CN116655465A - 一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法 - Google Patents

一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及纺织品的回收再利用，进一步的说一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法。将含聚酯的待处理原料处理后在催化剂于40℃‑120℃，反应0.5‑8小时进行聚酯降解，实现完全解聚，而后分离回收，分离后的聚酯组分和其他混纺组分实现重复利用。本发明方法实现聚酯在低温的条件下100％的解聚，解聚后的聚酯组分可以很容易从其他组分中分离，从而实现混纺面料中聚酯和其他温敏纤维组分完全分离。回收获得的聚酯解聚单体也可用于新的聚酯的合成，从而实现了聚酯混纺废料中不同纤维组分的闭环式循环再利用，这对保护生态环境和降低再生纤维的成本具有重要意义。

Description

一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法
技术领域
本发明涉及纺织品的回收再利用，进一步的说一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法。
背景技术
聚酯作为全球最流行的纤维材料之一，从2010年起，聚酯纤维一直是全球消耗量最多的纤维。在2020年，全球一年的聚酯产量高达5700万吨。作为纺织纤维，聚酯除了单独使用外，还经常与其他纤维混纺。混纺后的聚酯面料不但具有聚酯面料优良的机械性能，而且明显保留其他纤维面料优秀性能。因此，聚酯的各种混纺面料在服装行业里变得越来越流行。例如，聚酯和棉的混纺面料是休闲服装里最常见的面料之一。这种面料不但具有棉布的舒适性而且兼具了聚酯面料的廉价性。在运动服装里，聚酯与氨纶混纺的面料是最主要的面料。这样的混纺面料不但能保留聚酯纤维的外观和质感，而且有着优良的弹性和穿着舒适性。然而大量的混纺面料制作的衣物在使用后被丢弃。这是由于现有的技术中，缺乏能够将聚酯和其他纤维组分彻底分离的技术。因此每年数以百万吨的聚酯混纺织物被简单地焚烧和填埋。这样的处理方法不仅浪费了大量资源，而且已经对我们生存的环境造成严重的负面影响。如果能用可持续的工艺将聚酯混纺纺织废料回收成高附加值的纺织纤维，这样不仅能够减少因废物处理对环境造成的负面影响，而且能够最大化地利用我们有限的资源。
在现公开的关于聚酯混纺面料的循环回收技术中，化学解聚聚酯法是最主要的方法。然而，在聚酯纤维的解聚过程中，解聚温度通常高达200℃以上(CN106113319A,CN102250379B)，在这种温度下，对温度敏感的组分先于聚酯发生降解，难以实现混纺面料中其他组分的循环利用。专利号US 8,541,477B2公开了一种低温解聚聚酯的方法，该方法可在120℃以及以上的温度解聚聚酯，然而对温度敏感的组分如氨纶，在120℃的反应条件下开始发粘，分离后的氨纶组分失去弹性，难以在循环利用。专利号 WO2021126661A1公开一种在100℃-180℃温度条件下解聚聚酯的方法，然而在此公开的方法中，聚酯在低温的反应条件下(100℃-140℃)不能实 100％解聚。这就使得聚酯不能从混纺面料中完全分离，因而导致其他面料组分难以循环利用。而且该方法在低温条件下聚酯单体收率低，也使得回收工艺经济成本较高。因此如何实现聚酯组分在低温条件下的100％解聚且不损害其他组分是实现聚酯混纺面料可循环再利用的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法，将含聚酯的待处理原料处理后在催化剂于40-120℃，反应0.5-8小时进行聚酯降解，实现完全解聚，而后分离回收，分离后的聚酯组分和其他混纺组分实现重复利用。
所述催化剂为有机碱主催化剂和辅助催化剂，其中，催化剂的添加量为混纺面料质量的0.1-20wt％；有机碱主催化剂和辅助催化剂质量比为 1:0.01-100。
所述有机碱主催化剂为含氮元素的脒或胍类的化合物、衍生物中的一种或几种；辅助催化剂为腈类化合物。
所述有机碱主催化剂为a)1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)，聚合物或化合物负载型DBU，以及DBU与咪唑及其衍生物形成的有机盐；b)1,5,7- 三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)，聚合物或化合物负载型TBD，以及TBD 与咪唑及其衍生物形成的有机盐；c)1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)，聚合物或化合物负载型DBN，以及DBN与咪唑及其衍生物形成的有机盐。
上述中记载的聚合物或化合物负载型催化剂(以聚合物或化合物负载型DBU为例)为聚苯乙烯负载型DBU(PS-DBU)，活性炭负载型DBU。
形成的有机盐(以DBU与咪唑及其衍生物形成的有机盐为例)为DBU 与咪唑(Imidazole)形成的有机盐([HDBU][Im]),DBU与2-乙基咪唑 (2-Ethylimidazole)形成的有机盐([HDBU][2-EtIm]),DBU与苯并咪唑 (Benzimidazole)形成的有机盐([HDBU][BIm]),DBU与2-甲基咪唑 (2-methylimidazole)形成的有机盐([HDBU][2-MeIm]),DBU与2-乙基-4-甲基咪唑(2-Ethyl-4-Methylimidazole)形成的有机盐([HDBU][2-Et-4-MeIm]),以及DBU与2-苯基咪唑(2-Phenylimidazole)形成的有机盐([HDBU][2-PhIm])。
所述辅助催化剂为乙腈，丙腈，苯甲腈，己二腈一种或几种。
优选，所述方法：将含聚酯的待处理原料处理后加入至甲醇溶液中，而后添加催化剂于80-110℃，反应1-2小时进行聚酯降解，实现完全解聚，而后分离回收分离聚酯组分重复利用。
