發(fā)布時(shí)間：2020-10-19 18:17

　　 在人類文明的發(fā)展進(jìn)程中,環(huán)境污染一直是一個(gè)無(wú)法避免的問題,它不斷地破壞著人們賴以生存的生態(tài)系統(tǒng),使我們的生活環(huán)境變得越來越糟糕。隨著世界人口的增長(zhǎng)和時(shí)尚周期的縮短,人們對(duì)紡織品的需求量逐年增加,這使得廢舊紡織品堆積如山。廢舊紡織品大多為混紡織物,其中又以滌棉混紡的類型最為常見。由于混紡織物結(jié)構(gòu)的特殊性,需要將滌綸纖維和棉纖維先分離再各自進(jìn)行回收。目前的分離方法以無(wú)機(jī)強(qiáng)酸的使用為主,難免會(huì)造成設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的污染。磷鎢酸(HPW)是一種易回收的雜多酸,在纖維素水解領(lǐng)域已有一定的研究基礎(chǔ),將其用來水解棉纖維,分離滌棉織物,可以避免二次污染。本文以建立一套滌棉混紡織物的分離回收方法為目標(biāo),研究了HPW催化體系下純棉織物的水解過程,考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、HPW濃度和固液比等因素對(duì)水解產(chǎn)物微晶纖維素(MCC)的影響,研究了HPW催化體系下棉纖維的水解機(jī)制。在此基礎(chǔ)上,以滌棉混紡織物為研究對(duì)象,考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、HPW濃度和固液比等因素對(duì)滌綸纖維和棉纖維分離效果的影響,確定了最佳的分離條件。同時(shí),進(jìn)一步考察了分離處理對(duì)滌綸纖維和棉纖維的影響。然后以回收的MCC為原料,將其在冰醋酸/醋酸酐/氯化鐵體系下乙�；�制備醋酸纖維素(CA);以回收的滌綸纖維為原料,將其中性水解成對(duì)苯二甲酸(TPA),并用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)降溫結(jié)晶進(jìn)行純化。對(duì)CA和TPA進(jìn)行表征,并分別與商品級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:(1)使用HPW催化廢舊棉織物水解制備了MCC,MCC的得率和結(jié)晶度分別高達(dá)83.4%和85.2%。最佳工藝條件為HPW濃度3.47mmol/L,溫度140℃,時(shí)間6 h,固液比1:40。水解后MCC仍為纖維素I型,與市售商品MCC相比,MCC的結(jié)晶度更高,粒徑更小,粒度分布更窄。此外,HPW可以被乙醚萃取回收,且回收的HPW活性并未降低。(2)使用HPW對(duì)廢舊滌棉混紡織物進(jìn)行分離處理,得出最佳分離條件為:HPW濃度3.47 mmol/L,溫度140℃,反應(yīng)時(shí)間6 h,固液比1:20。MCC和滌綸纖維的回收率可達(dá)85.12%和99.77%。使用的HPW可以用乙醚萃取回收,回收的HPW具有良好的催化活性,可重復(fù)使用。分離處理使棉纖維水解成MCC,使滌綸的結(jié)晶度和力學(xué)性能略有降低。(3)以氯化鐵為催化劑,在冰醋酸/醋酸酐體系下,將制備的MCC進(jìn)行乙�；�處理,最佳制備工藝為0.5 g MCC,0.1 g氯化鐵,反應(yīng)溫度50℃,反應(yīng)時(shí)間40 min,5mL冰醋酸和5 mL醋酸酐。CA的各項(xiàng)性能均接近商品CA,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。(4)使用冷卻結(jié)晶的方法對(duì)TPA進(jìn)行了分離提純�？疾炝巳芙鉁囟�/結(jié)晶溫度對(duì)TPA得率的影響,確定了合適的結(jié)晶條件為90℃/30℃。提純后的TPA純度高達(dá)98.65%,達(dá)到了TPA的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X705;TQ352.79
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 廢舊紡織品的回收背景及意義
    1.2 廢舊紡織品的回收現(xiàn)狀
        1.2.1 廢舊紡織品的來源及去向
        1.2.2 廢舊紡織品的處理方法
    1.3 廢舊滌棉混紡織物的回收
        1.3.1 滌綸的回收
        1.3.2 棉的回收
        1.3.3 滌棉混紡織物的分離
    1.4 固體酸
        1.4.1 沸石分子篩
        1.4.2 高分子聚合物
        1.4.3 碳基固體酸
        1.4.4 金屬氧化物
        1.4.5 雜多酸
    1.5 TPA的分離提純
        1.5.1 酸析法
        1.5.2 鹽析法
        1.5.3 重結(jié)晶法
        1.5.4 膜處理法
    1.6 醋酸纖維素
    1.7 課題的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性
        1.7.1 研究思路
        1.7.2 研究?jī)?nèi)容
        1.7.3 創(chuàng)新點(diǎn)
    參考文獻(xiàn)
第二章 廢舊棉織物水解制備微晶纖維素
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料及設(shè)備
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.3 測(cè)試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 HPW濃度的影響
        2.3.2 反應(yīng)溫度的影響
        2.3.3 反應(yīng)時(shí)間的影響
        2.3.4 固液比的影響
        2.3.5 表征
        2.3.6 HPW的回收
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 廢舊滌棉混紡織物的分離
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料及設(shè)備
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.3 測(cè)試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 分離條件對(duì)分離效果的影響
        3.3.2 HPW的回收
        3.3.3 分離處理對(duì)棉纖維的影響
        3.3.4 分離處理對(duì)滌綸纖維的影響
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 醋酸纖維素的制備
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料及設(shè)備
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.3 測(cè)試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的篩選
        4.3.2 催化劑用量的影響
        4.3.3 反應(yīng)溫度的影響
        4.3.4 反應(yīng)時(shí)間的影響
        4.3.5 醋酸酐用量的影響
        4.3.6 表征
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 對(duì)苯二甲酸的制備及分離提純
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)所用原料及設(shè)備
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.3 測(cè)試與表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 溶解溫度、結(jié)晶溫度的影響
        5.3.2 表征
        5.3.3 各項(xiàng)性能指標(biāo)
        5.3.4 DMF的回收
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的成果

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