC)，用以提高工艺效率并减少能量消耗。术语“相转移催化剂”是指能够以离子对形式溶解在水溶液和有机溶剂中而促进反应器的任何试剂。可以使用任何所需的PTC，例如(但不限于)任何可商购的铵基PTC或磷基PTC，例如四丁基溴化磷(TBPB)、苄基三丁基氯化铵(BTBAC)或共聚物等。
废弃纺织品可以被转移到反应器中并经过期望的时间量进行处理。在一些实施方案中，纺织品可以在反应器中，在约105℃至190℃的温度下、约40至300psi的压力下，或两者的条件下进行处理。在一些实施方案中，纺织品材料与水的比例为约1：5-1：95(例如为1:5、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15，1:20、1:21、1:22、1:23、1:24、1:25、1:30、1:31、1:32、1:33、1:34、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:81、1:82、1:83、1:84、1:85、1:86、1:87、1:88、1:89、1:90、1:91、1:92、1:93、1:94、1:95)。在一些实施方案中，反应时间可以是约0-90分钟，例如至少约(或不超过约)0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85或90分钟。
在反应器中，温度和/或压力可以减弱纺织品中纤维之间的键合。特别地，亚临界水的高温和/或高压促进了纤维素聚合物的分子分离，并在废弃纺织品中将分子间氢键和其他非共价键解构。结果，含纤维素的纺织品被转化为其组成的纤维素聚合物。在一些实施方案中，在亚临界水处理之后，纤维素材料中的分子间氢键的数目减少了至少20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。因此，用亚临界水处理提供了一种环境友好方式，以分解废弃纺织品材料中的纤维素。
在一些实施方案中，可以通过调节反应器中起始材料(例如，水和纺织品混合物)的pH以增强亚临界水反应效率。例如，可以将0.01％至2％的乙酸用于棉纺织品，以将pH调节至约4。在一些实施方案中，对于棉纺织品，可以将pH调节至约2至4的范围。对于棉/聚酯纺织品共混物，可以使用0.01％-5％的乙酸得到2-4的pH。在纺织品包括棉/聚酯共混物和/或聚酯的实施方案中，可以使用0.5-20％的氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)，使pH达到约10-14。在一些实施方案中，聚酯(PET)纺织品可以通过使用0.5-20％的NaOH水解而降解，并且可以通过亚临界水处理进一步溶解。然而，应当理解的是，酸/碱没有被限制，而是可以使用任何合适的酸或碱将pH调节至所需的水平。在一些实施方案中，KOH、NaOH、乙酸和/或其他有机酸将用作增加反应速率的试剂。
如图2所示以及实施例1至4所述，在起始纺织品材料基本上是100％的棉纺织品(例如，切碎的纺织品材料)的实施方案中，所公开的方法包括：将该材料沉积在亚临界水反应器中(例如，条件Ⅰ：适当的pH，例如pH 2-pH 6或pH 2-4，以及调节温度，105℃-190℃)。
在一个实施方案中，如实施例1至4所述，对由亚临界水反应得到的纤维素进行洗涤，并执行分解过程以使纤维素纤维疏松。以这种方式，可以进一步加工纤维素用于溶解。在一些实施方案中，在该处理之后，分解的纤维将经过对浆进行酸洗的工艺，该工艺需要使用工业标准条件的稀二氧化硫水溶液进行处理。当利用某些溶解系统时，可以启动纤维素纤维活化过程。这涉及到以下处理：在NaOH水溶液(例如12-15％w/v)中以1：20(纤维素样品：水溶液)制备得到磨碎的纤维素浆样品，在室温下搅拌3-4小时，洗涤至中性pH，干燥，经过酸处理(例如，用1M硫酸洗涤45-60分钟)，洗涤至中性pH，然后风干。然后，通过掺入溶解组分来制备纤维素溶质纺液。纤维素可以溶于熔融的有机盐(例如，离子液体)，例如N-烷基吡啶鎓盐和类似试剂、氧化胺(例如N-甲基吗啉-N-氧化物和类似试剂)和/或极性和非质子液体(例如，N，N-二甲基乙酰胺/LiCl和类似试剂)，以提供适用于利用工业标准技术生产再生纤维的溶解纤维素。