所述含聚酯的待处理原料为聚酯混纺面料或聚酯和其他面料的混合面料；其中，混合面料中聚酯的含量5％-100％；所述聚酯混纺面料为氨纶、棉、粘胶纤维、再生纤维素纤维、尼龙、羊毛、羊绒、真丝中的一种或几种与聚酯混纺所得面料。
上述混纺面料中，聚酯的含量至少5％，或者至少25％，或者至少50％，或者至少75％，或者至少95％。
所述含聚酯的待处理原料为将原料于40-130℃下经醇或含醇的混合体系中洗涤0.3-2小时；其中，含醇的混合体系为醇和碱性化合物混合，所述碱性化合物纯碱(Na2CO3),醋酸钠，甲醇钠，乙醇钠，碳酸钾，醋酸钾，甲醇钾，氧化钙，氢氧化钙的一种或几种。
进一步的说，将原料于50-110℃或80-100℃或90-100℃下经醇或含醇的混合体系中洗涤0.3-2小时，去除原料中附带的污渍，油渍以及其他杂质。
所述聚酯降解后固液分离，收集固体经索式提取分离聚酯组分和其他纤维组分；液体经过常压蒸馏回收醇和辅助催化剂，再经过真空蒸馏或者萃取回收聚酯的二元醇和二元酸单体，以及有机碱催化剂上述聚酯解聚后回收的单体如对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇可经真空蒸馏提纯后作为原料合成新聚酯。
本发明作用原理：
在有机碱主催化剂催化甲醇醇解聚酯过程中，有机碱主催化剂首先活化甲醇，使甲醇生成亲核性强的甲醇阴离子，如下
形成的甲醇阴离子更容易通过亲核反应攻击酯键，从而实现酯键的断裂。但是，有机碱主催化剂活化甲醇的反应是可逆的。当反应体系中加入腈化物(R-C≡N：)后，-C≡N：的强极性以及氮原子上的孤对电子使反应生成的有机碱主催化剂阳离子在体系中稳定，使反应平衡向产生更多甲醇阴离子方向移动，从而提高有机碱主催化剂的催化活性。
本发明所具有的优点：
本发明方法实现聚酯在低温的条件下100％的解聚。解聚后的聚酯组分可以很容易从其他组分中分离，从而实现混纺面料中聚酯和其他温敏纤维组分完全分离。而且，本发明中的反应分离过程温和且高效，其他纤维能够得到100％纯组分并且纤维几乎没有受到破坏，可以直接再纺成丝线或作为原料生产再生纤维。回收获得的聚酯解聚单体也可用于新的聚酯的合成，从而实现了聚酯混纺废料中不同纤维组分的闭环式循环再利用，这对保护生态环境和降低再生纤维的成本具有重要意义。
本发明分离过程中使用有机碱性催化剂来催化聚酯酯键断裂，为了提高有机碱在低温条件下的催化活性和效率，体系过程中加入辅助催化剂，有机碱在辅助催化剂的配合下，实现了聚酯在低温条件的100％解聚反应，并且，在加入辅助催化剂后，聚酯单体的回收率显著提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的解聚后回收的聚酯单体对苯二甲酸二甲酯 (DMT)的红外光谱图(FTIR)
图2为本发明实施例提供的解聚后回收的聚酯单体呋喃-2,5-二甲酸二甲酯的红外光谱图(FTIR)
图3为本发明实施例提的分离回收聚酯和棉花混纺面料；其中，A为分离反应前混纺面料；B为分离反应后，纯棉面料
图4为本发明实施例提的分离回收聚酯和氨纶混纺印花面料；其中，A为分离反应前混纺面料；B为分离反应后，纯氨纶面料；C为光学显微镜下显示氨纶丝没有受到破坏。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
本发明方法在更低的温度条件下实现聚酯纤维组分的100％解聚，而且聚酯单体回收率高达95％，从而能更高效的回收和再生聚酯。更低反应温度使工艺过程更环境友好，而且降低的反应所需的能量，从而使回收的工艺成本更低。
本发明旨在回收再利用温度敏感纤维与聚酯混纺的废料。比如，氨纶与聚酯混纺面料，棉与聚酯混纺面料，粘胶纤维与聚酯的混纺面料，再生纤维素纤维与聚酯的混纺面料，尼龙与聚酯的混纺面料，羊毛与聚酯的混纺面料,羊绒与聚酯混纺面料，真丝与聚酯混纺面料，以及这些纤维的面料与聚酯面料的混合面料的回收利用。这里的再生纤维素纤维可以是莫代尔纤维和莱赛尔纤维。
上述聚酯解聚是指聚酯降解成为单体和小分子的低聚物，如二聚体，三聚体，四聚体，五聚体，六聚体，七聚体等，从而从混纺面料脱落分离，进而实现聚酯组分的分离和回收。该技术中的聚酯是含有酯化学键的聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)，聚2,5-呋喃二甲酸丙二醇酯(PTF)，聚2,5-呋喃二甲酸丁二醇酯(PBF)，聚乳酸酯 (PLA)，聚羟基脂肪酸(PHA)，聚丁二醇丁二酸酯(PBS)，低熔点聚酯共聚物。
解聚效率(E)可以从反应后剩余的固体量计算。该计算式如下:
解聚效率(E)＝(纺织面料中聚酯纤维含量-未解聚的聚酯量)/纺织面料中聚酯纤维含量。
下述实施例中有机盐催化剂的制备：
制备DBU与咪唑及其衍生物形成的有机盐催化剂：
DBU与咪唑及其衍生物形成的有机盐催化剂是等摩尔数的DBU和咪唑及其衍生物在室温条件下进行中和反应制得。如实施例使用的DBU与2- 乙基咪唑(2-Ethylimidazole)形成的有机盐([HDBU][2-EtIm])是0.025摩尔的DBU和0.025摩尔的2-乙基咪唑在室温的条件下中和反应5小时后制得的。
同时，按照上述方式还可将DBU与苯并咪唑(Benzimidazole)形成的有机盐([HDBU][BIm])，DBU与2-甲基咪唑(2-methylimidazole)形成的催化剂 ([HDBU][2-MeIm]),DBU与2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methylimidazole) 形成的催化剂([HDBU][2-Et-4-MeIm]),以及DBU与2-苯基咪唑 (2-phenylimidazole)形成的催化剂([HDBU][2-PhIm])。
实施例1
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与20g甲醇，20g 乙腈和2g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到65℃。反应8小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到8.94g聚酯解聚单体对苯二甲酸二甲酯(DMT)(参见图1)，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU(参见表2)。
