廢舊紡織品在產業用紡織品領域中的高值化利用*

王飛龍

陜西工業職業技術學院化工與紡織服裝學院， 陜西 咸陽 712000

“十二五”期間，我國廢舊紡織品累計產生1.4億t，其中90%通過焚燒處理，廢舊紡織品再利用率不到10%[1]。為此，紡織工業“十三五”發展規劃明確指出，到2020年，需要突破廢舊紡織品回收利用的關鍵共性技術[2]。2019年4月，《廢舊紡織品分類與代碼》《廢舊紡織品回收技術規范》《廢舊紡織品再生利用技術規范》等國家標準研討會召開，會議對廢舊紡織品分類、回收和再生利用等產業實踐情況進行了探討與論證，旨在完善技術指標，緊密結合產業實踐。標準的推出與執行推動了廢舊紡織品回收利用產業的綠色循環發展。

目前，廢舊紡織品循環再利用的產業集群已初步形成，但回收、循環、應用及再生循環全產業鏈發展等仍面臨著許多問題，需要邁出新步伐，開拓新路徑和新領域。本文將從廢舊纖維及紡織品在土工用、建筑用、結構增強用、交通工具用及吸油用等產業用領域應用的角度出發，歸納總結廢舊紡織品升級利用和增值化加工的研究現狀。

1 廢舊紡織品循環再利用技術

2017—2019年，我國廢舊紡織品綜合利用量如圖1所示。其中，2019年廢舊紡織品綜合利用量約為400萬t，與2017年相比增長率為14.28%，產值達17億元，綜合利用率在20%左右。

圖1 2017—2019年我國廢舊紡織品綜合利用量情況

根據原料特征，循環再利用技術可分為機械物理法、物理化學法、化學法及熱能循環再利用法四種，它們各自的適用范圍及優缺點歸納于表1。

表1 廢舊紡織品循環再利用技術對比

四種方法中，化學法由于可去除廢舊紡織品中的染化料、雜質及部分在使用過程中遭到破壞的劣化分子結構，所得產品性能指標與原材料無異，其既解決了因焚燒帶來的環保問題，又緩解了資源和環境的壓力，故備受關注?；瘜W法現已廣泛應用于廢舊滌綸織物的循環再利用中。據報道，浙江佳人新材料有限公司采用化學法再生技術對廢舊滌綸紡織品進行回收再生，通過將滌綸廢舊紡織品分解至分子水平，獲得了與石油提煉物同等的產物——對苯二甲酸二甲酯即滌綸的生產原料，實現了紡織材料的循環再生利用，所得產品可應用于高端服飾、工裝、家紡等領域[3]。

2 廢舊紡織品的高值化應用

2.1 廢舊紡織品用作土工布

土工布作為土木工程領域用材料，雖在我國的研究和應用較歐美等發達國家晚，但隨著“一帶一路”倡儀的實施，土工布產品的需求量在變大，市場應用前景廣闊。廢舊纖維及紡織品再生技術在土工布中的應用或許會成為未來土工布的主要發展趨勢之一。

國外學者在對廢舊衣物進行分類、回收、利用研究時發現，部分廢舊化纖類織物與土工布的抗拉性能接近，可直接用在道路施工工程中[4]。國內也報道過類似的研究。如任紅麗等[5]對土工布、廢舊化纖織物、廢舊棉布等進行了耐久性對比試驗，發現溫度及光照會對廢舊棉布與廢舊化纖織物的耐老化性產生不利影響，而埋置在路基中的廢舊化纖織物與土工布的耐老化性相當，故廢舊化纖織物可代替土工布使用。此外，廢舊紡織品經化學加工后，還可獲得工程施工及維護用的材料或處理劑。如美國學者利用廢舊地毯的纖維和輪胎顆粒作為原料，制備了瀝青瑪蹄脂碎石混合料；李浩等[6]使用NaOH溶液處理廢舊棉織物得到了堿性纖維素，再經改性處理制成了固沙劑，且試驗數據表明，利用這種固沙劑處理的沙塊的抗壓強度、抗老化性能均高于國家標準，可用于公路沿線風積沙的治理。

2.2 廢舊紡織品用作建筑隔聲保溫材料

多孔吸聲材料是利用摩擦阻力消耗聲能達到吸聲作用的。采用非織造加工技術制備的纖維多孔吸聲材料，成本低、工藝簡單且性能優良[7]。Tiuc等[8]采用成分為錦綸、腈綸、莫代爾纖維的廢舊針織紡織品作為隔聲內襯，改善了聚氨酯泡沫的吸聲效果。呂麗華等[9]采用共混-熱壓工藝，以35%(質量分數)的廢棄聚酯纖維為增強材料，制備廢棄聚酯纖維/聚氨酯吸聲復合材料。研究發現，隨著聚酯纖維/聚氨酯吸聲復合材料厚度的增加，復合材料的吸聲系數峰值增加，且吸聲頻帶向低頻區域偏移。

