稀酸法分離回收滌綸工藝的研究

稀酸法分離回收滌綸工藝的研究

0廢棄滌棉混紡纖維回收滌綸工藝的探討世界上每年產(chǎn)生的數(shù)千噸紡織纖維殘留物中，有許多是采用絲綢或其他紡織材料的。由于絲綢碎片和混淆紡織材料的不可分解，埋式、燃燒式等處理方法不僅造成資源浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不良影響。本試驗(yàn)對(duì)從廢棄滌棉混紡纖維中回收滌綸工藝進(jìn)行了探討,試驗(yàn)中采用的稀鹽酸濃度較低,不用回收,可以作為纖維素水解液繼續(xù)使用。1測(cè)試1.1材料表面滌棉混紡纖維(大連新迪紡織廠廢棄物,混紡比65/35);鹽酸(36%,分析純);真空抽吸泵。1.2水浴鍋中纖維的制備取定量的滌棉混紡纖維,加入到一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度的100mL稀鹽酸溶液中,在恒溫水浴鍋中反應(yīng)一定時(shí)間。清洗反應(yīng)后的纖維,直至洗滌液沒有明顯變化。過濾洗滌液,收集剩余纖維及固體殘?jiān)?纖維狀物質(zhì)添加到剩余纖維中。烘干纖維及固體殘?jiān)?在干燥器中冷卻后稱取干重。1.3混紡纖維棉纖維去除率參照GB/T2910.11—2009《紡織品定量化學(xué)分析第11部分:纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)》,測(cè)定試樣中棉纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.1%(干重)。測(cè)定混紡纖維中棉纖維去除率衡量滌綸回收效果。棉纖維去除率越高,回收的滌綸纖維純度越高。式中,R2結(jié)果與討論2.1影響棉纖維去除率的因素以棉纖維去除率為檢測(cè)指標(biāo),選取鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度及固液比等4個(gè)因素,每個(gè)因素賦予3個(gè)水平,建立L通過表1可知,影響棉纖維去除率的因素顯著性主次順序?yàn)?反應(yīng)時(shí)間>鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>反應(yīng)溫度>固液比。最優(yōu)的水平組合為:A2.2分散分析為了驗(yàn)證極差分析結(jié)果,對(duì)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表2。由表2知,影響棉纖維去除率因素顯著性:鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)F2.3單因素分析2.3.1棉纖維水解反應(yīng)從圖1知,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,棉纖維的去除率逐漸增加。棉纖維素反應(yīng)屬于多相水解反應(yīng),在反應(yīng)初期,酸首先攻擊的是無定形區(qū)的葡萄糖苷鍵,因而反應(yīng)迅速,棉纖維的去除率增加也較快;后期為一級(jí)水解反應(yīng),主要發(fā)生在纖維的結(jié)晶區(qū)域,反應(yīng)速度較慢;反應(yīng)進(jìn)行至90min基本停止,所以最佳的時(shí)間選擇為90min。2.3.2氫離子濃度對(duì)棉纖維去除率的影響由圖2知,隨著酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,纖維的去除率呈增加的趨勢(shì)。當(dāng)氫離子濃度較高時(shí),其與糖苷鍵結(jié)合的速度及概率也越大,棉纖維被破壞的程度也越高,纖維去除率不斷增加,分離效果明顯。綜合考慮,本試驗(yàn)選用10%的鹽酸。2.3.3溫度對(duì)棉、棉、水解反應(yīng)的影響由圖3可知,在反應(yīng)前期,溫度適中,較多的氫離子與棉纖維的表面及無定形區(qū)結(jié)合,水解迅速;在較高的溫度下,酸主要在棉纖維的結(jié)晶區(qū)反應(yīng),反應(yīng)阻力大速度變緩;溫度繼續(xù)升高,氫離子熱運(yùn)動(dòng)加劇,纖維結(jié)構(gòu)變得疏松,纖維素水解速率快。研究報(bào)道2.3.4纖維去除率下降由圖4知,隨著固液比的增加纖維去除率逐漸增加,在40g/L時(shí)達(dá)到最大;再提高固液比,纖維去除率反而下降。因?yàn)樵谳^低的固液比時(shí),作為反應(yīng)物的棉纖維較少,大部分氫離子不參與糖苷鍵的破壞;當(dāng)固液比適中時(shí),棉纖維結(jié)構(gòu)破壞劇烈,水解也較為迅速;固液比較大時(shí),纖維過度糾纏,阻礙了棉纖維與酸氫離子的接觸,造成纖維去除率下降。所以本試驗(yàn)采取40g/L的固液比。3工藝條件優(yōu)選。在反應(yīng)過程固液比和溫度下直接噴藥,全棉通過正交試驗(yàn)得出廢棄滌棉混紡纖維中棉纖維去除率影響因素的主次順序?yàn)?反應(yīng)時(shí)間>鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>反應(yīng)溫度>固液比。最優(yōu)的工藝條件為:反應(yīng)時(shí)間90min、鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%、溫度95℃、固液比為40