如图3所示和实施例5所述，在起始纺织材料基本上是100％的聚酯纺织品(例如，切割的纺织品材料)的实施方案中，本发明的方法包括：将该材料沉积在亚临界水反应器中(例如，条件2：适当的pH(例如pH 10-14)，以及温度调节(105℃-190℃)。进行处理后，可以除去处理过的溶液，并通过调节pH(例如，至pH 2 -6)沉淀形成对苯二甲酸(TPA)。然后，将TPA结晶。这需要将沉淀有TPA的水溶液加热到约250℃至300℃的温度，固体与水的比例为约1：4至1:10，停留时间为约0到10分钟(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10分钟)。然后，对结晶的TPA进行PET聚合过程以产生再生PET。此过程可能涉及：在工业标准的间歇式高压釜中，以250℃至300℃间的温度，使用适当的催化剂(例如锑或钛催化剂包)，用乙二醇处理该结晶的TPA。另外，可以使用工业标准技术(例如真空蒸馏)从处理后的溶液中回收乙二醇。
如图4所示以及实施例6至9所述，在起始纺织品材料包括棉/聚酯混纺物的实施方案中，亚临界水处理(例如，条件Ⅱ：适当的pH(例如，pH 10-14)，以及温度调节(例如，105℃-190℃)可以有效地将棉从溶解的聚酯单体，TPA和乙二醇中分离出来。特别地，亚临界水处理产生液化的聚酯单体和纤维素。处理后，除去处理过的溶液，并使用适当的pH调节(例如，pH 2-6)以沉淀形成TPA。然后，将TPA结晶。这需要将沉淀有TPA的水溶液加热到约250℃至300℃的温度，固体与水的比例为约1：4至1:10，停留时间为约0到10分钟(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10分钟)。然后，对结晶的TPA执行PET聚合过程以产生再生PET。此过程可能涉及：在工业标准的间歇式高压釜中，以235℃至290℃间的温度，并使用适当的催化剂(例如锑或钛催化剂包)，用乙二醇处理该结晶的TPA。另外，可以使用工业标准技术(例如真空蒸馏)从处理后的溶液中回收乙二醇。
通过添加约0.5-20％的NaOH对废弃纺织品进行部分或全部处理，以去除着色剂(例如，颜料、染料等)和/或在整个亚临界水水热过程中改善亮度。可以使用任何常规的脱色/脱染去除成分。例如，在一些实施方案中，脱色/脱染去除成分可以选自过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸钙、二甲基亚砜、次氯酸锂、过硼酸钠、活性炭粉、生物炭、臭氧、氧气、碳酸钠、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸盐、氯化钠、氯氧化钙、氯胺、二氧化硫、亚硫酸氢钠或TAED(四乙酰基乙二胺)中的一种或多种。
进一步地，所公开的系统可以包括分解组分。具体地，如图4所示，在亚临界水反应之后，纤维素可以被回收并进行分解组分处理，在该分解组分中，纤维素纤维将从纺织浆中松开。可以使用任何常规的分解方法，例如(但不限于)超声、均质化和/或研磨。
此外，所公开的系统可以包括溶解组分，其中纤维素溶解于熔融的有机盐(例如，离子液体)，例如N-烷基吡啶鎓盐和类似试剂、氧化胺(例如N-甲基吗啉-N-氧化物和类似试剂)和/或极性和非质子液体(例如N，N-二甲基乙酰胺/LiCl和类似试剂)。在一些实施方案中，溶解组分可包括一种或多种浓度约为0.1重量％至15重量％的添加剂(例如0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15重量％)。该添加剂可以促进再生纤维素丝的生产，该再生纤维素丝具有增强的机械性能(例如更高的韧性和更长的延伸率的添加剂)。合适的添加剂可包括(但不限于)甘油酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘酸和/或葡糖二酸。在一些实施方案中，溶解组分可包括粉末状的二氧化钛(例如0.1 -10重量％)以产生半钝或钝的长丝。
纤维素纤维被分解后，分离的纤维素分子可用于形成再生纤维素纤维和纺织品材料。在一些实施方案中，“再生纤维素”是指已经通过含溶解的纤维素纤维的溶液再生(即，回到固体形式)制成的纤维素。在一些实施方案中，分离的纤维素分子可以溶解于熔融的有机盐(例如，离子液体)，例如N-烷基吡啶鎓盐和类似试剂、氧化胺(例如N-甲基吗啉-N-氧化物和类似试剂)和/或极性和非质子液体(例如N，N-二甲基乙酰胺/LiCl和类似试剂)，然后在凝固浴中纺丝以生产再生纤维素纤维(例如人造丝、粘胶人造丝、莱赛尔、类莱赛尔或醋酸纤维素)。新形成的纤维可以被拉伸和/或吹制成所需的形状，洗涤、干燥并被切成所需的长度。再生的纤维素纤维可以加捻成线、染色、漂白、织成纺织品，并最终被切割及缝制成服装。因此，处理过的织物可用于制造服装，例如(但不限于)衬衫、裤子、帽子、大衣、夹克、鞋子、袜子、工作服、运动服和泳装。还可能和预期的是，经处理的织物可以用于构造非服装物品，例如毯子、床单、睡袋、背包、帐篷、隔热材料等。
