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“衣旧有用”:青岛大学曲丽君、英国曼彻斯特大学刘旭庆团队联合开展对废旧衣物进行二次回收的探索研究

中国既是纺织服装的生产大国,也是纺织服装的消费大国,随着经济的快速发展,人们的生活质量在不断提高,然而资源的消耗也越来越多。同时,目前旧衣物资源浪费现象与日俱增,2018 年环保部的数据显示,中国每年产生约2000万吨废旧衣物,可再利用率不到 14%。

目前中国大部分地区已有旧衣物回收组织和企业,并形成了完备的上下游产业链。同时,全国最大的互联网回收平台“飞蚂蚁”自 2014 年以来回收量增长达 34 倍。然而,旧衣物回收行业仍存在覆盖面不广、技术利用率低等问题;线上渠道也因平台信息的诸多不对称受到影响。

目前已有部分政策出台,2017 年 4 月印发的《循环发展引领行动》涉及了废旧纺织品回收渠道及资源化利用问题。然而如今尚缺乏明确的法律,政策上也属灰色地带,且监管体系建设不够完善,旧衣物回收缺乏统一健全的市场机制与认证标准。研究旧衣物回收体系的发展现状,不仅可以助力破解资源短缺难题、减少生态环境破坏,对发展循环经济和静脉产业也有重要的现实意义。

由于天然纤维的产能有限以及用于生产化纤的石油资源的不可再生造成纤维短缺问题日益严重,同时,对废旧服装进行回收利用是一项节约资源的环保行动,也亟需寻找可循环利用的纤维原料。

近日,青岛大学的曲丽君教授课题组联合英国曼彻斯特大学刘旭庆教授团队发表了利用废旧服装研发——新的混合再生纤维,从而将废旧衣物在分子层面呈现“再翻新”的研究成果[1]

日前,相关论文以《通过绿色化学方法再生纺织废纤维:可持续时尚的分子策略》(Textile Waste Fiber Regeneration via a Green Chemistry Approach: A Molecular Strategy for Sustainable Fashion)为题发表在 Advanced Materials 上。

目前,纺织资源紧缺已经成为中国在工业资源上的短缺问题之一。同时,如果对废旧纺织品进行焚烧或填埋会对环境造成污染,因此课题组的研究人员建立了一个系统的废旧服装回收利用的研究体系,开展了旧衣回收工作。

同时,在纺织的研究当中,废弃的羊毛是一种重要、廉价的角蛋白资源,具有极高的研究利用价值。而角蛋白是羊毛的重要化学组成部分,因其优异的生物相容性、广泛丰富的来源、低成本和优异的模量强度等机械性能,在生物组织功能材料领域受到广泛关注。

因此课题组的研究人员基于天然羊毛及角蛋白的结构和性能特点,聚焦于羊毛角蛋白高分子和纤维素高分子在水中的凝聚成型过程,研究了化学物质对角蛋白结构和性质的影响,他们发现羊毛角蛋白在复合再生纤维表面发生空间构型的折叠,自发形成了纳米结构的微球,从而极大地提高了再生纤维的比表面积。

他们还采用溶剂离子液体对混合的棉纤维和毛纤维进行溶解和分离,并通过湿法纺丝的方法,制取了一种新的混合再生纤维,从而提出了一种再生角蛋白纤维制备的方法。

“衣旧有用”:青岛大学曲丽君、<a href=英国曼彻斯特大学刘旭庆团队联合开展对废旧衣物进行二次回收的探索研究”>图 | 研究人员提出的再生复合纤维的形态图像(来源:青岛大学、英国曼彻斯特大学)

一般而言,纺织材料的吸湿发热性能主要与回潮率、热量传递性能有关。在相同条件下,材料的回潮率越大,吸湿发热性能越好。回潮率高的纤维,可以有效提升针织内衣产品的吸湿发热性能。

因此,研究人员以回潮率为评价指标,发现这种再生纤维的回潮率达到 25%,而这个回潮率已经超过了目前最高的纤维 17% 的回潮率,因此可以推测,这种新型的复合纤维所制作出来的衣服穿着舒适性将得到大大提高。

随着技术的发展,再生羊毛角蛋白纤维的制备已经越来越受到更多研究者的关注,特别是中国已制定“碳达峰”和“碳中和”的发展规划,迫使中国纤维制造业加强资源回收利用方面的持续探索。

因此,该研究成果对有效缓解纺织工业资源紧缺问题,同时减少废旧纺织品焚烧或填埋对环境的污染,为实现对废旧衣服的涅槃重生做出了有益的探索研究,使得复合材料的研究越来越有意义的同时,推动绿水青山事业的发展。

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