1.废弃纺织品再利用的意义

随着纺织印染行业快速发展，生产能力和产量不断增长，能源供应、生态环境和自然资源等对印染行业发展的约束将越来越大，以致一面出现纺织原材料的短缺，另一面又产生大量的纺织品废料给环境带来污染。因此，生产能力大大超过原料供应、生产资源严重短缺和日益提高的价格是纺织工业面临的主要问题。不能单纯地把自然界看作是人类生存和发展的索取对象而忽视自然界首先是人类赖以生存和发展的基础。

一些工业发达国家如意大利、德国、法国、日本等国，在对纺织品废料的再加工研究中发现回收和利用这些纺织废料，不仅从节约原料、降低成本方面看具有很大的经济意义，而且从提高资源利用水平、保护环境方面看也有重要的社会意义。

因此，印染行业无废工艺生产作为行业发展的战略目标，立足发展循环经济，开发和研发目标建立在具有可持续发展优势材料的基础上，有效地利用有限的资源，减少各种材料对环境的负荷，在材料的生产、使用和废弃过程中，保持资源平衡是极其重要的。为减轻污染和保护环境，采用更加可持续的方式使用所有资源，循环使用更多的废弃物和产品，以更加合理的方式对废弃物进行处理，具有十分重要和紧迫的现实意义。该目标的实现，最终将使本行业与自然生态环境相融合，是新世纪工业可持续发展的主导方向。

（1）削减纺织废料及污染。纺织品废料来源于纺织、染整及服装等行业各道工序的全过程。据统计，织物加工中产生的边角碎料约占织物耗用量的7%。我国是一个纺织生产和消费大国，在生产和消费过程中，每天都会产生大量的纺织下脚料和废弃的纺织品。另外，还有居民生活或其他活动中丢弃的纺织纤维及其制品。如人们日常生活中废弃的各种衣着用品，装饰用纺织品，工业生产更新换下的各种产业用纺织品。此类废料来源量大，社会积存量高。

据介绍，西欧的地毯消费量很大，为此每年需处理的废料达150万～170万吨；1990年欧洲聚烯烃使用量为110万吨，其中聚烯烃聚合体及纤维制造过程中产生的废料约10万吨。

对于纺织废弃物的处理，过去基本上采用堆积、填埋、焚毁、降级循环等方法，但缺点是纺织废料的堆积将会占用土地，而且容易造成坍塌；堆积的废料暴露在空气中，聚积灰尘、杂质，影响环境卫生；在雨水作用下，纺织废料上的染料及其他有害成分将浸出并渗入土壤，污染土壤及地下水。

对纺织废弃物进行填埋处理，虽然不会影响地面环境，但占用大量的土地，而且化学纤维可生物降解性差，填埋入地下后易使土壤板结硬化。

焚烧处理的最大问题是将产生大量的有害气体、CO2及灰尘，对大气造成污染，影响环境卫生。焚烧过程中产生的热量可能会造成环境的热污染，某些化学纤维焚烧后的残渣转变为更不易处理的废弃物。

降级循环法是将部分纺织废弃物卖给废品收购站，其中的天然纤维下脚料可能被制成品质较低的产品，这将使物料回用后的产品性能及品级明显降低，造成资源浪费。

上述处理方法并不能彻底解决问题，还会带来二次污染环境的问题。由于人们对生态环境的要求越来越高，纺织废弃物的处理问题也越来越受到人们的关注。当纺织废料的产生不可避免时，无害废料的再利用便成了纺织原料的第二个来源，这样做虽然减轻了纺织废料处理量，节约了原料和能源，提高了资源的利用水平，降低了成本，但不可回收或不便回收的纺织废料的处理问题依然存在。从生态方面考虑，在纺织品的生产加工中应当推行清洁生产，应积极开发和应用绿色染化料和工艺。从治本方面探讨，在保持纺织品现有功能的前提下，采用可降解的新纤维作为纺织品原料，生产可降解纺织品，可以减少废弃纺织品的处理量。

（2）解决资源短缺的需要。在当前形势下，造成纺织原料紧缺的原因不可能马上得到解决，大量进口原料也不现实，因此，原料紧缺的矛盾在近一时期内将难以缓解。在这种情况下，如何充分合理使用纺织废料，在保证质量的前提条件下，作为一个补充纺织原料不足的重要渠道，就显得更具有实际意义。