因此，在使用中，所公开的系统可以用于从含纤维素、聚酯和/或聚酯棉的任何起始纺织品材料中回收纤维素，对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)中的一种或两种。回收的纤维素可用于生产再生纤维素，回收的对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)可用于生产再生PET。特别地，可以基于期望的参数(例如，纤维素百分比、成分、颜色等)来提供和分选废弃纺织品。已分选的纺织品可置于切割装置、混纺装置或两者，以确保纺织品材料具有合适的尺寸和均匀的尺寸以进行处理。可选地可以将经切割和/或混纺的纺织品材料进行漂白，以去除或减少染料、抛光剂和/或污染物的含量。将纺织品材料引入反应器，在该反应器中以足以溶解PET并削弱纤维素纤维之间键合的温度、压力和时间进行亚临界水反应(例如条件Ⅱ：适当的pH，例如pH 10-14，以及温度调节，例如，105℃-190℃)。然后，通过调节pH来沉淀溶解的TPA，在真空下将其过滤并洗涤至中性条件。经洗涤后的TPA可以被干燥并进行结晶。结晶的TPA可以进行PET再聚合过程以产生再生PET。棉纤维素材料可以被回收。在一些实施方案中，回收的纤维素材料可以被分解，并可用于生产再生纤维素纤维。在一些实施方案中，回收的纤维素材料可分解为短纤维，用以与纯棉纤维或其他纤维混纺成可循环棉混纺纱。在一些实施方案中，回收的纤维素材料可以经洗涤并被切成较小的碎片。这些碎片的平均尺寸在约4-6mm的范围内。如实施例6至实施例8所述，这些碎片可以进行第二次亚临界水处理(例如条件I：适当的pH，例如pH 2-pH 6，以及调节温度，105℃-190℃)。经亚临界水处理的废弃纺织品可置于分解组分，其中纤维素纤维从浆材料中松散，如实施例10所述。然后，将回收的纤维素置于溶解组分以促进纤维素的溶解。在纤维素纤维溶解之后，分离的纤维素分子可用于形成再生纤维素纤维和纺织品材料。
图5示出了傅里叶变换红外测试(Fourier Transform Infrared testing)的结果，该结果验证了根据本公开的方法处理可以从废弃的棉纺织品中回收纤维素。回收的纤维素的纯度在约94％至98％的范围内(通过HPLC分析计算)。如图6的示意图所示，纤维素纺液可用于生产连续再生纤维素长丝和纺织品制品。根据本公开的方法生产的纤维素单丝的韧度范围为约1.3g/den至约1.8g/den，断裂应变为约10％至12％。根据本公开的方法生产的再生纤维素丝的光学显微镜图像显示在图7A-图7C。特别地，图7A示出了再生纤维素丝的显微镜图像(4×)。图7B是一束细丝的横截面显微图像(4×)，其中每个单独的细丝的横截面显示出类似卵形的形状。图7C是编织样品的共聚焦显微镜图像(2×)，其描绘了复丝。
实施例11描述了根据本公开的方法由废弃聚酯棉纺织品生产再生聚酯的物理性质。如本文所述，对聚酯棉纺织品以例如实施例6中所述的条件Ⅱ进行亚临界水处理，并且将所得TPA进行结晶和PET聚合以产生再生的PET。所得TPA的FT-IR分析如图8所示。水重结晶得到的TPA的NMR分析如图9A所示。在重结晶之前(图9B)和重结晶之后(图9C)显示了从聚酯棉纺织品上沉淀的TPA粉末(在脂肪族区域放大)。图9A-图9C示出了重结晶后杂质的减少。根据本公开的方法，由100％回收的TPA生产的再生PET片的差示扫描量热法(DSC)由图10A示出。如图所示，PET参考标准峰值温度为246.139℃，并且由所公开的方法产生的再生PET的峰值温度为251.800℃。由100％回收的TPA制成的再生PET片的热重分析(TGA)由图10B示出。如图所示，PET参考标准的起始x＝425.33℃，并且由所公开的方法产生的再生PET具有起始x＝426.040℃。
实施例
以下实施例将为本领域的普通技术人员提供指导以实践当前公开的主题的代表性实施方案。鉴于本公开和本领域技术人员的一般水平，本领域技术人员将理解，以下实施例仅是示例性的，在不脱离当前公开的主体的范围的情况下可以具备多种变化、修改和变更。