实施例2
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与28g甲醇，12g不同辅助催化剂和0.54g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到85℃。反应2.5小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行经过索式提取，得到聚酯解聚单体 DMT，而索式提取器中剩余固体即为未解聚聚酯纤维(参见表1)。
采用乙腈作为辅助催化剂解聚后，通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离，固体部分使用甲醇进行索式提取，得到9.35g聚酯解聚单体 DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU(参见表2)。
表1在低温反应条件下不同辅助催化剂对DBU催化降解聚酯的活性比较
实施例3
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与28g甲醇，12g 苯甲腈和0.54g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到85℃。反应2.5 小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行经过索式提取，分离得到8.67g聚酯解聚单体DMT，聚酯纤维完全解聚，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，再通过真空蒸馏回收苯甲腈，乙二醇和DBU(参见表2)。
实施例4
2g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.1g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与6.4g甲醇,1.6g 乙腈和0.14g[HDBU][2-EtIm]加入到反应釜中,然后反应釜加热到90℃。反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到1.74g聚酯解聚单体 DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙腈，乙二醇以及萃取回收[HDBU][2-EtIm] (参见表2)。
实施例5
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与36g甲醇，4g 乙腈和0.3g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到95℃，反应2.5小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到9.60g聚酯解聚单体DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU(参见表2)。
实施例6
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与36g甲醇，4g 己二腈和0.3g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到95℃，反应2.5小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到8.55g聚酯解聚单体DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，再通过真空蒸馏回收乙二醇，己二腈和DBU(参见表 2)。
实施例7
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与28g甲醇，12g 乙腈和0.18g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到115℃，反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到8.61g聚酯解聚单体DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU(参见表2)。
实施例8
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与28g甲醇，12g 丙腈和0.18g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到115℃，反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到7.79g聚酯解聚单体DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和丙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU(参见表2)。
实施例9
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与28g甲醇，12g 乙腈和0.18g TBD加入到反应釜中,然后反应釜加热到115℃。反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到8.36g聚酯解聚单体DMT，无剩余固体物在索式提取器中，即聚酯纤维完全解聚。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和TBD(参见表2)。
对比实施例1