纺织废料的处理，使纤维获得新生而得到应用，已越来越引起人们的注意。概括起来有以下几个原因：

①天然纤维数量上的增长，受到可供土地面积上的限制；

②作为生产化学纤维的主要原料——石油开采，也有一定限度；

③随着纺织工业的发展，纺织工业所产生的废料也相应增加，废料的来源广泛；

④随着纺织工艺技术的发展，用废料制成的产品得到消费者的认可，使得人们对废料的应用有了新的认识和新的考虑；

⑤从原则上讲，原材料的再利用，不会增加环境污染。

当然，减少废料的产生，比提高产品的成本及风险金有效得多。但在实际生产过程中，一定量废料的产生，是不可避免的。有些合成纤维的反应过程属于平衡反应，原材料不能100%转化为聚合物。例如，己内酰胺聚合反应，只有88%～92%的己内酰胺可反应生成聚合物，余下的8%～12%的未反应的己内酰胺和低聚物被当作废料处理。因此，4%～15%的废料是在合成纤维生产过程中产生的。把那些弃之可惜的纺织废料进行加工处理，不仅能缓解原料紧缺的矛盾，变废为宝，还可以排除废料所引起的环境污染问题。这也是衡量企业技术和管理水平的重要标志。

从我国的废纺资源和设备、废纺工艺和产品开发等方面的发展可以看出，近年来我国在纺织废料的开发与利用方面已经形成一定的生产规模，并取得了较大的进展。

2.纺织加工废料利用的现状

（1）纤维素纤维再生利用。作造纸原料属传统利用方法，适用于棉、麻天然植物纤维制成的各种纺织品废料，它们可以用作生产再生纤维（黏胶纤维）、高级纸张的原料。如打字纸、钞票用纸等。但随着化学纤维大量采用（目前约占纺织原料的50%），废料中不可避免地混入化学纤维制品，从而使其利用价值降低，利用率下降。

此外，还有将洗净后的棉纤维废料与新棉或其他纤维混合生产纱线，部分废料可以被再加工，用于生产工业和医疗填絮、手术用棉、室内装饰材料和非织造纺织品。用棉短绒制成羧甲基纤维素（简称CMC）；废棉还可制成硝化纤维、脱脂棉、微晶纤维（水解纤维素）及刹车制动片等。

（2）纯化纤制品的回收。首先对废料进行适当地收集、分类和净化，再加工处理，使其达到纺织原料质量标准。处理方法是将这些纤维熔融或溶解进行回收，直接作为其他的用途。还可以将回收的高分子材料进一步裂解成高分子单体，重新聚合再纺制纤维产品。如美国一家公司利用废弃锦纶6地毯作原料，每年生产4.5万吨己内酰胺，与新生产的己内酰胺具有相同的性能。对难于分开的废弃混合纤维纺织品，通过机械重新分解成纤维，可用于非织造布、制备复合材料的骨架材料等。

再生涤纶的生产用聚对苯二甲酸乙二酯（简称PET）作为原材料，可从聚酯瓶中回收聚酯，将废弃的塑料、软饮料瓶再生为可利用的纺织纤维，称为PCR（post-consumer recycled）纤维，表示再加工之前，曾被消费者使用并丢弃。PCR纤维可纯纺，或与各种比例的涤纶混纺，其织物从手感、外观到内在质量同纯涤纶织物非常接近，甚至很难区分，因此PCR纤维也称为再生涤纶。这种再生循环利用，既有利于生态环境，又节约资源。(www.daowen.com)

再生涤纶的生产过程，首先对回收废弃的塑料瓶颜色分类、消毒、切碎成小细片，再将小细片溶化后拉伸成长丝、放在热水中软化后，经过牵伸、卷曲、烘干，最后切断成短纤维，基本上同涤纶的生产过程一样。美国一公司用塑料苏打水瓶生产聚酯纤维，成为国际上著名的“Fortrel生态纤维”，用来制作外衣和运动衣等。

聚酯类废料再生回收法主要有化学回收和物理回收法。化学回收法是用甲醇、乙二醇或水将聚酯废料解聚成为低分子物，如对苯二甲酸、乙二醇和聚酯单体，这些解聚产物经纯化后可重新用作聚酯生产的原料，也可以制成热熔胶和不饱和聚酯树脂。物理回收法是目前常用的方法，最典型的有冷相造粒法、摩擦造粒法、熔融造粒法、直接纺丝法等，再生涤纶及其混纺纱，可制成平纹机织物和各种新颖织物，如行李布、包皮布、外衣、泳衣、滑雪衣、针织圆领衫等。