实施例1使用亚临界水处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收棉纺织品
图2所示的方法可用于回收棉纺织品。特别地，获得基本上100％棉废弃纺织品样品，将其切成平均尺寸为5mm的碎片。将纺织品碎片引入水热反应器(Parr 4553M2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市(Moline，Illinois)的帕尔仪器公司(Parr InstrumentCompany)获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)。反应器的温度为175℃，乙酸浓度为约0.05％-0.1％(v/v)，一旦达到所需温度，停留时间为60分钟，压力为80-120psi。固体与水的比例为1:88。在亚临界水反应期间，纺织品内部纤维之间的键合被削弱。
在亚临界水处理之后，使用标准纤维分解剂在2-3％纤维素浆浓度下进行分解，操作时间为10分钟，以使纤维结合松散并产生分解的纤维素。所得纤维素浆产品的粘度为3.2mPa.s，其根据等式1、2、3计算DP约为240-370。对分解的纤维素进行分离工艺以回收纤维素纤维。
通过傅立叶变换红外(FT-IR；具有Pike MIRacle ATR附件的Jasco6200，范围：4000-600cm-1，扫描次数：128)测试验证所产生聚合物的存在和类型。如图5所示，结果表明从废弃棉纺织品中回收了纤维素。
实施例2使用亚临界水处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收棉纺织品
图2所示的方法可用于回收棉纺织品。特别地，获得基本上100％棉废弃纺织品样品，将其切成平均尺寸为5mm的碎片。将纺织品碎片引入水热反应器(Parr 4553M2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)。反应器的温度为155℃，乙酸浓度为约0.05％-0.1％(v/v)，一旦达到所需温度，停留时间为60分钟，压力为80-120psi。固体与水的比例为1:94。在亚临界水反应期间，纺织品内部纤维之间的键合被削弱。所得纤维素浆产品的粘度为4.9mPa.s，其根据等式1、2、3计算DP约为450-640。
在亚临界水处理之后，使用标准纤维分解剂在2-3％的纤维素浆浓度下进行分解，操作时间为10分钟，以使纤维结合松散并产生分解的纤维素。然后，对分解的纤维素进行分离工艺以回收纤维素纤维。
实施例3使用亚临界水处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收棉纺织品
图2所示的方法可用于回收棉纺织品。特别地，获得基本上100％棉废弃纺织品样品，将其切成平均尺寸为5mm的碎片。将纺织品碎片引入水热反应器(Parr 4553M2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)。反应器的温度为155℃，乙酸浓度为约0.05％-0.1％(v/v)，一旦达到所需温度，停留时间为0分钟，压力为80-120psi。固体与水的比例为1:31。在亚临界水反应期间，纺织品内部纤维之间的键合被削弱。所得纤维素浆产品的粘度为16.8mPa.s，其根据等式1、2、3计算DP约为1200-1600。
在亚临界水处理之后，使用标准纤维分解剂在2-3％纤维素浆浓度下进行分解，操作时间为10分钟，以使纤维结合松散并产生分解的纤维素。然后，对分解的纤维素执行分离工艺以回收纤维素纤维。
实施例4使用亚临界水处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收棉纺织品
图2所示的方法可用于回收棉纺织品。特别地，获得基本上100％棉废弃纺织品样品，将其切成平均尺寸为5mm的碎片。将纺织品碎片引入水热反应器(Parr 4553M2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)。反应器的温度为155℃，乙酸浓度为约0.05％-0.1％(v/v)，一旦达到所需温度，停留时间为0分钟，压力为80-120psi。固体与水的比例为1:21。在亚临界水反应期间，纺织品内部纤维之间的键合被削弱。所得纤维素浆产品的粘度为27.9mPa.s，其根据等式1、2、3计算DP约为1200-1600。
