Ecosystem | 中国纺织产业新危机-Part1:聚酯涤纶
2023-08-13 15:30 浏览:28
从需求侧来看,国内外一线品牌已经开始发起“Ecosystem”革命,大量国际品牌陆续从2025年开始全部停止石油化工源头的原生聚酯涤纶、聚酰胺尼龙等材料的应用,得过且过的中国传统纺织材料产业链再一次危机四伏。而海外再生及回收材料领域成为国际创业及创投公司的“香饽饽”,意欲再次从源头上控制全球产业链,或者更明确的说,再一次在产业价值链上遏制中国。
从环境安全来看,中国每年大约有2600万吨废旧衣服被扔弃,且废旧纺织品累计存量近亿吨,但废旧衣物的再利用率却不到1%。其中绝大部分废旧纺织品是不可降解的化纤产品, 给环境造成了巨大的压力。相对来看,有统计美国2018年纺织品回收率(各回收方式总量占初次消费总量的比值)为14.7%,约250万吨。大部分废旧纺织品会进入二手服装市场,其他处理方式主要是再生利用、填埋和焚烧发电,不仅造成严重的废气污染,还造成了大量的微塑料污染(指尺寸<5mm的纤维或薄膜,它可被生物吸收积累,产生生态风险和健康风险)。微塑料不仅对土壤、海洋、河流中的生物造成了不可逆的影响,而且也会对人体产生难以预计的危害,如影响某些生物的繁殖率和体内的酶活性,改变人体肺部和胃肠道内的微生物结构等。
从本期开始,本博将从纺织材料体量规模依次探讨聚酯涤纶、棉、聚酰胺尼龙,混纺纤维材料的Ecosystem的技术方案和是产业化现状。
我国聚酯产能占比中77.5%的聚酯用于合成纤维/纺织产品,聚酯瓶片约占18.8%,聚酯膜不到5%。由此可见,废旧聚酯纺织品的回收需求更甚,但目前废旧聚酯的回收再利用主要集中于清洁、高纯度、无色的聚酯瓶片,聚酯纺织品由于含有染料和助剂,回收经济效益低,大多在使用寿命结束后被填埋或焚烧处理。由于含有染料、颜料、分散剂等添加剂,回收利用率仅达到5%。
目前我国80%的企业采用物理法对聚酯废弃物进行回收再加工,但值得注意的是,物理法仅能延长聚酯使用周期,推迟其被运往垃圾场的时间,并不能真正实现再生循环。物理回收首先也需要经过初级回收过程中分类步骤对原料识别后再加工,通常包括洗涤、干燥、熔融、切割、分离、挤压和再造粒。该方法简单、投资低、设备固定、原料灵活,但加工过程中的机械应力和高温加热会引发聚酯分子链断裂、增加副反应,造成再生聚酯特性粘度和分子量下降。当应用于有色聚酯纺织品时,染料等杂质的存在会在加工过程中加快产品质量的下降,严重限制产物的再利用领域,导致再生产物只能降级利用。例如聚酯瓶片通过物理回收可以降级到纺织品再到地毯、塑料填料、土工布、汽车内饰、水泥增强材料等对颜色和纯度要求不高的应用领域。
化学法相对物理法更有可能实现聚酯的闭环、开环或升级回收。化学回收通过溶剂对聚酯分子链进行解聚,将其转化为单体或低聚物,再提纯并重新用作化学原料,能实现真正意义上的再生循环。由于聚酯中酯键容易被很多亲核试剂解聚,根据溶剂种类,化学回收可分为水解法,醇解法和氨/胺解法。目前工业化最常用的聚酯化学回收方式为乙二醇醇解法,该回收方式反应温和、对设备要求低,以BHET为最终产物,在聚酯闭环回收过程中可以省去酯交换过程,易于连续化生产。
目前国内化学法做的最好、规模最大的企业,当属浙江佳人新材料,国内外一线品牌在聚酯涤纶板块基本都与其合作。不过有色聚酯的降解与脱色问题一直是废旧聚酯纺织品工业化回收进程中的阻碍,亟需一种高效、环保、低成本和高产率的聚酯降解与脱色方案。在此基础上,如果能实现降解与脱色一体化,将会缩短纺织品的回收流程,同时提高经济效益,缓解废旧纺织品引起的环境污染和能源消耗问题。