廢舊紡織品價格低廉，個別含中空結構的纖維在經二次技術加工后可作為保溫功能材料,應用于長久性或臨時性的建筑物或建筑設施中。如西班牙加泰羅尼亞大學的研究人員就利用廢舊汽車輪胎中的纖維制備了具有良好隔熱功能的新型建筑材料，適于建筑施工及鐵路建設。此外，以廢舊再生纖維為原料，通過機織或非織造等加工方式制成基布用于復合材料，適于土木工程中的隔離過濾、防滲防護等。

2.3 廢舊紡織品用于結構增強材料

將廢舊纖維作為增強材料用于制備復合材料，不但能將廢料轉化為有價值的產品，有效利用回收資源，還能賦予復合材料優異的物理力學性能。劉井紅等[10]以廢舊聚乙烯纖維為增強材料，制備了聚氨酯/聚乙烯復合材料，性能測試結果顯示：當廢舊聚乙烯纖維質量分數為3%時，聚氨酯/聚乙烯復合材料的性能優異，拉伸強度達17.0 MPa、斷裂伸長率達35.8%、懸臂梁缺口沖擊強度達11.8 MPa、導熱系數達0.023 W/(m·K)。葉原豐等[11]利用從廢舊地毯中分離出的聚丙烯纖維制備了纖維混凝土，發現與普通混凝土相比，該纖維混凝土滲水高度降低了60%左右，減裂效果提高了70%，性能指標略小于聚丙烯纖維(非回用)混凝土，且具有較大的價格優勢。

2.4 廢舊紡織品用作交通工具構造材料

交通工具構造材料中的紡織品涉及內飾材料、安全帶、輪胎簾子線及其他填充物等。廢舊紡織品經阻燃、耐腐蝕等處理后，可部分替代傳統玻纖、橡膠、塑料等用于開發交通工具構造材料，并有望在將來成為首選材料，市場前景廣闊。劉春麗[12]將漢麻纖維、回用滌綸、低熔點滌綸短纖按質量配比15∶55∶30 的比例，在一定工藝條件下制備車用再生氈基材料。試驗結果表明，所得材料的綜合性能良好，并有望得到產業化生產和應用。安徽廣德天運公司將低熔點廢舊纖維經高溫熱熔后制成了平面氈復合材料，可用于各式汽車的減振、消聲及防振[13]。另外，利用新技術和新工藝對紡織廢棄物加以循環利用，制成再生塑料制品，可用作汽車頂板、空調護罩、擋泥板等產品。

2.5 廢舊紡織品用作吸油材料

工業原料石油在運輸過程中容易發生泄露，泄露的石油一般采用非織造吸油材料加以去除。研究表明，以廢舊棉、麻、聚丙烯、聚乙烯等纖維為原料，通過機械成網或熱熔成網制成的非織造吸油材料，會因自身的孔隙結構而具有較強吸收能力，且強度高、成本低，是處理海上漏油的理想材料[14]。陳莉等[15]研究了棉纖維、亞麻纖維、羊毛纖維、丙綸四種廢舊纖維的吸油能力，結果表明廢舊纖維的吸油率為亞麻纖維>棉、羊毛纖維>丙綸，保油率為丙綸>棉、羊毛纖維>亞麻纖維，該試驗結果為廢舊纖維在過濾分離材料方面的應用提供了理論支持。宋娟等[16]對以廢料棉纖維、滌綸、聚烯烴纖維為原料制備的非織造吸油材料進行了性能測試，發現當廢料棉纖維與滌綸質量配比為80∶20、聚烯烴纖維質量分數為10%、硅油質量分數為15%時，非織造吸油材料的吸油保油性能最佳，可用于石油及毒性有機液體的吸收處理。

3 結語

紡織行業需要新技術、新工藝向新興產業領域延伸。瞄準廢舊紡織品在產業用紡織品中的開發與應用，可重點研究廢舊紡織品在保溫、隔聲、增強、減震及吸油等方面的高值化生產技術，促進高分子材料、材料科學與工程、應用物理等學科的交叉應用，鼓勵支持科研院所和企業建設廢舊紡織品循環再生實驗室、工程技術研究中心，擴大科研經費投入，夯實基礎性研究，助力科研成果轉化。