在亚临界水处理之后，使用标准纤维分解剂在2-3％纤维素浆浓度下进行分解，操作时间为10分钟，以使纤维结合松散并产生分解的纤维素。然后，对分解的纤维素执行分离工艺以回收纤维素纤维。
实施例5使用亚临界水处理以回收100％聚酯纺织品
图3所示的方法可用于回收聚酯纺织品。特别地，获得基本上100％聚酯废弃纺织品的样品，将其切成碎片(30cm×30cm)。将纺织品碎片引入水热反应器(Parr4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅱ”)。反应器的温度约为175℃至180℃，氢氧化钠为约5％(w/v)，停留时间为60分钟，压力为110-140psi。固体/水的比例为约1：5。处理后，除去处理过的溶液，通过调节pH(例如pH2-pH4)而沉淀形成TPA。然后，将沉淀的TPA结晶。这需要将具有沉淀TPA的水溶液加热至约250℃至300℃的温度，固体：水的比例为约1∶5，并且停留时间为约5分钟。然后，在间歇式高压釜中，于约290℃的温度下用乙二醇处理结晶的TPA，PET聚合工艺的催化剂为锑金属(Sb2O3)，以生产具有0.620dl/g目标特性粘度(IV)的再生PET。
实施例6使用亚临界水处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收聚酯棉纺织品
图4所示的方法可用于回收聚酯棉纺织品。特别地，获得80/20聚酯棉(聚酯：棉＝80:20)废弃纺织品样品，并将其切成片材，平均尺寸为30x 30cm。将纺织品片材引入用于亚临界水处理的水热反应器(Parr 4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的ParrInstrument Company获得)中(“条件Ⅱ”)。反应器温度为180℃，氢氧化钠为约5％(w/v)，停留时间为60分钟，压力为120-150psi。固体/水的比例为1:11。处理后，回收溶解的TPA，并使用实施例5所述的方法生产再生PET。
除了TPA之外，还回收了在亚临界水处理中产生的纤维素。在亚临界水反应期间，纺织品内部纤维之间的键合被削弱，并且所得的纤维素浆产品的粘度为6mPa.s(计算为DP600-800)。然后，将浆洗涤并切成平均尺寸约为5mm的碎片。将纺织品碎片引入水热反应器(Parr 4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的Parr Instrument Company获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)。在亚临界水处理之后，将产品洗涤并在2-3％的纤维素浆浓度下进行分解，操作时间为10分钟，以使纤维结合松散。对分解的纤维进行分离工艺以回收纤维素纤维。所得纤维素浆产品的粘度为4mPa.s(计算为DP 300-500)。
实施例7使用亚临界水和相转移催化剂处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收聚 酯棉纺织品
图4所示的方法可用于回收聚酯棉纺织品。特别地，获得80/20聚酯棉(聚酯：棉＝80:20)废弃纺织品的样品，并将其切成平均尺寸为30×30cm的片材，。将纺织品片材引入用于亚临界水处理的水热反应器(Parr 4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中(“条件Ⅱ”)。反应器温度为155℃，氢氧化钠为约5％(w/v)，0.5％BTBAC(w/v)，停留时间为60分钟，压力为120-150psi。固体/水的比例为1:10。处理后，回收溶解的TPA，并使用实施例5中所述的方法生产再生PET。
对于回收的纤维素浆产品，在亚临界水反应期间，纺织品内部的纤维之间的键合被削弱，并且所得产品的粘度约为50.5mPa.s(计算为DP 2000-2500)。然后，将浆洗涤并切成平均尺寸约为5mm的碎片。将这些碎片引入水热反应器(Parr 4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)，以按照实施例1、2、3和4的方法生产具有期望粘度的纤维素浆。
实施例8使用亚临界水和助溶剂处理来调节纤维素浆中的聚合度以回收聚酯棉纺 织品
