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[科学快讯] 合成纤维废料回收技术研发成功

KRICT采用化学方法从混合废纤维中分离出聚酯纤维。

为应对全球气候变化危机,实现碳中和并建立循环经济体系的努力正在不断加强。

在此背景下,韩国国内一个研究团队开发出一种技术,能够对造成严重环境污染的废弃合成纤维进行化学分拣,并将其转化为单体(能够通过化学键形成聚合物的单分子物质,可用作塑料制造的原材料)。

由韩国化学技术研究院(KRICT,院长Lee Mi-hye)Cho Jeong-mo 博士领导的研究团队,公布了一种利用废弃衣物中染料的化学特性分离可回收材料的分拣技术。他们同时还推出了一种化学回收技术,可以将这些分拣后的废弃合成纤维还原成其原始的单体原料。

废弃纤维化学分离技术示意图。该图展示了通过去除颜料(染料/色料)从各种材料制成的废弃纤维或塑料中选择性分离聚酯(PET)材料的过程。 [照片 = KRICT]


这项技术是一种资源循环利用技术,它通过化学方法回收原本会被丢弃到自然环境中或焚烧的废旧衣物。利用这项技术,彩色或混纺纤维可以转化为其原始原材料。预计这将显著减少服装废弃物的产生量。

服装行业排放的温室气体占全球温室气体总排放量的10%。与此同时,全球服装产量却逐年上升。其中大部分被焚烧或丢弃到自然环境中,对环境构成威胁。合成纤维因其价格低廉和经久耐用,占服装产量的60%以上,但由于它们不像塑料那样容易分解,因此被认为是造成严重环境污染的主要原因之一。

纺织行业对能够回收废弃资源或用可持续原材料替代石油基合成材料的技术越来越感兴趣。目前,大部分由回收材料制成的纤维(99%)是由回收的透明洁净的PET瓶制成的。

纺织废料目前作为混合垃圾处理,没有单独的收集方法。对于回收利用而言,按材料分类至关重要。

这些分类过程效率低下,通常需要人工操作或根据材料的比重(即漂浮或沉没)进行分类。此外,物理或化学回收也存在局限性,因为即使经过分类,材料中通常仍含有各种杂质。

研究团队开发了一种化学分拣技术,该技术使用低成本化合物选择性地作用于特定材料,从而从混合废弃纤维中分离出聚酯(PET);同时还开发了一种化学回收技术,该技术在低温下分解分拣后的聚酯纤维,使其还原为原始单体原料。

该工艺首先将有​​色纤维从混合废弃纤维中分离出来,然后使用团队开发的萃取剂来识别并分离出褪色后为聚酯的纤维。

当将得到的染料废液应用于原本无色的纤维时,采用一种方法分离出被染色的纤维,从而逆转上述过程。

这种方法用于分离聚酯纤维。韩国化学技术研究院(KRICT)院长Lee Mi-hye表示:“我们期望这项成果能够发展成为一种资源循环利用技术,大幅减少服装废弃物,因为它可以将以往难以回收的低等级有色废弃纤维用作生产高质量单体的原材料。”

KRICT正通过将相关技术转让给Renew System公司来实现商业化。该研究院计划在2024年底前建成一座年产能1万吨的PET加工示范工厂。随着2025年再生单体大规模生产的启动,该研究院正努力为进军全球市场奠定基础。

这项研究成果(论文题目:《聚对苯二甲酸乙二醇酯的低温糖化》)发表于美国化学会(ACS)旗下期刊《ACS可持续化学与工程》。

iNews24记者 Jung Jong-oh