循環經濟發展戰略下挑戰淺析

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循環經濟策略以成本效益為核心，旨在減少商業模式的價值損失，根據測算，這種策略所產生的邊際減排成本低于其他脫碳方案。艾倫·麥克阿瑟基金會（EllenMacArthurFoundation）最近發布的一份報告指出：“到2050年，循環經濟策略可使全球關鍵工業原材料的二氧化碳排放減少40%或37億噸。”為兼顧經濟和社會效益，發展循環經濟要經過科學系統全局性規劃，既需要產業政策的引導支持，也需要機制約束，例如綠色公共采購、可持續設計要求、生產者責任延伸、相關標簽和標準建設等。一方面通過生產者責任延伸制度、可持續設計要求等推動紡織產品從源頭開始施行設計與生產優化，以減少原生材料尤其是不可再生材料的使用，并使產品更易于重復使用和再生利用；另一方面加強使用后產品的收集、分選與再生利用能力，重點提升再生材料的高質化、高值化利用水平。科技產生價值，創新技術開發應用意味著新的商業機會。以下就紡織品回收再利用的相關技術進展及潛在商業機會進行簡要介紹。

1紡織品回收再利用技術進展

目前，紡織品回收再利用技術主要集中于機械回收、熱回收法以及化學回收法3類。

1.1機械回收

機械回收的主要優點是它幾乎可以處理任何紡織廢料（不限材料和結構）。與化學回收法相比，它對投資、空間、技術人員等要求較低，且其加工過程使用的資源較少。在機械回收過程中，纖維的原始特性仍然存在，但存在于紡織產品（包括生產和產品使用）中的化學物質（包括有害物質），如添加劑、染料、整理劑等，不能在機械回收過程中去除。機械回收的產出物主要有可紡纖維、絨毛、填充材料和灰塵。較長的可紡纖維可以重新紡成紗線，但聚酰胺纖維幾乎不采用機械回收法。回收后的纖維質量取決于待回收產品的質量，但一般低于原生纖維的質量。機械回收的棉纖維可以部分替代原生棉纖維，但需要與原生材料混合使用才能加工成質量可接受的紗線。其他輸出材料（絨毛、填充材料等）的質量低于可紡纖維部分，可用于低端非織布或作為復合材料的增強材料，或通過燃燒進行能量回收。

1.2熱回收

熱回收法旨在回收聚合物或低分子量結構單元，包括熱機械回收和熱化學回收，兩者存在區別。

1.2.1熱機械回收。熱機械回收是一種回收熱塑性紡織品的技術，如聚酯、聚酰胺、聚丙烯等，將它們熔融加工再造粒或加工成新纖維。該過程是一種成本效益、效率較高的常規工藝，因此很容易實施。但需要添加原生材料混合使用，并且最終纖維中只能存在較少含量的回收材料。纖維紡絲是一個非常精細的過程，即使存在少量不相容的聚合物也會導致加工問題并降低輸出纖維的性能。目前有研究將增容劑用于紡織品熱機械回收，以提升聚合物共混物的相容性。顏料、印花墨水、洗滌殘留物、阻燃劑、涂層等的存在也會影響紡絲過程并導致絲條質量嚴重下降。因此，為了避免不規則和不需要的顏色，進入回收流程前紡織品應該進行顏色分類。再生后的纖維可根據質量和性能進行后續加工和應用。但有一點無法避免，聚合物/纖維的性能在每次循環后都會進一步惡化。1.2.2熱化學回收。熱化學回收是一種利用聚合物的部分氧化反應產生低摩爾質量組分或通過加熱將聚合物降解為單體的過程，這是一項相對成熟的技術。該技術可得到純凈、未受污染的原料，生產的紡織品相對而言更易符合環保法規的要求。這種技術由于需要高溫，熱化學循環的能量需求非常高。加上所需的分離和純化步驟，整個流程與機械和熱機械回收法相比，其實際環境影響預計會更大。

