阅读说明：本技术 一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法 (Separation and recovery method of polyimide and blended textile thereof ) 是由 李瑞卿 李继往 魏炳举 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法,包括以下步骤：将聚酰亚胺及其混纺纺织品浸泡于酸性溶液中进行处理,处理时间为30~60min,处理温度为90~200℃,使耐酸性弱的纤维溶解,得到未能溶解的第一预处理材料；对第一预处理材料进行水洗,将水洗后的第一预处理材料浸泡于碱性溶液中进行酸碱中和处理,处理时间为30~40min,处理温度为60~90℃,得到未能溶解的第二预处理材料；对第二预处理材料进行水洗,水洗干净后得到纯度较高的聚酰亚胺纤维。本申请能够对聚酰亚胺及其混纺纺织品进行分离、回收,得到纯度较高的聚酰亚胺纤维,且方法价廉、简单、环保、高效。(The application discloses a separation and recovery method of polyimide and blended textiles thereof, which comprises the following steps: soaking polyimide and blended textiles thereof in an acid solution for treatment for 30-60 min at 90-200 ℃ to dissolve fibers with weak acid resistance to obtain an undissolved first pretreatment material; washing the first pretreatment material with water, soaking the washed first pretreatment material in an alkaline solution for acid-base neutralization treatment, wherein the treatment time is 30-40 min, and the treatment temperature is 60-90 ℃, so as to obtain an insoluble second pretreatment material; and washing the second pretreatment material with water, and obtaining the polyimide fiber with higher purity after the second pretreatment material is washed with water. The method can separate and recover the polyimide and the blended textile thereof to obtain the polyimide fiber with higher purity, and is cheap, simple, environment-friendly and efficient.)

一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法

技术领域

本申请涉及环保回收技术领域，特别是涉及聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法。

背景技术

聚酰亚胺纤维是一种在分子主链中含有酰亚胺环的聚合物材料。因为拥有高度共轭的主链结构，该纤维具有高强、高模量的力学性能，且性能优异，具有耐热氧化稳定性，例如极限氧指数高于市场销售的凯夫拉49，有优异的阻燃性，可以明火烧烤不熔滴，离火自熄；极佳的隔温性，导热系数只有涤纶和尼龙的几十分之一；极佳的耐低温性，在温度低于-260℃的液氨中不会脆断；抗紫外线和辐射的能力强；良好的可纺性强。

聚酰亚胺纤维用途多样：耐高温阻燃防护服、降落伞、蜂窝结构及热封材料、复合材料增强剂及抗辐射材料；制作装甲部队的防护服、赛车防燃服、飞行服等防火阻燃服装；制造舒适且保暖的功能性服装，如军用服装、消除不良体味的休闲服、防生化武器特种服装、医用卫生防护服装、高效烟雾防护面罩等。

聚酰亚胺纤维拥有如此多的优点，又因其可纺性强，因此从特种领域应用到了民用领域。作为民用纺织品，聚酰亚胺可以针织也可以梭织，可以用纯的聚酰亚胺制作纺织品，也可以与其它纤维进行混纺；且聚酰亚胺作为民用纺织品，需要染出各种颜色及进行各种功能化整理，因此，聚酰亚胺纺织品的用量非常大，如何回收废弃的聚酰亚胺纺织品，成为亟待解决的问题。CN1026414C公开了一种聚酰亚胺薄膜废料的回收方法，CN1324789公开了一种利用碱水溶液和硫酸回收聚酰亚胺的方法，CN109503614公开了一种利用水合肼回收聚酰亚胺的方法，CN104945268A公开了一种改性聚酰亚胺薄膜废料回收加工方法。