锦纶6的废料（主要为己内酰胺高聚物）和废渣（主要含己内酰胺低聚物），可通过酸法或碱法解聚成己内酰胺，以供重新回用，但费用较高。聚丙烯腈废丝可用二甲基亚砜（DMSO）回收，溶剂在一定条件下有选择地溶解废丝，杂质沉淀在过滤网上，达到分离回收的目的。该法的优点是回收处理温度低，工艺简单，操作安全方便，不污染环境，且DMSO易回收。由于聚乙烯和聚丙烯是通过不可逆聚合反应制成的，与聚酯材料不同，不能重复回收利用，这类材料的回收主要采用重新熔融挤压的机械回收。

衣料的聚酯纤维含杂质多，很难循环利用。相对而言，聚丙烯纤维难染色，循环利用应该是较容易。合成纤维制品再制成地毯、绳索、Wellmon轮胎帘子线及渔网等产品。回收这些纺织品加上树脂可制成地砖和路面填充物等。

美国能源实验室开发的一种回收利用废旧地毯的方法，可回收利用近1/3的废旧地毯，被称为有选择热解法，专门处理锦纶6织成的地毯，这一技术已获专利。方法是，将旧地毯剁成一英寸见方的小块，放入反应器中与一种专用的催化剂混合并加热，地毯受热蒸发，排出己内酰胺。剩余物质进入第二个反应器，在此反应器中催化剂得到回收利用，废物通过燃烧处理，同时为此工序提供了燃料。这种技术生产出来的己内酰胺成本低于以苯为原料生产成本的1/2，并且消耗的能量也只有后者的1/3。

（3）混纺制品的回收。混纺制品的回收目的是将其中的混合物分离出来，获得尽可能“单纯”的纤维材料供进一步加工用。分离的先决条件是可分离性，并力图使分离出的单一纤维可回收利用，而被破坏的成分又不会造成环境污染，如图7-3所示。

图7-3　混纺制品回收工艺

例如，先用氢氧化钠将聚酯/棉混纺织物中的聚酯纤维水解成对苯二甲酸和乙二醇，然后将棉纤维滤出，滤出的棉纤维水洗、烘干、漂白、溶解（N-甲基吗啉-N氧化物，NMMNO）、纺丝，最后可以形成Lyocell纤维。

处理时要选用对一种成分的性能影响轻微，而对另一种成分有极强破坏作用的处理方法。如聚合材料成分回用，而另外一些成分被填埋、热回收或生物降解。其中的机械处理，被破坏的成分可通过撕裂或研磨破裂成细小粒子。在分离过程中，细小粒子可通过洗涤和梳理法与纤维材料分离。经过这一系列的处理，可以得到短纤维或长丝纱状的聚合物回用，破坏掉的成分是不会对生态环境造成不良影响的纤维素。

（4）用于非织造纺织品。非织造纺织品是任何品种的纤维及其废料都可被利用的一个领域。合成纤维及其废料作为非织造纺织品材料的使用最为广泛，这主要是因为其强度较高，并且有耐水、耐化学试剂、耐热等特性。废料中的不可纺纤维可用非织造技术，采取不同工艺开发多种新产品。如使用干法非织造工艺：纺织废料预处理——纤维成网——加固工艺（热黏合法、针刺法、化学黏合法）。聚酯废料的利用方法还可以将其研磨成微粒后，用来纺丝或加入到聚酯纤维、PTA中，通过针刺成网法生产非织造纺织品、多层复合纺织品，如生产高质量地毯是现代回收方法的一个应用实例。另一个例子是将回收纤维制成非织造纺织品，用于汽车工业。

（5）毛纺废料的回收利用。羊毛是一种珍贵的生态纤维，毛纺废料对毛纺工业也是一种珍贵的原材料。毛纺废料的回收利用具有投资少、回收期短、见效显著等特点。意大利的毛纺工业30%～50%的资源都是废旧毛织物。

山西某纺织纤维科技有限公司以无纺织价值的动植物废毛及毛纺行业的下脚料为原料，利用生物技术提取的蛋白质与高聚物接枝共聚，通过湿法纺丝和后加工处理，生产出不仅具有天然丝的优点，而且还具有合成纤维优点的新型纺织原料。

（6）纺织品废弃物在其他领域的再利用。纺织品废弃物的回收再利用不仅仅局限于纺织行业，利用新技术和新工艺可以开发出更多种类的高附加值产品。国外对纺织废料的利用已远远超出了传统的“纤维—纱线—织物”或“纤维—非织造布”的模式，应用范围已由纺织拓展到其他领域。例如，利用新的工艺将废棉用来培育类似牡蛎的真菌；废蚕丝可用作人造皮肤、人造血管、隐形眼镜等。

