一种棉涤混纺纺织品的组分分离方法与含量测定方法

一种棉涤混纺纺织品的组分分离方法与含量测定方法
1.本技术要求享有2022年2月14日向中国国家知识产权局提交的，专利申请号为202210135518.0，发明名称为“一种棉涤混纺纺织品的组分分离方法与含量测定方法”的在先申请的优先权权益。所述在先申请的全文通过引用的方式结合于本技术中。
技术领域
2.本发明属于纺织品检测领域，特别涉及一种棉涤混纺纺织品的组分分离方法与含量测定方法。


背景技术：

3.含棉纺织品用途广泛，而废旧纺织品中也含有大量棉组分。2020年统计，全国废旧纺织品近4000万吨，其中废旧棉纺织品近1200万吨。对含棉纺织品中棉及其他组分快速彻底分离，不仅能够准确检测成分含量，也更有利于高效回收及再利用。对于纺织品中最常见的棉/聚酯混纺纺织品，目前已有一些分离回收方法，比如荣真等人(荣真，陈昀，唐世君.离子液体溶解法分离废弃涤棉混纺织物[j].纺织学报,2012,33(8):24-29)采用1-丁基-3-甲基咪唑氯型离子液体(bmimcl)溶解法分离废弃棉涤混纺织物中的涤纶与棉纤维。rasike等人(rasike d s,wang x g,nolene b.recycling textiles:the use of ionic liquids in the separation of cotton polyester blends[j].rsc advances,2014(4):29094-29098)利用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯型离子液体(amimcl)回收废旧混纺纺织品的环保型方法，由于amimcl对棉/聚酯纺织品中棉成分的选择性溶解，可以将棉和聚酯成分分离并分别回收。张军等人(zl201510183951.1)利用离子液体实现了废旧纺织品的绿色高效回收再利用。haslinger等人(simone haslinger，michael hummel，adina anghelescu-hakala，marjoherbert sixta.upcycling of cotton polyester blended textile waste to new man-made cellulose fibers[j].waste management，97:87-96)利用超碱性离子液体[dbnfi][oac]成功去除了棉涤纺织品中的聚酯成分。ling等人(chen ling，sheng shi，wensheng hou，zhifeng yan.separation of waste polyester/cotton blended fabrics by phosphotungstic acid and preparation of terephthalic acid[j].polymer degradation and stability，2019,161:157-165)利用磷钨酸将棉涤纺织品分离得到了聚酯及微晶纤维素。但是离子液体本身具有粘度高的缺点，所得棉/离子液体溶液粘度更高，阻碍组分的分离，导致棉与涤的分离不彻底、回收率低等问题。并且，在分离过程中，通常由于溶解温度较高等原因，导致棉组分的降解。因此，发展一种准确、快速且温和的分离、回收棉涤组分的方法成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0004]
为了改善现有技术的不足，本发明旨在提供一种棉涤混纺纺织品组分分离的方法与含量测定方法。
[0005]
本发明提供一种棉涤混纺纺织品组分分离的方法，包括如下步骤：
[0006]
1)将离子液体与共溶剂搅拌混合，得到离子液体/共溶剂的混合溶剂；所述共溶剂为有机溶剂；
[0007]
2)将预处理后的棉涤混纺纺织品与所述混合溶剂混合，静置或搅拌直至棉涤混纺纺织品中的纤维素完全溶解，得到含纤维素及聚酯织物的混合物；
[0008]
3)将所述聚酯织物从所述混合物中的分离，得到纤维素溶液。
[0009]
根据本发明的实施方案，所述离子液体选自由取代或未取代的咪唑阳离子与阴离子所形成的熔点低于100℃的熔融盐，或者选自由取代或未取代的吡啶阳离子与阴离子所形成的熔点低于100℃的熔融盐。
[0010]
例如，所述咪唑阳离子或吡啶阳离子上的取代基可以为c
1-6
烷基、c
1-6
烯基中的一种或多种；例如为甲基、乙基、丁基、烯丙基中的一种或多种。
[0011]
例如，所述阴离子可以为卤素离子、烷基酸离子、有机磷酸酯离子(例如烷基磷酸酯离子、二烷基磷酸酯离子)中的一种或多种；例如为溴离子、氯离子、甲酸根离子、乙酸根离子、二甲基磷酸酯离子、二乙基磷酸酯离子中的一种或多种。
[0012]
优选地，所述离子液体选自下述离子液体中的至少一种：1-乙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(emimcl)、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体(emimbr)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(amimcl)、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体(amimbr)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(bmimcl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体(bmimbr)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体(emimac)、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体(amimac)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体(bmimac)、n-乙基吡啶氯盐离子液体(epycl)、n-乙基吡啶溴盐离子液体(epybr)、1,3-二甲基咪唑二甲基磷酸酯盐离子液体([mmim][dmp])、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸酯盐离子液体([emim][dep])、3-甲基咪唑甲酸盐离子液体([mim][hcoo])、n-甲基吡啶甲酸盐离子液体([mpy][hcoo])、1-乙基-3-甲基咪唑甲酸盐离子液体([emim][hcoo])、1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐离子液体([bmim][hcoo])。