1.3化學回收

化學回收是一種使用化學溶解或化學反應的過程，用于聚合物回收（包括分解用過的纖維、提取聚合物并將其重新紡絲以進行重新應用）或單體回收（用于將聚合物紡織材料分解為單體，并為新用途重新生產聚合物纖維）。這種回收技術有多種可能性，目前重點關注以下3種廢舊紡織原料的回收技術。1.3.1通過制漿工藝對棉纖維進行回收再利用纖維素漿粕可以通過不同類型的制漿工藝獲得：硫酸鹽、亞硫酸鹽和無硫工藝。該工藝可以回收不同來源（如木材、棉花、粘膠纖維、紙板等）的纖維素，但由于其化學結構和黏度不同，從業者普遍認為來源不同的原料需要調整制漿工藝或進行預處理。大多數工藝處理棉含量較低的材料在技術上可行，但經濟性不佳。因為棉纖維含量越高，制漿過程所需的化學品就越少。一些技術可將PET從混紡物中分離出來，但由于需要進行額外的分離和純化步驟，從經濟角度來說不具吸引力。纖維素漿粕可用作粘膠或萊賽爾纖維的原料，與木漿混合后再用常規再生纖維素纖維紡絲工藝進行加工。據報道，目前再生漿粕已經可以替換高達40%～50%的木漿。1.3.2PA6和PET解聚工藝。PA6和PET的單體回收法實際上是一個解聚過程。兩種材料通過不同的技術在各種反應條件下（溫度、壓力、時間、催化劑等）進行解聚。首先溶解聚合物，所用溶劑通常是水（即水解法）、醇（即甲醇分解法）或乙二醇。在實踐中，PA6通常通過水解解聚；而PET以上3種反應機制均可用。除此之外，還出現了一種酶解聚反應法，該技術被認為是一種生化回收過程。這種工藝允許回收所有形式的PET（包括塑料和纖維），PET與其他材料的混合物亦可，因為酶對PET具有選擇性。合成纖維的化學回收效率很大程度上取決于待加工材料的純度。鑒于經濟原因，用于再生的PET或PA含量應在80%～90%左右。目前PET回收材料的主要來源為廢舊包裝材料和生產廢料；PA6則主要來自地毯、漁網、紡織品和廢舊塑料（除了PA6，還含有PP、背襯、涂層等）等，平均回收率約65%。由于在高溫和高壓下發生解聚反應需要具備一定的條件，因此這種回收方法本身需要消耗一定的能源。1.3.3滌棉混紡產品的回收。滌棉混紡產品作為目前混紡產品中最常見的品類，其回收再生可以通過不同工藝方法來完成。第1種方法基于溶劑的溶解和過濾過程來分離不同的材料并提取所需的成分（聚合物回收），回收得到的纖維素可用于常規制漿和濕紡工藝，而PET則基本保持完整。根據相關研究，所得溶解漿的純度可達100%。PET可以重新紡成長絲，也可焚化以進行能量回收。比如Oerlikon（歐瑞康）集團投資的英國初創公司Wornagain研發了一種滌棉混紡織物再利用技術，開發了一種分離、凈化、提取棉和PET的閉環溶劑系統，近期將建成示范工廠。第2種方法為部分水熱法降解棉纖維或PET，也可兩者兼而有之。這些過程依賴于水、壓力、溫度和綠色化學品，最終產物取決于所應用的特殊工藝。第3種方法重在通過酶促途徑（即生化回收法）從滌棉混合物中（部分）降解棉纖維，然后得到葡萄糖、纖維素粉和PET纖維。

2紡織品回收再利用面臨的問題及機遇

作為可持續發展戰略的重要實踐方向，紡織品回收再利用項目的持續開展有賴于資金和人才的長期投入，屬于長線投資。從上文可知，材料回收的加工效率、品質及經濟效益等與回收原料的質量息息相關。本質上，問題的解決還需回歸到原生產品的設計加工階段。但現階段市場上的大多數紡織產品并未在設計階段充分考慮產品使用后的回收再利用，其著眼點基本限于自身利益或直接客戶的需求。短期內要改變現狀并不現實，因此，優先考慮在現有背景下有助于降低整體流程成本和提高輸入準確性的舉措。比如開發和應用先進分揀技術；建立分揀和回收中心，以協調和優化廢舊紡織品收集、分揀和回收流程，降低物流成本；形成聯合戰略，建立相關數據平臺，促進紡織產業鏈各環節信息交流，協調資源，達成更高效合作。還可利用數字技術等新一代信息技術來提高回收效率和精確性，提高產業鏈透明度。比如利用數字化技術實施纖維或產品可追溯，向分類設施和回收商提供有關產品中使用過的纖維、添加劑和（危險）化學品等信息，以確保明確的信息輸入，使分揀和回收更高效精準。再回到紡織技術層面，需要進一步研究（危險）化學品如染料、抗皺劑、防水劑以及纖維示蹤劑對循環程度的更廣泛影響。未來幾年需要開發新的技術解決方案，進一步研究如何從回收的紡織纖維及其副產品中去除、純化甚至回收添加劑和染料。與此同時，需要從產業鏈源頭加強可持續設計原則的實施，建立生產者責任延伸制度，以不斷提高廢棄紡織品的可回收性和整個產業的可持續發展。

作者:趙永霞 單位:中國紡織信息中心