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与40g甲醇和2g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到65℃。反应8小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，分离得到2.81g聚酯解聚单体DMT。同时索式提取器中还剩余4.55g未解聚的聚酯纤维。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇和DBU(参见表2)。
对比实施例2
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与40g甲醇和0.54g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到85℃。反应2.5小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，分离得到3.99g聚酯解聚单体DMT。同时索式提取器中还剩余5.07g未解聚的聚酯纤维。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇和DBU(参见表2)。
对比实施例3
2g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.1g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与8g甲醇和0.14g [HDBU][2-EtIm]加入到反应釜中,然后反应釜加热到90℃。反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，分离得到0.91g聚酯解聚单体DMT。同时，索式提取器中还剩余0.75g未解聚的聚酯纤维。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇以及萃取回收[HDBU][2-EtIm](参见表2)。
对比实施例4
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与40g甲醇和0.3g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到95℃。反应2.5小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，分离得到5.41g聚酯解聚单体DMT。同时，索式提取器中还剩余3.48g未解聚的聚酯纤维。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇和DBU(参见表2)。
对比实施例5
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与40g甲醇和0.18g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到115℃。反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，分离得到4.94g聚酯解聚单体DMT。同时，索式提取器中还剩余3.25g未解聚的聚酯纤维。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇和DBU(参见表2)。
对比实施例6
10g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱洗涤，洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与40g甲醇和0.18g TBD加入到反应釜中,然后反应釜加热到115℃。反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，分离得到4.69聚酯解聚单体DMT。同时，索式提取器中还剩余3.61g未解聚的聚酯纤维。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇和TBD(参见表2)。
表2在辅助催化剂条件下的实施例与无辅助催化剂的对比实施例在解聚效率和DMT单体回收率的对比。
实施例10
2g聚酯纤维在60℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.1g 纯碱.洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与6.4g甲醇，1.6g乙腈和0.21g[HDBU][BIm]加入到反应釜中,然后反应釜加热到95℃。反应 2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分经过索式提取分离1.82g聚酯解聚单体DMT，无剩余固体物在索式提取器中。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇，乙二醇以及萃取回收[HDBU][BIm](参见表3)。
实施例11-13
具体实施步骤和反应条件与实施例7相同，只是反应主催化剂进行替换实施例8-9助催化剂依次分别是[HDBU][2-MeIm],[HDBU][2-Et-4-MeIm], [HDBU][2-PhIm],实验结果见表3。
表3实施例11-13中聚酯解聚率和DMT单体回收率
实施例14
2g聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)纤维在60℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.1g纯碱.洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维加入反应釜。同时在反应釜加入7.2g甲醇，0.8g乙腈和0.06g DBU。然后将反应釜加热到110℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到1.71g聚酯解聚单体呋喃-2,5-二甲酸二甲酯(参见图2)。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。
