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华理教授研发纤塑复合材料制备新技术 让废旧纺织品循环利用
2019-09-25 10:49:16 | 【 【打印】【关闭】

  看着衣橱满满却仍然“缺少”合适一件的你,可能永远不会想到的一个事实是:中国现在每年新增废旧纺织品大约2600万吨,存量已高达1.5亿吨,闲置、浪费的化学纤维和棉纤维相当于一年用掉了半个大庆油田;另一方面,目前中国对废旧纺织品的资源化利用仅限于做拖把、手套、擦机布、大棚保温被、隔音罩等低端产品,再生利用率不足10%;与此同时,如果是填埋或焚烧处理,大约掩埋一吨废旧织物需要5平方米的土地,每吨的焚烧碳排量则是3.2t,并且会释放二噁英等有害气体。

  巨大的经济价值,惊人的浪费,令人头疼的处置难题,三者同时并存,如何才能更好地实现废旧纺织物的资源化增值化再利用呢?

  在刚刚开幕的第21届中国国际工业博览会上,华东理工大学材料学院吴驰飞教授的展品和他的技术项目“涤纶为主的废旧纺织品循环利用产品”,给我们提供了一个非常具有启发性和操作可行性的答案。

   

 

  在华东理工大学的工博会展位上,吴老师提供的展品,包括展位的地板、墙板、桌椅、样品柜,以及其他诸如管道、片板带材料、花盆、穴盘、排水板、类“木塑”的纤维增强复合材料等,都是应用他的新技术由废旧纺织品纤维增强聚烯烃改性材料制备而成。

  在材料设计创新性方面,吴驰飞老师提出了废弃纺织纤维循环利用的新思路,实现了废纺纤维作为塑料的增强材料的资源转换、增值循环利用;在工艺创新性方面,他开发了先塑化、后分散,低温强挤出的新工艺,实现了锥双强制喂料→单螺杆预分散→异向平双挤出分散的集成创新。目前,他们已经推出了首款No-PVC的FPC纤塑新型环保地板。

  原先形状、质地各不相同的废旧织物,现在却能制成各式各样的纤塑制品,个中的奥秘,其实都在吴老师他们这些科研人员的手中掌握。简单地说,首先需要将按目前的技术回收困难的混杂纤维或者复合纤维材料直接破碎成废旧纤维,然后要通过控制纤维的尺寸、纤维在复合材料中的比例以及分散情况,设计出性能各异的复合材料,实现从纤维到工程塑料的转变。与基体聚烯烃相比,用吴老师研发技术制备出的复合材料具有强度和模量高、熔体流动速率低等特性,可成型加工成管材、片材、板材、型材等高附加值产品。

  “这种从废旧纤维到纤维增强塑料的转变,不仅开拓了纤维回收的新方式,而且通过‘同质复合’的理念成功制备出可多次回收利用的高分子纤维增强高分子基体的复合材料,为废旧纤维的资源回收再利用提供了新的途径。”吴驰飞说。

  据介绍,这些纤维增强塑料可应用到各个领域中,例如工业领域的管道、定制托盘、土工格栅、土工格室、铲板,农业领域的穴盘、排水板、花盆,潮汐苗床,建筑领域的地板、墙板,生活领域的箱包,等等。

  据业界粗略估计,目前由环境污染造成的损失已占到我国GDP总值的15%,严重影响国家的可持续发展。如果我国聚酯纺织品再生能突破1000万吨/年,则年直接碳税效益就有3.2亿-6.4亿美元。如果我国废旧纺织品能全部循环利用,相当于每年可节约原油2400万吨和近三分之一的棉花种植面积,可减少8000万吨的二氧化碳排放。所以,作为国家战略新兴产业和无废城市建设的重要组成,废旧纺织物的资源化增值化利用其实蕴藏着巨大的空间,仍然需要科研人员持之以恒的努力。

  文章来源:华东理工大学、新材料网

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