[0013]
更优选地，所述离子液体选自amimcl、bmimcl、emimac、bmimac中的一种或多种。
[0014]
根据本发明的实施方案，所述共溶剂为高沸点有机溶剂，其沸点高于150℃,例如选自二甲基亚砜(dmso)、二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基乙酰胺(dmac)中的一种或多种；优选为二甲基亚砜(dmso)和/或二甲基乙酰胺(dmac)。
[0015]
根据本发明的实施方案，，所述离子液体和共溶剂的质量比为1:(1～10)，例如为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。
[0016]
示例性地，所述混合溶剂选自：bmimac与dmso的混合溶剂，amimcl与dmso的混合溶剂，bmimac、dmso与dmac的混合溶剂、bmimcl与dmac的混合溶剂、emimac与dmso的混合溶剂。比如，所述混合溶剂选自：bmimac与dmso按照质量比1:1的混合溶剂，bmimac与dmso按照质量比1:5的混合溶剂，bmimac与dmso按照质量比1:2的混合溶剂，amimcl与dmso按照质量比1:2的混合溶剂，bmimac、dmso与dmac按照质量比1:1:1的混合溶剂、bmimcl与dmac按照质量比1:6的混合溶剂、emimac与dmso按照质量比1:10的混合溶剂。
[0017]
根据本发明的实施方案，步骤2)中，所述预处理后的棉涤混纺纺织品和混合溶剂的质量比为(1～5):(95～99)，优选所述预处理后的棉涤混纺纺织品和混合溶剂的质量比为(1～3):(96～98)，例如为4:96、5:95、2:98、3:97。
[0018]
根据本发明的实施方案，步骤2)中，所述预处理后的棉涤混纺纺织品的制备过程
包括：对棉涤混纺纺织品进行脱色、干燥处理，得到预处理后的纺织品。
[0019]
根据本发明的实施方案，所述棉涤混纺纺织品中棉与聚酯的质量比为(95～5):(5～95)，优选所述棉涤混纺纺织品中棉与聚酯的比例为(80～10):(15～80)，进一步地，所述棉涤混纺纺织品中棉与聚酯的比例为(60～30):(25～50)，例如为68.1:31.1、59.3:39.9、54.5:45.3、69.0:30、88.6:11、19.7:80。
[0020]
根据本发明的实施方案，所述脱色可通过如下方法进行：将棉涤混纺纺织品浸没于次氯酸钠水溶液中，控制浴比为1:(15-25)，ph为9-10，在55-70℃下脱色15-20min，例如浴比为1:20、ph为10，在60℃下脱色20min。
[0021]
优选地，所述次氯酸钠水溶液中的有效氯含量为8％-12％。
[0022]
优选地，当所述棉涤混纺纺织品为废旧棉涤混纺纺织品时，还可以在脱色前对其进行消毒处理。
[0023]
根据本发明的实施方案，步骤2)中，所述静置或搅拌的温度为室温～60℃，例如30～50℃；所述室温指15-30℃。
[0024]
根据本发明的实施方案，步骤2)中，所述静置或搅拌的时间为0.1～2h。
[0025]
根据本发明的实施方案，步骤3)中，所述纤维素溶液的粘度为0.01～1pa
·
s，优选所述纤维素溶液的粘度为0.1～0.8pa
·
s、0.05～0.2pa
·
s、0.05～0.3pa
·
s、0.05～0.5pa
·
s、0.07～0.9pa
·
s、0.3～0.6pa
·
s，例如所述纤维素溶液的粘度为0.16pa
·
s、0.11pa
·
s、0.92pa
·
s、0.23pa
·
s、0.19pa
·
s、0.21pa
·
s、0.07pa
·
s、0.05pa
·
s。
[0026]
根据本发明的实施方案，所述纤维素溶液为透明溶液。
[0027]
根据本发明的实施方案，步骤3)中，所述分离的方式可以为直接将聚酯织物捞出，或利用过滤、离心、挤压等方式分离纤维素溶液及聚酯织物。
[0028]
根据本发明的实施方案，步骤3)中，所得聚酯织物为棉涤混纺纺织品中的聚酯部分，保有原始编织结构。例如，所述聚酯可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
[0029]
本发明还提供一种上述离子液体/共溶剂的混合溶剂在分离棉涤混纺纺织品中棉涤组分的应用。
[0030]
本发明还提供上述分离方法在测定棉涤混纺纺织品棉涤组分含量中的应用。
[0031]
本发明还提供一种棉涤混纺纺织品棉涤组分含量的测试方法，包括如下步骤：
[0032]
s1)清洗掉上述分离方法步骤3)得到的聚酯织物上残余纤维素溶液，收集洗液，将清洗后的聚酯织物干燥，称重，计算聚酯对含量；
[0033]
s2)将上述分离方法步骤3)得到的纤维素溶液倒入水中，与步骤s1)得到的洗液混合，过滤，干燥，称重，计算棉的含量。
[0034]
根据本发明的实施方案，所述测试方法还包括：步骤s3)将得到的棉(即纤维素)回收，用于制备纤维素纤维、纤维素膜、纤维素微球、纤维素凝胶或纤维素气凝胶材料。
[0035]
根据本发明的实施方案，所述测试方法还包括：步骤s4)收集步骤s2)过滤得到的混合液，通过旋蒸分离回收离子液体。
