“我们小区旧衣回收箱要被清空了”

Published 18 Jan.2023 12:00(KST)

化学研究院开发低成本高效率环保废旧服装回收再利用技术

[亚洲经济金奉洙记者] 大部分由化学物质制成的服装废弃物是一大难题。不易分解，被丢弃到自然环境中会威胁生态。即便通过旧衣回收箱收集起来，由于材质各不相同，难以进行筛选，导致再利用成本居高不下。在此背景下，韩国研究团队首次在全球开发出一种能够快速、高效地对废弃合成纤维进行分选，并将其再利用为塑料原料的技术，备受关注。

韩国化学研究院18日表示，Cho Jeongmo 博士研究团队利用废旧衣物中染料的化学性质，开发出一项可以分离再生原料的筛选技术。研究团队同时构思出一种化学再利用技术，可将这样筛选出的废合成纤维还原为合成前的单体原料。

原本被丢弃在自然界或焚烧处理的废旧衣物可通过化学方式再利用，即将有色纤维或混纺纤维转化为合成前的原料。预计有望大幅减少服装废弃物的产生量。

废旧纤维化学分选及再利用技术示意图。图片由化学研究院提供

服装产业排放的温室气体占全球总排放量的10%。全球服装产量每年持续增加，其中大部分被焚烧或丢弃在自然环境中，对环境构成威胁。尤其是因价格低廉且耐用而占服装产量60%以上的合成纤维，与塑料一样难以分解，被指为造成严重环境污染的主要原因之一。

在纺织行业，关于再利用废弃资源或以可持续原料替代石油基合成材料的技术，关注度日益提高。目前由再生原料生产的纤维中，绝大多数（99%）是以透明、洁净的废聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶为原料再利用而成。问题在于，纤维废弃物在没有专门回收方式的情况下，以多种材质混合的形式被丢弃，要实现再利用，就必须按材质进行分类。现阶段大多以人工方式完成，或根据原料比重通过在水中漂浮、下沉来区分，效率极低。分类后仍常常含有各种杂质，给物理或化学再利用带来局限。

研究团队利用只对特定材质选择性起作用的低价化合物，从混合废纤维中仅筛选出“聚酯（PET）”材质，开发出“化学筛选技术”；同时，通过低温分解，将分离出的聚酯纤维还原为合成前的单体原料，开发出“化学再利用技术”。

这项筛选技术利用简单的化学原理，就能轻松而准确地区分纤维材质，具有极高的经济性和创新性。研究团队开发出只对聚酯起作用的“萃取剂”，通过让其接触混合废纤维，挑选出发生颜色变化的聚酯纤维。具体而言，先从混合废纤维中分离出带颜色的纤维，再施加研究团队开发的萃取剂，只要出现脱色现象，即可判定并分离为聚酯纤维。在此过程中产生的含染料废液再施加到原本无色的纤维上，反向利用，只将发生染色的纤维分离为聚酯。这种方式误差率极低，甚至能够去除以往难以分离的染料，从而仅筛选出高品质聚酯材料。废纤维筛选及脱染过程中使用的是可生物降解化合物，使用后的含染料萃取剂也会回收再利用，是一种经济且环保的筛选技术。

研究团队同时成功开发出一种低温醇解反应技术，可快速分解有色废PET或废聚酯纤维，制备高附加值单体。与以往在200℃以上高温条件下进行的废PET分解工艺不同，该技术即便在150℃的低温反应条件下，也能在2小时内完全分解原料，而不受其结构或形态的影响。若与化学筛选技术联用，不仅可以大幅减轻反应和纯化负担，还能显著降低能源消耗，预计在技术商业化方面将具备较高竞争力。