然而现有的废弃聚酰亚胺纺织品通常并不是纯的聚酰亚胺纤维，而是经常与其他纤维进行混纺，或者聚酰亚胺纤维上存在染料及其它功能性的助剂，现有技术对聚酰亚胺纺织品进行回收时，由于纯度不高，会影响后续工业化的回收应用。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法，能够对含有棉、麻、粘胶、尼龙等不耐强酸混纺材质的聚酰亚胺废弃纺织品或存在染料和助剂的聚酰亚胺废弃纺织品进行分离回收，且方法价廉、简单、环保、高效。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法，包括以下步骤：

将聚酰亚胺废弃纺织品浸泡于酸性溶液中进行处理，利用聚酰亚胺纤维耐强酸，而剩余混纺棉、麻、粘胶、尼龙及染料、助剂等材质不耐强酸、易分解的特性进行初步分离。处理时间为30~60min，处理温度为90~200℃，使耐酸性弱的纤维溶解，得到未能溶解的第一预处理材料；

对第一预处理材料进行水洗，将水洗后的第一预处理材料浸泡于碱性溶液中进行酸碱中和处理，处理时间为30~40min，处理温度为60~90℃，得到未能溶解的第二预处理材料；

对第二预处理材料进行水洗，水洗干净后得到纯度较高的聚酰亚胺纤维。

进一步地，酸性溶液为酸的水溶液，酸的水溶液中酸的质量分数为20%~50%。

进一步地，酸的水溶液包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种。

进一步地，所述酸性溶液还可以加入双氧水。

进一步地，碱性溶液为碱的水溶液，碱的水溶液中碱的质量分数为5%~20%。

进一步地，碱的水溶液包括氢氧化钠水溶液、氨水中的一种或全部两种。

进一步地，聚酰亚胺及其混纺纺织品来自废弃的服装制衣边角料、服装、毛巾、鞋帽中的一种或多种，聚酰亚胺废弃纺织品的材质为针织布、梭织布、无纺布、土工用布中的一种或多种。

进一步地，聚酰亚胺废弃纺织品包括聚酰亚胺纺织品或聚酰亚胺与棉、麻、粘胶、尼龙等各种不耐强酸纤维混纺的纺织品。

进一步地，酸性溶液和碱性溶液均为循环流动。

进一步地，聚酰亚胺废弃纺织品的分离回收方法，其特征在于，聚酰亚胺废弃纺织品在处理过程中的反应压力为常压或高压。

本申请还提供一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分解回收方法，聚酰亚胺及其混纺纺织品通过上述任一聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法进行预处理。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法，包括以下步骤：将聚酰亚胺及其混纺纺织品浸泡于酸性溶液中进行处理，使耐酸性弱的纤维溶解，得到未能溶解的第一预处理材料；对第一预处理材料进行水洗，将水洗后的第一预处理材料浸泡于碱性溶液中进行酸碱中和处理，得到未能溶解的第二预处理材料；对第二预处理材料进行水洗，水洗干净后得到高纯度的聚酰亚胺纤维。本申请对聚酰亚胺及其混纺纺织品或存在染料和助剂的聚酰亚胺废弃纺织品进行处理，能够分离回收高纯度的聚酰亚胺纤维，且方法价廉、简单、环保、高效。

附图说明

图1：本申请聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。

参阅图1，图1是本申请聚酰亚胺及其混纺纺织品的分离回收方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：

步骤S101：将聚酰亚胺及其混纺纺织品浸泡于酸性溶液中进行处理，处理时间为30~60min，处理温度为90~200℃，使耐酸性弱的纤维溶解，得到未能溶解的第一预处理材料。

聚酰亚胺纤维具有优良的耐酸性能，相对不容易被酸解。将聚酰亚胺废弃纺织品浸泡于酸性溶液中，设置温度范围为低于聚酰亚胺热分解的90~200℃，时间为30~60min，在该时间段，聚酰亚胺及其混纺纺织品中除聚酰亚胺纤维以外的其他相对不耐酸的纤维或染料及助剂被酸解，若时间过短，则聚酰亚胺纤维以外的材料不容易处理干净，若时间过长，则聚酰亚胺纤维也会受到相对严重的酸解，影响聚酰亚胺纤维的产出率。