[0036]
本发明的有益效果：
[0037]
本发明利用离子液体加共溶剂的方法，大大降低了溶剂的粘度，实现快速、彻底的分离。混纺纺织品不需要粉碎，分离后可得到完整聚酯织物，并且溶解分离过程在室温至60℃内就能实现，过程温和，纤维素不降解，回收率高，可用于准确检测棉涤组分含量。溶解过
程仅用到离子液体、高沸点有机溶剂及水，在分离后，通过旋蒸的方法，能分别回收再利用。
[0038]
高粘度的离子液体加共溶剂后粘度大幅降低，利用共溶剂溶解分离得到的纤维素溶液同样具有较低粘度，利于固液两相快速彻底分离。
[0039]
本发明中所使用的离子液体无毒、无害、易于回收、不挥发，有优异的热稳定性和高的安全性。对于纯棉纺织品能够溶解完全，可将废旧纯棉纺织品转化成性能良好的纤维素膜或纤维材料。对于棉/聚酯混纺纺织品中两组分的分离简便且彻底，能够得到纯的纤维素和纯的聚酯，便于两种组分的再利用。
[0040]
本发明中所使用的共溶剂，对于纯棉纺织品能够溶解完全，对于棉/聚酯混纺纺织品能够快速彻底分离，纺织品不需要粉碎，分离后能够得到低粘度的纤维素溶液及完整的聚酯织物。溶解分离过程温和，纤维素不降解，回收率高，可用于检测棉涤成分含量。
附图说明
[0041]
图1为实施例2中，预处理后废旧棉涤混纺纺织品分离前光学照片(a)和分离后聚酯织物光学照片(b)。
[0042]
图2为实施例2、3、4中棉涤混纺纺织品分离回收前后，棉聚合度的测试结果。
[0043]
图3为实施例2及对比例1中分离得到的纤维素溶液的粘度测试结果。
[0044]
图4为实施例4中利用废旧棉涤混纺纺织品分离得到的纤维素制备的再生纤维素薄膜的照片(a)、再生纤维素纤维的照片(b)。
[0045]
图5为实施例2中利用废旧棉涤混纺纺织品分离得到的纤维素制备的再生纤维素微球显微镜照片。
[0046]
图6为实施例4中脱色前后混纺纺织品及分离后再生纤维素的红外谱图。
[0047]
图7为实施例2中分离后聚酯与商品聚酯的红外谱图。
具体实施方式
[0048]
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
[0049]
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
[0050]
实施例1
[0051]
1)预处理纺织品：对10g全新混纺纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的纺织品9.85g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为450。
[0052]
2)离子液体/共溶剂溶解：bmimac与dmso按照1:1的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与离子液体/共溶剂的质量比为3:97，在30℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解10分钟，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.16pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0053]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为431。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤质量的质量分别为6.71g和3.06g，测的废旧纺织品中含棉68.1％，含涤31.1％(注：全新纺织品的成分标签为含棉69％，含涤31％)。
[0054]
实施例2
[0055]
1)预处理废旧纺织品：对10g废旧混纺纺织品依次进行消毒、脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的废旧纺织品9.91，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为381。预处理后棉涤混纺纺织品分离前光学照片如图1(a)所示。
[0056]
2)离子液体/共溶剂溶解：bmimac与dmso按照1:1的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的废旧纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理废旧纺织品与离子液体/共溶剂的质量比为3:97，在50℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解5分钟，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.11pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0057]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为366。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤质量的质量分别为5.40g和4.49g，测的废旧纺织品中含棉54.5％，含涤45.3％(注：废旧纺织品的成分标签为含棉55％，含涤45％)。分离后聚酯织物光学照片如图1(b)所示，分离后聚酯与商品聚酯的红外谱图如图7所示，表明分离后聚酯的结构没有改变。
[0058]
4)将上述步骤中干燥得到的纤维素按固含量3％利用bmimac室温搅拌2h溶解，得到纤维素溶液，利用同轴气流加工工艺，乙醇和水1:1做凝固浴，制得再生纤维素微球，平均粒径500微米。
[0059]
实施例3
[0060]
