无水解聚酯可控部分解聚技术实现聚棉混纺织物无水回收及资源化利用

本研究创新性地开发了一种无水化学回收技术，通过极性非质子溶剂（DMSO/NMP）与亚化学计量乙二醇（EG）/甘油协同作用，在温和条件下选择性解聚聚酯（PET）为低聚物，同时保持棉纤维结构完整。该技术实现了染色聚棉混纺物（50/50）中>99%棉纤维回收（适用于粘胶纺丝）和PET低聚物直接升级循环，溶剂可闭环回收，为纺织业可持续发展提供了资源高效型解决方案。

　　

研究亮点>

• 首创无水条件下聚酯可控部分解聚策略，实现染色聚棉混纺物高效分离

• 采用DMSO/NMP溶剂体系与亚化学计量乙二醇（EG），在155°C/60分钟温和条件下完成

• 解聚产物保留染料可直接升级为功能性聚合物（如vitrimers），突破传统纯化瓶颈

• 回收棉纤维特性粘度达472 mL/g，与木浆共混成功纺制粘胶纤维

• 全过程溶剂回收率>91%，较传统方法减少83%能源消耗

<材料与方法>

实验选用含50/50聚酯（PET）-棉的废弃制服布料，经FTIR验证（1712 cm^-1酯基特征峰）。采用四种极性非质子溶剂（PC/Cyrene/NMP/DMSO）对比，配合EG/甘油作为裂解剂，在155-200°C范围进行梯度实验。通过GPC分析解聚产物分子量分布，FESEM观察纤维形态变化。

<溶剂可持续性评估>

重点对比NMP与DMSO的EHS（环境健康安全）指标：NMP具有生殖毒性风险（GHS危险标识），而DMSO仅为警示级别。生命周期评估（LCA）显示DMSO生产过程碳足迹较NMP低37%，且沸点189°C更利于蒸馏回收（回收率>95%）。

<结论>

本研究突破传统全解聚技术局限，通过精准控制PET解聚程度（获得Mn≈800 Da低聚物），既保持棉纤维纺丝性能，又避免高温对纤维素的破坏。回收棉经HFIP-DMAc体系检测显示结晶度指数从63%降至58%，证明其良好可加工性。该技术为城市纺织废料提供了"纤维-低聚物-溶剂"三位一体回收新模式。