Poliesterin təkrar emalı zamanı elastan problemləri yaranır.

Donghua Universitetinin tədqiqat qrupu kimyəvi təkrar emal prosesi hazırlayıb. Bu proses poliester qarışıq tekstillərdə parçalanmaya səbəb olur, eyni zamanda 96 faizdən çox pambıq və spandeks lifini bütöv saxlayır. Metod elastik geyimlərin təkrar emalında qarşıya çıxan ən böyük çətinlikləri aradan qaldıra bilər.

Əsas proses polietilen tereftalatın (PET) tam depolimerizasiyasıdır. PET 80 dərəcə selsidə 80 dəqiqədə parçalanır və onun qurucu bloku olan tereftalik turşu (TPA) 99 faiz təmizlik və 99 faiz bərpa dərəcəsi ilə əldə edilir. Nəticələr 1 avqust tarixli Journal of Hazardous Materials jurnalında dərc olunub.

Textil təkrar emalı baxımından tədqiqatçılar prosesi həm PET və pambıq, həm də PET və spandeks parçalarında təsdiq ediblər və müşayiət edən liflərin zədələnmədiyini bildiriblər.

Bu fərq böyük əhəmiyyət daşıyır, çünki qarışıq parçalar tekstildən-tekstilə təkrar emal üçün çox çətin xammaldır. Polyester və pambıq effektiv şəkildə ayrılması çətindir. Kiçik elastan miqdarı təkrar emalı daha mürəkkəbləşdirir, çünki PET-in kimyəvi emalında spandeksə ziyan dəyə bilər.

Əvvəlki tədqiqatlarda PET/spandeks qarışığından yüksək poliester monomer bərpası metanol alkolizi ilə aparılıb, lakin spandeks tam depolimerizə edilib. Bu proses 120 dərəcə selsidə həyata keçirilərək 94 faiz dimetil tereftalat və 98 faiz etilenqlikol hasil edib.

Yeni yanaşma polimerlərin kimyəvi həssaslıqlarındakı fərqlərdən istifadə edir.

Tədqiqatçılar etilenqlikol və kalium hidroksidi ilə sənaye kimyəvi proseslərində istifadə olunan poliarotip sulfolanı birləşdiriblər. Onlar sulfolanın etilenqlikol ətrafındakı hidrojen bağlama mühitini dəyişdirərək, PET matrisində şişmə yarandığını və poliesterin ester bağlarına aktiv maddələrin daha asan nüfuz etdiyini aşkar ediblər.

Mexanizmi Fourier-transform infraqırmızı spektroskopiyası və sıxlıq funksional nəzəriyyə hesablamaları ilə araşdıran komanda sulfolanı diklorometan, tetrahidrofuran, 2-metiltetrahidrofuran və dimetil sulfoxid kimi digər həlledicilərlə müqayisə edib.

Optimizasiya olunmuş şəraitdə PET 80 dərəcə selsidə 80 dəqiqədə tam depolimerizə olunub. Pambıq və spandeks liflərinin 96 faizdən çoxu struktur bütövlüyünü qoruyub.

Bu seçicilik poliester hasilatından da önəmli ola bilər.

Kimyəvi təkrar emal texnologiyaları artıq keyfiyyətli PET monomerləri istehsal edə bilir. Ancaq qarışıq tekstil tullantıları başqa çətinliklər yaradır: bir polimeri bərpa etmək məhdud dövriyyə dəyərinə malikdir, əgər ona bağlı olan digər maddələr sıradan çıxırsa.

Tədqiqat bərpa olunan pambıq və spandeksin strukturca sağlam olduğunu göstərir, lakin bu liflərin mexaniki performansının tekstildən-tekstilə yenidən istifadəyə yarayıb-yaramadığını müəyyənləşdirmir.

Test edilən materiallar arasında istehsalçı Yuyue Home Textile tərəfindən təmin olunan PET parça, PET/pambıq və PET/spandeks parçaları, həmçinin PET köpük və butulkalar var. Proses polilaktik turşu, polibutilen adipat tereftalat və polibutilen tereftalat kimi başqa poliester ailəsi materiallarda da qiymətləndirilib.

Sistem PET depolimerizasiyası zamanı boyaların çıxarılmasını təmin edib ki, bu da tekstil tullantıları üçün faydalıdır.

Boyalar, bitirici maddələr və əlavələr kimyəvi təkrar emalı çətinləşdirə və bərpa olunan materialların keyfiyyətinə təsir edə bilər. Tədqiqatçılar prosesin polimer ayrılmasıyla yanaşı rəngsizləşdirməni də eyni vaxtda təmin etdiyini bildirir. Boyalar bərpa olunan lifdə deyil, həlledici fazaya keçir.