实施例15
10g聚乳酸(PLA)纤维在60℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g纯碱.洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维加入反应釜。同时在反应釜加入36g甲醇，4g乙腈和0.3gDBU。然后将反应釜加热到 100℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。PLA纤维完全解聚。反应后的溶液通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收到11.31g乳酸甲酯。
实施例16
2g聚酯纤维和2g棉花纤维在60℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.1g纯碱.洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维加入反应釜。同时在反应釜加入9.2g甲醇，0.8g乙腈和0.45g DBU。然后将反应釜加热到不同温度(100-115℃)，分别反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。聚酯纤维完全解聚。固体部分经过甲醇进行索式提取分离得到棉花纤维。棉花纤维的回收率分别是98％(反应温度在100℃)和94％(反应温度在 115℃)。回收后的棉花纤维的物理性能见表4。
对比例7
2g聚酯纤维和2g棉花纤维在60℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.1g纯碱.洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维加入反应釜。同时在反应釜加入10甲醇和0.45g DBU。然后将反应釜加热到不同温度(190-240℃)，分别反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。聚酯纤维完全解聚。固体部分经过甲醇进行索式提取分离棉花纤维和聚酯解聚单体DMT。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。回收后的棉花纤维的物理性能见表4。
表4不同反应温度下实施例与对比例回收棉花纤维的物理性能
实施例17
200g聚酯和棉花混纺面料(棉含量为50％)在100℃下用甲醇洗涤45 分钟。在洗涤过程中，加入4g Na2CO3.洗涤完的面料在75℃干燥1小时。燥后的混纺面料加入反应釜。同时在反应釜加入，752g甲醇，48g乙腈和5gDBU。然后将反应釜加热到110℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分经过甲醇进行索式提取，分离得到98.6g棉布组分和184.2g聚酯解聚单体DMT。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。棉布组分参见GB/T2912.3-2009和GB/T7717.12-94，由气相色谱法检测，无乙腈残留在棉纤维中。回收后的棉布组分(参见图3) 经过开松机开松后得到棉花纤维。这些回收的棉花纤维与新棉花纤维混纺后制成再生纱线。其中部分棉花再生纱线的物理性能见表5。
表5反应分离聚酯组分后的回收棉组再生成纱线的力学性能
棉纱线组成 纤度，特 强度，里牛/特
100％新棉 60 8.86
30％回收棉/70％新棉 60 9.52
50％回收棉/50％新棉 58 9.27
70％回收棉/30％新棉 62 8.53
实施例18
8g聚酯和氨纶混纺印花面料(氨纶含量为15％)在85℃下用甲醇洗涤 30分钟。在洗涤过程中，加入0.08g醋酸钠和0.08g氧化钙.洗涤完的面料在45℃真空干燥1小时。干燥后的混纺面料(参见图4A)加入反应釜。同时在反应釜加入，28.8g甲醇，3.2g乙腈和0.4gDBU。然后将反应釜加热到 90℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分经过索式提取分离得到1.16g 的氨纶(参见图4B和C)和6.40g聚酯解聚单体DMT。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。
由图4可见从印花混纺面料回收到的氨纶为纯白色的，而且氨纶丝没有受到破坏，可以作为原料直接用于生产再生氨纶丝。
对比例8
8g聚酯和氨纶混纺印花面料(氨纶含量为15％)在85℃下用甲醇洗涤 30分钟。在洗涤过程中，加入0.08g醋酸钠和0.08g氧化钙.洗涤完的面料在 45℃真空干燥1小时。干燥后的混纺面料(参见图如4A)加入反应釜。同时 在反应釜加入，32g甲醇和0.4g DBU。然后将反应釜加热到125℃，反应2小 时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部 分和液体部分分离。固体部分经过索式提取只得到6.67g聚酯解聚单体DMT，无氨纶组分。氨纶在此反应温度已经完全降解，无法循环再回收利 用。
实施例19
8g聚酯和氨纶混纺染色面料(黑色，氨纶含量为15％)在85℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.08g醋酸钠和0.08g氧化钙.洗涤完的面料在45℃真空干燥1小时。燥后的混纺面料加入反应釜。同时在反应釜加入，28.8g甲醇，3.2g乙腈和0.4gDBU。然后将反应釜加热到90℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分经过索式提取分离得到1.16g的氨纶和6.36g聚酯解聚单体DMT。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。从黑色印花混纺面料回收到的氨纶为淡褐色。氨纶丝没有受到破坏，可以作为原料直接用于生产再生氨纶丝。