1)预处理纯棉纺织品：对10g纯棉纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的纯棉纺织品9.61g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为709。
[0061]
2)离子液体/共溶剂溶解：bmimac与dmso按照1:5的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的纯棉纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理棉纺织品与bmimac/共溶剂的质量比为5:95，在60℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解30分钟，得到澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.92pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集，得到9.57g固体。利用铜乙二胺法测得棉聚合度为702。测的纺织品中棉的含量为99.6％。
[0062]
实施例4
[0063]
1)预处理废旧纺织品：对10g废旧混纺纺织品依次进行消毒、脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥
3h，称重，得到预处理后的废旧纺织品9.90g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为606。
[0064]
2)离子液体共溶剂溶解：bmimac与dmso按照1:2的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的废旧纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理后的废旧纺织品、共溶剂的质量比为4:96，在60℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解20分钟，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.23pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0065]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为599。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤的质量分别为6.83g和2.97g，测的废旧纺织品中含棉69.0％，含涤30.0％(注：废旧纺织品的原始成分标签为含棉70％，含涤30％)。
[0066]
4)将上述步骤中干燥得到的纤维素按固含量5％利用bmimac室温搅拌2h溶解，得到纤维素溶液，利用刮膜法及湿纺法使纤维素溶液成型，水为凝固浴，60℃干燥后，制得再生纤维素膜及纤维。脱色前后混纺纺织品及分离后再生纤维素的红外谱图如图6所示，表明分离后的再生纤维素结构与纺织品中的纤维结构一致。
[0067]
实施例5
[0068]
1)预处理纺织品：对10g全新混纺纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的纺织品9.73g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为550。
[0069]
2)离子液体/共溶剂溶解：amimcl与dmso按照1:2的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与离子液体/共溶剂的质量比为2:98，在60℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解2h，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.19pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0070]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为511。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤质量的质量分别为8.62g和1.07g，测的废旧纺织品中含棉88.6％，含涤11.0％(注：全新纺织品的成分标签为含棉89％，含涤11％)。
[0071]
实施例6
[0072]
1)预处理纺织品：对10g全新混纺纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的纺织品9.74g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为490。
[0073]
2)离子液体/共溶剂溶解：bmimac/dmso/dmac按照1:1:1的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与离子液体/共溶剂的质量比为4:96，在60℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解1h，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.21pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0074]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收