步骤S102：对第一预处理材料进行水洗，将水洗后的第一预处理材料浸泡于碱性溶液中进行酸碱中和处理，处理时间为30~40min，处理温度为60~90℃，得到未能溶解的第二预处理材料。

对曾浸泡于酸性溶液中的第一预处理材料进行水洗，洗去聚酰亚胺纤维上的酸性溶液。由于仅通过水洗并不能完全除去聚酰亚胺纤维上的酸，因此将水洗后的第一预处理材料浸泡于碱性溶液中，通过中和反应处理除去残存的酸。针对聚酰亚胺相对较差的耐碱性，中和处理的处理时间为30~40min，处理温度为60~90℃，可以保证中和彻底的同时，尽量降低对聚酰亚胺纤维的影响；稍弱的碱性还能进一步除去其它杂质，可以损失少量的聚酰亚胺，但回收的聚酰亚胺纯度更高。

步骤S103：对第二预处理材料进行水洗，水洗干净后得到纯度较高的聚酰亚胺纤维。

本申请通过对混纺的聚酰亚胺废弃纺织品或存在染料和助剂的聚酰亚胺废弃纺织品进行处理，能够分离回收纯的聚酰亚胺纤维，可以为后续聚酰亚胺纤维的降解回收提供纯净的原材料，且方法价廉、简单、环保、高效。

本申请所述酸性溶液是指PH值小于7的溶液，其可以是酸的溶液，也可以是其它溶液呈酸性的化合物的溶液，如硝酸铵。在一实施方式中，酸溶液选择酸的水溶液，其中酸的质量分数为20%~50%，例如30%、35%、40%、45%等，具体的，酸性溶液可以是盐酸、硫酸、硝酸中的一种或多种。通过酸性溶液对聚酰亚胺废弃纺织品进行处理，可以除去聚酰亚胺废弃纺织品中除聚酰亚胺纤维以外的其他相对不耐酸的纤维或染料及助剂。

本申请所述碱性溶液是指PH值大于7的溶液，其可以是碱的溶液，也可以是其它溶液呈碱性的化合物的溶液，如碳酸钠、磷酸三钠。在一实施方式中，碱性溶液选择碱的水溶液，其中碱的质量分数为5%~20%，例如10%、13%、15%、18%等，具体的，碱的水溶液可以是氢氧化钠水溶液、氨水中的一种或全部两种，碱性溶液可以对聚酰亚胺废弃纺织品上残存的酸进行中和处理。

在一实施方式中，聚酰亚胺及其混纺纺织品包括聚酰亚胺纺织品或聚酰亚胺与各种纤维混纺的纺织品。聚酰亚胺纺织品并不是纯的聚酰亚胺纤维，通常附有各种染料和助剂，或者直接于其他纤维进行混纺，如聚酰亚胺与棉、麻、粘胶、尼龙等各种不耐强酸纤维混纺的纺织品。本申请涉及的聚酰亚胺废弃纺织品，可以是含有各种助剂或染料的聚酰亚胺纺织品，也可以是聚酰亚胺与各种纤维混纺的纺织品，这些纺织品可以来自废弃的服装制衣边角料、服装、毛巾、鞋帽等，材质可以是针织布、梭织布、无纺布、土工用布中的一种或多种。

在一实施方式中，将聚酰亚胺及其混纺纺织品浸泡于酸性溶液中以除去聚酰亚胺纤维以外的其他杂质，其中酸性溶液为循环流动。通过酸性溶液的循环流动，聚酰亚胺废弃纺织品能够充分的与酸性溶液相接触，且聚酰亚胺纤维的分离纯化速率也更高。酸处理后的聚酰亚胺纤维水洗后浸泡于碱性溶液中进行中和反应，其中碱性溶液也为循环流动，从而提高碱性溶液的中和反应速率。在聚酰亚胺废弃纺织品的整个分离回收的过程中，反应压力可以为常压，也可以为高压，其中高压是指高于常压的压力。当反应压力高于常压时，能够进一步促进各反应的速度。