实施例20
8g聚酯和羊毛混纺面料(羊毛含量为65％)在85℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.08g醋酸钠和0.08g氧化钙.洗涤完的面料在65℃真空干燥1小时。燥后的混纺面料加入反应釜。同时在反应釜加入，30g甲醇，2g乙腈和0.61g DBU。然后将反应釜加热到95℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分经过索式提取分离得到5.1g的羊毛和2.64g聚酯解聚单体DMT。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。反应分离后的羊毛，可循环再利用，用于生产再生羊毛。
实施例21
5g尼龙面料和5g聚酯面料在95℃下用甲醇洗涤45分钟。在洗涤过程中，加入0.08g碳酸钠和0.08g氧化钙.洗涤完的面料在95℃真空干燥1 小时。燥后的混合面料加入反应釜。同时在反应釜加入，36g甲醇，4g乙腈和0.3g DBU。然后将反应釜加热到100℃，反应2小时后.反应结束后，将反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分经过索式提取分离得到4.91g的尼龙面料和4.71g聚酯解聚单体 DMT。分离后的液体部分通过蒸馏回收甲醇和乙腈，再通过真空蒸馏回收乙二醇和DBU。反应分离后的尼龙经红外光谱分析，为100％纯尼龙，可循环再利用，用于生产再生尼龙丝。
实施例22
100g聚酯纤维在50℃下用甲醇洗涤30分钟。在洗涤过程中，加入0.2g 纯碱.洗涤后纤维在75℃干燥1小时。干燥后的纤维与360g甲醇，40乙腈和3g DBU加入到反应釜中,然后反应釜加热到95℃，反应2小时后，反应釜冷却至室温。通过过滤将反应体系中的固体部分和液体部分分离。固体部分使用甲醇进行索式提取，得到聚酯解聚单体DMT。得到的聚酯单体用三氧化二锑为催化剂，在290℃的条件下真空聚合3小时，生成聚酯，得到聚酯重复多次聚解聚和聚合，每次解聚和缩聚的参数如表6。
表6聚酯解聚单体多次重复聚合和解聚的参数
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Claims (9)

1.一种聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：将含聚酯的待处理原料处理后在催化剂于40℃-120℃，反应0.5-8小时进行聚酯降解，实现完全解聚，而后分离回收，分离后的聚酯组分和其他混纺组分实现重复利用。
2.按权利要求1所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述催化剂为有机碱主催化剂和辅助催化剂，其中，催化剂的添加量为混纺面料质量的0.1-20wt％；有机碱主催化剂和辅助催化剂质量比为1:0.01-100。
3.按权利要求2所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述有机碱主催化剂为含氮元素的脒或胍类的化合物、衍生物中的一种或几种；辅助催化剂为腈类化合物。
4.按权利要求3所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述有机碱主催化剂为a)1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)，聚合物或化合物负载型DBU，以及DBU与咪唑及其衍生物形成的有机盐；b)1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)，聚合物或化合物负载型TBD，以及TBD与咪唑及其衍生物形成的有机盐；c)1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)，聚合物或化合物负载型DBN，以及DBN与咪唑及其衍生物形成的有机盐。
5.按权利要求3所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述辅助催化剂为乙腈，丙腈，苯甲腈，己二腈一种或几种。
6.按权利要求1所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：将含聚酯的待处理原料处理后加入至甲醇溶液中，而后添加催化剂于80-110℃，反应1-2小时进行聚酯降解，实现完全解聚，而后分离回收分离聚酯组分重复利用。
7.按权利要求1所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述含聚酯的待处理原料为聚酯混纺面料或聚酯和其他面料的混合面料；其中，待处理原料中聚酯的含量5％-100％；所述聚酯混纺面料为氨纶、棉、粘胶纤维、再生纤维素纤维、尼龙、羊毛、羊绒、真丝中的一种或几种与聚酯混纺所得面料。
8.按权利要求1或6所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述含聚酯的待处理原料为将原料于40-130℃下经醇或含醇的混合体系中洗涤0.3-2小时；其中，含醇的混合体系为醇和碱性化合物混合，所述碱性化合物纯碱(Na2CO3),醋酸钠，甲醇钠，乙醇钠，碳酸钾，醋酸钾，甲醇钾，氧化钙，氢氧化钙的一种或几种。
9.按权利要求1所述的聚酯混纺面料的循环回收利用方法，其特征在于：所述聚酯降解后固液分离，收集固体经索式提取分离聚酯组分和其他纤维组分；液体经过常压蒸馏回收醇和辅助催化剂，再经过真空蒸馏或者萃取回收聚酯的二元醇和二元酸单体，以及有机碱催化剂。
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