摘要：應(yīng)用活性炭對(duì)廢舊有色聚酯織物降解產(chǎn)物進(jìn)行脫色處理，并通過白度值儀測(cè)定對(duì)脫色效果進(jìn)行表征。通過分析降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比、脫色溫度、脫色時(shí)間等3個(gè)主要影響因素對(duì)降解產(chǎn)物白度值值的影響，結(jié)果表明：在降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比為1:1.5、脫色溫度為80℃、脫色時(shí)間60min的條件下，用活性炭處理有色聚酯織物的降解產(chǎn)物效果顯著，白度值可由未處理時(shí)的9.6%提高到72.55%。
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能廣泛應(yīng)用于紡織領(lǐng)域等，由于PET用量增加及自身自然分解難度大的特點(diǎn)中，造成廢棄PET產(chǎn)品囤積，不利于環(huán)境保護(hù)。廢棄PET紡織品的回收利用不僅可以堿輕對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，同時(shí)節(jié)約大量資源。廢舊紡織品的回收再利用受到廣泛關(guān)注。
有色廢棄PET產(chǎn)品由于色澤的影響，其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。廢棄PET回收方法一般分為物理回收法和化學(xué)回收法印。分別應(yīng)用N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲亞砜（DMSO）對(duì)廢舊有色PET織物直接進(jìn)行脫色，均可獲得較高的脫色率。對(duì)有色廢棄PET纖維采用超臨界甲醇在反應(yīng)溫度為265℃、反應(yīng)壓力為11MPa條件下，解聚30min后，再用溶解-熱過濾-沉析的方法脫色提純，可以將PET廢料中的分散染料有效去除。
本研究利用乙二醇醇解法對(duì)有色廢舊PET織物進(jìn)行降解處理，然后利用活性炭進(jìn)行物理吸附，可以較好的去處廢棄織物中的染料及雜質(zhì)，后得到的降解產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（BHET）可以獲得較高的純度和白度值，為后續(xù)道產(chǎn)品開發(fā)提供了較高的可行性，實(shí)現(xiàn)了廢舊資源再利用，同時(shí)降低了環(huán)境污染。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 材料
乙二醇、乙酸鋅、活性炭，均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑股份有限公司；廢棄分散染料染色的聚酯織物，波司登國(guó)際控股有限公司提供。
1.2 脫色效果評(píng)價(jià)
白度為白光（可見光）在物體上的總體反射率和各波段長(zhǎng)反射的均勻程度，以白色含有量的百分率表示。氧化鎂和硫酸鋇通常被認(rèn)為是理想的白色。白度的大小主要取決于總體反射率和反射均勻程度的大小。脫色效果主要根據(jù)脫色處理后所得降解產(chǎn)物的白度值大小來(lái)評(píng)價(jià)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 醇解有色廢棄PET織物
將0.4g乙酸鋅和400g乙二醇放人帶有溫度計(jì)、攪拌棒、冷凝管并充有氮?dú)獗Ｗo(hù)的四口燒瓶平中，加熱使乙酸鋅完全溶解于乙二醉溶液中，將剪碎的廢棄滌綸織物放人四口燒瓶中，然后繼續(xù)加熱保持溫度在196℃，持續(xù)反應(yīng)3h，整個(gè)反應(yīng)過程保持?jǐn)嚢韬偷獨(dú)馔ㄈ恕７磻?yīng)結(jié)束后，在氮?dú)猸h(huán)境下，當(dāng)反應(yīng)液體溫度降至140℃以下，取下備用，將冷卻后的反應(yīng)混合液體用去離子水稀釋至一定體積，然后置于80℃以上溫度水浴鍋中加熱20~30min后立即真空抽濾，如此連續(xù)抽濾3次盡可能除去降解產(chǎn)物中雜質(zhì)后將所得濾液置于10℃環(huán)境中冷卻結(jié)晶24h，后將所得結(jié)晶物放于60~65℃真空干燥箱中干燥12h，制得的降解產(chǎn)物為針狀晶體。
1.3.2 脫色
將上述得到的降解產(chǎn)物與活性炭以一定比例溶解于200mL去離子水中，在一定溫度范圍內(nèi)處理一段時(shí)間，然后直接過濾，收集過濾所得的活性炭干燥備用，將濾液置于5~10℃環(huán)境中冷卻結(jié)晶后抽濾，然后將所得產(chǎn)物放于60~65℃真空干燥箱中干燥后，采用白度值測(cè)試儀（CR-14型，日本儀器公司）測(cè)試并記錄每組樣品的白度值。
2 結(jié)果與討論
2.1 醇解產(chǎn)物的紅外分析
降解產(chǎn)物的紅外譜圖見圖1。從圖可知，3425.4lcm-1處的吸收峰是羥基的特征峰；2968.08cm-1處的吸收峰是苯環(huán)上羥基的特征峰，表明所分析物的結(jié)構(gòu)中有苯環(huán)存在，1713.36cm-1處的吸收峰是羰基的特征峰，因此可得，所得降解產(chǎn)物的官能團(tuán)與BHET的相對(duì)應(yīng)。