本申请提供的分离回收方法，通过对混纺的聚酰亚胺废弃纺织品或存在染料和助剂的聚酰亚胺废弃纺织品进行处理，能够分离回收纯的聚酰亚胺纤维，可以为后续聚酰亚胺纤维的降解回收提供纯净的原材料，且方法价廉、简单、环保、高效。基于此，本申请还提供一种聚酰亚胺废弃纺织品分解回收方法，该方法通过上述任一聚酰亚胺废弃纺织品的分离回收方法进行预处理，得到纯的聚酰亚胺纤维，然后在对纯的聚酰亚胺纤维进行进一步的分解，回收纯度较高的原材料。

下面将通过几组具体实验例来对本申请进行说明、解释，但不应用来限制本申请的范围。

实施例1

将聚酰亚胺废弃纺织品投入到装有质量分数为30%的硫酸水溶液容器中，在常压下，将温度升高到90℃，反应搅拌60min，待大部分其它纤维及染化料助剂除去后，取出剩余的聚酰亚胺纺织品，水洗后将其投入到盛有质量分数为10%的氢氧化钠水溶液容器中，在温度为60℃条件下进行中和，搅拌30~40min，最后水洗，得到纯的聚酰亚胺纤维，利用现有专利技术对其进行处理，制备成聚酰亚胺原料。

实施例2

将聚酰亚胺废弃纺织品投入到装有质量分数为30%的硫酸和质量分数为10%的盐酸混合水溶液容器中，将温度升高到120℃，反应搅拌30~60min，待其它纤维及染化料助剂除去后，取出剩余的聚酰亚胺纺织品，水洗后将其投入到盛有质量分数为10%的氢氧化钠的水溶液容器中，在温度为90℃条件下进行中和，搅拌30~40min，最后水洗，得到纯的聚酰亚胺纤维，利用现有专利技术对其进行处理，制备成聚酰亚胺原料。

实施例3

将聚酰亚胺废弃纺织品投入到装有质量分数为10%的硫酸和质量分数为10%的硝酸的混合水溶液容器中，将温度升高到150℃，反应搅拌30~60min，待其它纤维及染化料助剂除去后，取出剩余的聚酰亚胺纺织品，水洗后将其投入到盛有质量分数为15%的氢氧化钠的水溶液容器中，在温度为80℃条件下进行中和，搅拌30~40min，最后水洗，得到纯的聚酰亚胺纤维，利用现有专利技术对其进行处理，制备成聚酰亚胺原料。

实施例4

将聚酰亚胺废弃纺织品投入到装有质量分数为20%的硫酸的水溶液容器中，将温度升高到200℃，反应搅拌30~60min，待其它纤维及染化料助剂除去后，取出剩余的聚酰亚胺纺织品，水洗后将其投入到盛有质量分数为3%的氢氧化钠和质量分数为8%的氨的混合水溶液容器中，在温度为70℃条件下进行中和，搅拌30~40min，最后水洗，得到纯的聚酰亚胺纤维，利用现有专利技术对其进行处理，制备成聚酰亚胺原料。

实施例5

将聚酰亚胺废弃纺织品投入到装有质量分数为40%的硫酸和质量分数为5%的盐酸、质量分数为5%的硝酸的混合水溶液容器中，将温度升高到90℃，反应搅拌30~60min，待其它纤维及染化料助剂除去后，取出剩余的聚酰亚胺纺织品，水洗后将其投入到盛有质量分数为7%的氢氧化钠和质量分数为13%的氨的混合水溶液容器中，在温度为90℃条件下进行中和，搅拌30~40min，最后水洗，得到纯的聚酰亚胺纤维，利用现有专利技术对其进行处理，制备成聚酰亚胺原料。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。