Müqayisədə daha yumşaq əməliyyat şərtləri fərqləndirici xüsusiyyətdir. Tədqiqatda 80 dərəcə selsidə aparılan müalicə PET-in həm hidroliz, həm də glikoliz proseslərinə nisbətən aşağı temperaturlarda baş verir. Keçmiş nümunələrdə bu proseslər 120 dərəcədən yüksək temperaturda, o cümlədən 210 dərəcə selsidə 4 saat və ya 250 dərəcə selsidə 2,5 saat davam edib.

Aşağı temperatur özü prosesi daha az enerji sərfiyyatı, aşağı xərc və ya kiçik ekoloji təsir mənasına gətirmir.

Sulfolan xüsusilə diqqətə layiqdir. Tədqiqatçılar onu yaşıl və təkrar istifadə edilə bilən həlledici adlandırıb. Sulfolanın aşağı uçucu olması, istilik stabilliyi və yenidən istifadə oluna bilməsi vurğulanıb. Lakin onun ekoloji və sağlamlıq profili mürəkkəbdir. Sulfolan daha yeni həlledici seçimi göstərişlərində mənfi qiymətləndirmə alıb, o cümlədən reproduktiv toksikliklə bağlı narahatlıqlar qeyd olunur.

Tekstil təkrar emalının sənaye səviyyəsində tətbiqində ətraf mühitin qorunması həll edicinin səmərəli bərpası və yenidən istifadəsi, eləcə də işçi və ətraf mühitin maddəyə məruz qalmasının məhdudlaşdırılmasından asılı olacaq.

Tədqiqatçılar sistemin təkrar həlledici istifadə dövrlərində performansını qoruduğunu qeyd ediblər. Lakin laboratoriya nəticələri bərpa səmərəliliyi, korlama sistemləri və iqtisadiyyatın sənaye səviyyəsində tələblərə cavab verib-vermədiyini açıqlamır.

İş Donghua Universitetinin professoru Ye Chenin qurduğu qrupun seçici poliester təkrar emalı mövzusunda əvvəlki tədqiqatlarına əsaslanır.

Bu il dərc olunan başqa tədqiqatda tədqiqatçılar DMPU/etilenqlikol-kalium hidroksid sistemindən istifadə edərək 70 dərəcə selsidə 30 dəqiqədə poliester/pambıq qarışıqlarındakı PET-i tam çevirərək TPA bərpasını və pambığın qorunmasını təmin ediblər.

Sulfolan işi poliester və sellülozun ayrılmasından qat-qat genişləndirərək elastik tekstillər daxil olmaqla qarışıq poliester tullantılarının emal sahəsinə irəliləyişdir.

Laboratoriyadan kənarda eyni uğurun əldə olunması hələ sual altındadır.

Tədqiqat sənaye səviyyəsində nümayiş təqdim etmir və qarışıq tekstil tullantılarının emalının iqtisadi tərəflərini müəyyənləşdirmir. Struktur bütövlüyünü saxlayan liflərin mexaniki performansının geyimə çevrilmək üçün kifayət edib-etmədiyi də aydın deyil.

Materiallar arasında tullantı PET parçaları və istehsalçının təqdim etdiyi PET/pambıq və PET/spandeks parçaları var. Lakin istifadəçi istifadəsindən sonra yaranan geyimlər nümunə kimi təqdim edilməyib.

Istehlakçıdan sonra yaranan real geyimlər daha çox mürəkkəblik yarada bilər. Geyimlərdə PET və elastan neylon, akril, çap boyaları, suya davamlı bitiricilər, yapışqanlar, metal komponentlər və yığılmış çirklərlə birləşə bilər.

Buna baxmayaraq, tədqiqat tekstil təkrarçılarının daha təmiz, tək lifli xammaldan kənara çıxarkən qarşılaşdığı ən vacib problemi həll edir.

Poliester monomer bərpası təkrar emal çətinliyini zədələnmiş pambıq və elastana ötürərsə, tekstildən-tekstilə dövriyyədə böyük irəliləyiş olmaz. Donghua işi göstərir ki, seçici kimya təkrar emalçıya lazım olan polimeri parçalamağa, digərini pozmamağa imkan verir.

İndi isə həmin qorunmuş liflərin kifayət qədər yaxşı olub, yenidən geyimə çevrilməsi yoxlanmalıdır.