图4所示的方法可用于回收聚酯棉纺织品。特别地，获得80/20聚酯棉(聚酯：棉＝80:20)废弃纺织品的样品，并将其切成平均尺寸为30x 30cm的片材。将纺织品片材引入用于亚临界水处理的水热反应器(Parr 4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中(“条件Ⅱ”)。反应器温度为150℃，具有约5％(w/v)的氢氧化钠，10％MeOH(v/v)，停留时间为60分钟，压力为120-150psi。固体/水的比例为1:10。处理后，回收溶解的TPA，并使用实施例5中所述的方法生产再生PET。
对于回收的纤维素浆产品，在亚临界水反应期间，纺织品内部纤维之间的键合被削弱，并且所得产品的粘度为约35mPa.s(计算为DP 1750-2200)。然后，将浆洗涤并切成平均尺寸约为5mm的碎片。将这些碎片引入水热反应器(Parr 4553M 2-加仑反应器，其可从伊利诺伊州莫林市的帕尔仪器公司获得)中进行亚临界水处理(“条件Ⅰ”)，以按照实施例1、2、3和4的方法生产具有期望粘度的纤维素浆。
实施例9从聚酯棉纺织品中回收棉纤维
对聚酯棉纺织品进行实施例8中所述的亚临界水处理(条件Ⅱ)。处理后，将TPA溶解，并以约35mPa.s的粘度回收纤维素材料(计算为DP 1750-2200)。然后，将棉片材切碎并分解用作短纤维，以与纯棉纤维或其他作为再生棉混纺纱的纤维混纺。
实施例10从回收的聚酯棉纺织品中生产再生纤维素丝
将由实施例6的方法得到的纤维素浆产物用稀释的二氧化硫水溶液(pH2-pH3)，以1：20(纤维素样品：水溶液)进行酸洗工艺，并在室温下搅拌1.5小时。然后，过滤经酸洗过的浆，用去离子水洗涤直到获得中性pH，风干。进行纤维素纤维活化工艺，包括：在NaOH水溶液(15％w/v)中生产磨碎的纤维素浆样品，以1：20(纤维素样品：水溶液)在室温下搅拌4小时，然后洗涤至中性pH，干燥，在室温下用1M硫酸处理约45分钟，然后洗涤至中性pH，风干。
为了制造纤维素溶解纺液，将活化的纤维素样品加入氯化锂(8％w/v)/N，N-二甲基乙酰胺中，加入没食子酸月桂酯(10％w/w，相对于添加的纤维素样品)和粘酸(5％w/w，相对于添加的纤维素样品)作为添加剂，在120℃至130℃搅拌约90分钟，冷却，然后以2500rpm离心约60分钟以除去不溶的杂质，并使溶解的纤维素纺液的固体浓度约为4％至6％。然后如图6示意图所示，使用纤维素纺液生产连续的再生纤维素长丝和纺织品产品。
对再生纤维素单丝的物理性质进行测量。单丝的韧度为1.3g/den至1.8g/den，断裂应变约为10％至12％。
对所产生的再生纤维素丝拍摄光学显微镜图像。特别地，图7A示出了单个再生纤维素丝的显微镜图像(4×)。图7B是一束细丝的横截面显微图像(4×)，其中每个单独的细丝的横截面示出了类似卵形的形状。图7C是编织样品的共聚焦显微镜图像(2×)，其描绘了复丝。
实施例11从回收聚酯棉纺织品产生的再生聚酯的物理性质
对聚酯棉纺织品进行实施例6中所述的亚临界水处理(条件Ⅱ)，然后通过调节pH(例如，pH2-pH4)将溶解的TPA沉淀回收。然后，将沉淀的TPA结晶。这需要将具有沉淀的TPA的水溶液加热至约250℃至300℃的温度，固体：水的比例为约1∶5，并且停留时间为约5分钟。然后，在间歇式高压釜中，于约290℃的温度下用乙二醇处理结晶的TPA，PET聚合工艺的催化剂为锑金属(Sb2O3)，以生产具有0.620dl/g的目标特性粘度(IV)的再生PET。
如图8所示，进行FT-IR(具有Pike MIRacle ATR附件的Jasco 6200，范围：4000-600cm-1，扫描次数：128)测试，以分析TPA沉淀步骤中产生的TPA。
图9A示出了由水重结晶得到的结晶TPA的NMR分析。在重结晶之前(图9B)和重结晶之后(图9C)显示了从聚酯棉纺织品上沉淀的TPA粉末(在脂肪族区域放大)。如图所示，在重结晶后，观察到杂质减少了。
图10A示出了从100％回收的TPA产生的再生PET片的差示扫描量热法(DSC)。使用TA Instruments Discovery Model DSC以“热-冷-热”方法进行DSC分析，以基于处理历史记录删除任何热历史记录。第二次加热扫描是以10℃的速率自(0或-90℃)到325℃进行的。如图所示，PET参考标准峰值温度为246.139℃，并且所公开的方法产生的再生PET的峰值温度为251.800℃。
图10B示出了从100％回收的TPA制成的再生PET片的热重分析(TGA)。使用TAInstruments Discovery Model TGA进行TGA分析，该方法是在氮气气氛下以20℃/min的速率自室温升至700℃进行的。如图所示，PET参考标准起始点为x＝425.33℃，而所公开的方法产生了起始点为x＝426.040℃的再生PET。