美国克兰造纸公司利用纱头碎布，纤维尘屑、废弃的丝团垃圾和家庭废弃的旧衣物来制造全球通用的美钞用纸。

利用纺织废料绿化城市。英国的生态学家利用回收的碎布料种植各种野花以绿化、美化城市。这种利用回收布料种植的野花草地，具有成本低，使用方便和不污染环境等优点。具体做法是将野花种子置于废旧布料织布的毯子上，这种毯子充当地面覆盖物、肥料，并能抑制杂草生长，它的成本只是普通种植手段的1/10。

植绒式天鹅绒织物，用非常短的回收纤维作为植绒材料，使用这种短纤维可以在织物上印制图案，生产高价位的具有天鹅绒质感的织物，可用作民用及汽车等装饰材料，也可用作服装面料。

在国际上，利用非织造技术加工成废纤维衬垫材料正作为一种吸声、隔热、隔震新材料，广泛地应用于汽车、船舶、家具、包装、建筑等行业。我国引进意大利的废纺衬垫片材生产线设备，采用聚丙烯（PP）废丝作黏结纤维，再生纤维为主体纤维，组合应用非织造布技术，模压成形、装饰面料复合以及高频焊接生产设备，在运行的两年中已累计生产出120000套捷达轿车车门内饰板及后包裹架。其弯曲强度，常温高温冲击韧性，高温、低温、湿热条件下存放后的尺寸变化，雾化性能等物理指标均达到德国大众汽车公司的标准，具有技术含量高、质量标准高及附加值高的技术特征。

随着人口增长和工业化进程的日益高速化，天然资源将越来越少，并且价格越来越高。迫使生产商寻求的新原材料中，部分是回收的纺织品废料或加工过的纺织废料。随着时间的推移，一个工业部门的废料，也可能成为另一工业部门的原材料。回收利用已成为现代企业研究的目标，也是未来环保的最佳途径，全球各纺织研究机构无不致力于纺织品弃用后的回收利用研究。

3.纺织材料循环回收的产业化

自20世纪90年代以来，发达国家对纺织材料的循环回收问题的关注已渡过了议论阶段，并进行了大规模的工业化尝试。国外目前已不再仅仅是讨论回收的可能性，而是努力发展回收产业。回收回用形成产业后就没有必要在每个纺织厂都设一个专门的回收车间，可以在一个地区开设一家或几家大型的综合性回收回用公司。这样既节省了各个厂的单位投资，节省了占地，也节约了能源。而大型回收公司以其雄厚的资金实力、先进的工艺设备和专门的技术人才，可以对纺织废料进行综合研究，使其摆脱“纺织—纺织”的模式，开发出其他可利用的产品，如水泥、浇注板等，并延伸到人们衣食住行的各个方面。

我国纺织工业原料资源极其紧缺，而纺织废料资源极其丰富，这是废纺生产具有广阔发展前景的前提条件。这些纺织废料价格便宜、数量很大，亟待回收再生利用。我国纺织废料的回收回用工作还停留在某个纺织厂的附属车间这一落后阶段，对纺织废料的加工设备及新工艺的研究刚刚起步，尚未形成规模，回用途径也是单一的纱线、织物或非织造布，尚未对纺织废料资源进行充分的开发和利用。

纺织废料开发与利用，作为一项资源丰富、投资少、效益显著的新兴纺织行业，前景十分广阔。但是目前我国要实现纺织废弃物回收处理的产业化仍面临许多问题，首先要建立回收网络系统，同时建立纺织废料回收产业，保证资源的来源渠道，充分开发纺织材料的潜在用途。纺织废料种类繁杂，不利于直接回用，要对不同废料的可回收性、纤维品种和成分进行判别、分批、分类，采用不同的工艺。并不是所有的纺织废料都可以回收回用，对于被污染废料，如曾有禁用染料染过色，在加工和使用过程中被有害或有毒物质沾污等以及一些目前尚无法回收回用的废料都不能直接回收利用。

加强对生产过程和车间劳动条件的环境管理，重视对废料的消毒，保护劳动者的身心健康，实现清洁生产。加强对废弃纺织品无害化、低成本处理方面的研究，开拓思路，勇于创新，拓宽纺织废料的应用领域，广泛吸取和借鉴国内外废纺设备的先进技术，有针对性地完善废纺生产工业。