2.2 降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比對(duì)脫色效果的影響
設(shè)定降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比在1:0.5到1:2.5之間，脫色溫度80℃，處理時(shí)間為60min，探究降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物白度值的影響，測(cè)得降解產(chǎn)物未脫色時(shí)的白度值為9.6%。
降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比對(duì)其白度值的影響圖見圖2。從圖可知，當(dāng)降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比小于1:1.5時(shí)，隨著活性炭用量逐漸增加，降解產(chǎn)物白度值隨之顯著增加。但是當(dāng)其質(zhì)量比超過1:1.5時(shí)，降解產(chǎn)物白度值增加緩慢，基本趨于一致。這是由于當(dāng)降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比小于1：1.5時(shí)，隨著活性炭用量的不斷增加，對(duì)染料分子的吸附能力逐漸增加，染料濃度迅速降低，因此白度值可以顯著增加。然而，繼續(xù)增加活性炭用量，溶液中染料分子濃度已降至較低，染料已被活性炭吸附殆盡，降解產(chǎn)物的白度值趨于穩(wěn)定。因此，當(dāng)降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比為1:1.5時(shí)，白度值已達(dá)72. 55%，已經(jīng)可以達(dá)到后續(xù)再利用的要求。除此，如果活性炭的用量繼續(xù)增加，雖然白度值仍有提高，但是增幅不是很明顯，與此同時(shí)提高了成本。因此，選擇降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比較佳值為1:1.5。
2.3 處理溫度對(duì)脫色效果的影響
降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比為1:1.5，脫色時(shí)間為60min，探究不同脫色溫度對(duì)降解產(chǎn)物白度值的影響，在實(shí)驗(yàn)中，為使降解產(chǎn)物能夠完全溶解于水中選擇較低溫度為75℃。脫色溫度對(duì)降解產(chǎn)物白度值的影響圖見圖3。從圖3可知，當(dāng)處理溫度為75℃時(shí)，降解產(chǎn)物的白度值已達(dá)54.18%；繼續(xù)升溫，降解產(chǎn)物白度值的增加幅度減小，后白度值基本趨于平衡，可見在此溫度范圍內(nèi)溫度對(duì)于其白度值的影響不是很大；隨著溫度不斷提高，降解產(chǎn)物晶體逐漸溶于水中，其中染料分子隨溫度升高熱運(yùn)動(dòng)加快，增加了其與活性炭的接觸機(jī)會(huì)，因此最初階段表現(xiàn)為降解產(chǎn)物白度值增加，但隨著溫度繼續(xù)增加，這一作用增強(qiáng)趨勢(shì)逐漸減弱，白度值增加不明顯。溫度為80℃時(shí)，白度值可達(dá)72.55%，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)白板白度值，完全滿足后續(xù)生產(chǎn)要求。綜上所述，選擇較佳脫色溫度為80℃。
2.4 處理時(shí)間對(duì)脫色效果的影響
降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比為1:1.5，脫色溫度為80℃，探究脫色時(shí)間對(duì)降解產(chǎn)物白度值的影響。活性炭吸附時(shí)間對(duì)降解產(chǎn)物白度值的影響圖見圖4。從圖可知，當(dāng)活性炭吸附時(shí)為20min時(shí)，白度值從未處理的9.6%增加至63.2%，當(dāng)吸附時(shí)間在60min時(shí)，白度值達(dá)到72.55%，已高于白板校準(zhǔn)值。隨著時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，白度值仍繼續(xù)增加但增幅逐漸減弱。綜合考慮選擇較佳脫色時(shí)間為60min。
當(dāng)降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比為1:1.5，脫色時(shí)間為60min，溫度為80℃時(shí)，利用活性炭進(jìn)行脫色處理，降解產(chǎn)物白度值值可達(dá)72.55%，脫色效果明顯。
3 結(jié)論
采用乙二醇醇解法對(duì)色廢棄PET在196℃條件下解聚3h，后所得降解產(chǎn)物為針狀晶體，然后利用活性炭進(jìn)行脫色處理，較佳工藝條件為：降解產(chǎn)物與活性炭質(zhì)量比為1:1.5、脫色溫度為80℃、脫色時(shí)間60min，經(jīng)活性炭處理后，可以有效地去除降解產(chǎn)物中的染料和少量低聚物，降解產(chǎn)物的白度值 由未處理時(shí)的9.6%經(jīng)處理后高達(dá)到72.55%，改善作用顯著，提高了降解產(chǎn)物在后加工過程中的可行性，實(shí)現(xiàn)了廢棄PET再循環(huán)利用。