Claims (22)

1.一种从含棉/聚酯共混物材料的废弃纺织品材料中生产纤维素和对苯二甲酸(TPA)的方法，所述方法包括：
在约105℃至190℃的温度下、约40至300psi的压力下，或两者的条件下，在亚临界水反应器中处理废弃纺织品材料约小于等于90分钟，
其中，产生聚合度范围为约150-2500的纤维素、溶解的对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述亚临界水反应器中的处理包括pH范围为约10-14。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括回收所述对苯二甲酸(TPA)。
4.根据权利要求1的方法，进一步包括回收所述纤维素。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括对回收的纤维素进行分解过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述亚临界水反应器中的处理包括在pH范围为约10-14的第一处理，其中产生了溶解的对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)；以及对在pH范围为约2-4的第一处理中产生的纤维素的第二处理，其中在亚临界水反应器的第二处理中产生的纤维素包括聚合度范围约为150-2000。
7.根据权利要求6的方法，进一步包括对第二处理后产生的纤维素进行以下步骤的一个或多个：洗涤、分解、酸洗、活化工艺、溶解纺液或湿纺。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述亚临界水反应器中的处理包括pH范围为约2-4，并且进一步包括回收所产生的纤维素。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括对回收的纤维素进行机械分解过程。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在用所述亚临界水反应器处理之前、之中或之后，将所述废弃纺织品材料进行去除颜色。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，去除颜色包括使用过氧化氢、过氧化钠、次氯酸钠、次氯酸钙、二甲基亚砜、次氯酸锂、过硼酸钠、臭氧、氧气、活性炭、生物碳、碳酸钠、过氧乙酸、高锰酸钾、过硫酸盐、氯化钠、氯氧化钙、氯胺、二氧化氯、二氧化硫、亚硫酸氢钠或四乙酰基乙二胺(TAED)中的一种或多种进行处理。
12.根据权利要求1的方法，其中，所述亚临界水反应器的处理包括甲醇、乙醇、异丙醇、四丁基溴化磷(TBPB)或苄基三丁基氯化铵(BTBAC)或它们的共聚物中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述亚临界水反应器内的废弃纺织品材料与水的比例为约1：5-1：95。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在亚临界水处理之前调节所述亚临界水反应器内的水的pH。
15.根据权利要求14的方法，其中，将pH调节至约2-4。
16.根据权利要求14的方法，其中，将pH调节至约10-14。
17.根据权利要求14的方法，其中，所述pH使用0.01-5％(v/v)的有机酸、0.5-20％(w/v)的氢氧化钠或0.5-20％(w/v)的氢氧化钾进行调节。
18.一种使用权利要求1所述的方法生产的纤维素。
19.一种使用权利要求1所述的方法生产的对苯二甲酸(TPA)。
20.一种由聚酯废弃纺织品材料生产对苯二甲酸(TPA)的方法，所述方法包括：
在约105℃至190℃的温度下、约40至300psi的压力下，或两者的条件下，在亚临界水反应器中处理聚酯废弃纺织品材料约小于等于90分钟，其中，产生溶解的对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，在所述亚临界水反应器中的处理的pH范围约为10-14。
22.根据权利要求20所述的方法，进一步包括将所述对苯二甲酸(TPA)进行沉淀并重结晶。
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