集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为481。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤质量的质量分别为5.78g和3.89g，测的废旧纺织品中含棉59.3％，含涤39.9％(注：全新纺织品的成分标签为含棉60％，含涤40％)。
[0075]
实施例7
[0076]
1)预处理纺织品：对10g废旧混纺纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的纺织品9.81g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为501。
[0077]
2)离子液体/共溶剂溶解：bmimcl与dmac按照1:6的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与离子液体/共溶剂的质量比为4:96，在60℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解1.5h，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.07pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0078]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为489。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤质量的质量分别为1.94g和7.85g，测的废旧纺织品中含棉19.7％，含涤80.0％(注：全新纺织品的成分标签为含棉20％，含涤80％)。
[0079]
实施例8
[0080]
1)预处理纺织品：对10g废旧混纺纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，称重，得到预处理后的纺织品9.92g，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为395。
[0081]
2)离子液体/共溶剂溶解：emimac与dmso按照1:10的质量比混合得到共溶剂。用共溶剂对步骤1)中得到的预处理后的纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与离子液体/共溶剂的质量比为5:95，在60℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解2h，将聚酯织物捞出，分别得到聚酯织物及澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为0.05pa
·
s。纤维素溶液加水沉淀出纤维素，过滤、干燥收集。
[0082]
3)聚酯织物与残余纤维素溶液分离：水洗沉淀出聚酯织物上残余纤维素，干燥收集，与步骤2中得到的纤维素合并称重，利用铜乙二胺法测得棉聚合度为390。将清洗后的聚酯织物干燥称重。测得棉和涤质量的质量分别为0.97g和8.96g，测的废旧纺织品中含棉9.78％，含涤90.3％(注：全新纺织品的成分标签为含棉10％，含涤90％)。
[0083]
对比例1
[0084]
1)预处理废旧纺织品：对10g废旧混纺纺织品依次进行消毒、脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，并将其粉碎为直径小于2mm的颗粒，得到预处理后的废旧纺织品9.89g。
[0085]
2)离子液体溶解：用amimcl对步骤1)中得到的预处理纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与amimcl的质量比为3:97，在90℃、真空条件下(220pa)，对二者的混合物搅拌溶解2h，趁热放入离心机中以10000rpm转速离心分离10min，收集上层澄清纤维素溶
液，测试得到纤维素溶液粘度为19.7pa
·
s，水沉淀后，干燥称重，得到3.15g纤维素。
[0086]
3)聚酯与残余纤维素溶液分离：将离心后所得的下层聚酯和残留的纤维素溶液在150℃下搅拌1h，依次对其进行水洗、干燥，得到不含纤维素的纯聚酯4.13g。测得纺织品中含棉31.9％，含涤41.8％，远低于纺织品中棉和涤的真实含量(注：纺织品成分标签为含棉55％，含涤45％)。
[0087]
对比例2
[0088]
1)预处理纺织品：对10g全新混纺纺织品进行脱色处理，使用次氯酸钠水溶液(有效氯含量为8％-12％)作为脱色剂，浴比为1:20，使用1mol
·
l-1
的氢氧化钠水溶液调节ph值至10，60℃下脱色20min，即可脱除纺织品中的染料，再将其在105℃下干燥3h，并将其粉碎为直径小于2mm的颗粒，得到预处理后的纺织品9.80g。
[0089]
2)离子液体溶解：用bmimac对步骤1)中得到的预处理纺织品进行溶解，投料比例如下：预处理纺织品与bmimac的质量比为3:97，在50℃及搅拌速率30转/分钟下，对二者的混合物搅拌溶解10分钟，趁热放入离心机中以10000rpm转速离心分离10min，收集上层澄清纤维素溶液，测试得到纤维素溶液粘度为15.2pa
·
s，水沉淀后，干燥称重，得到4.70g纤维素。
[0090]
3)聚酯与残余纤维素溶液分离：将离心后所得的下层聚酯和残留的纤维素溶液在150℃下搅拌1h，依次对其进行水洗、干燥，得到不含纤维素的纯聚酯2.83g。测得纺织品中含棉48.0％，含涤28.9％，远低于纺织品中棉和涤的真实含量。(注：全新纺织品的成分标签为含棉69％，含涤31％)。
[0091]
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种棉涤混纺纺织品组分分离的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将离子液体与共溶剂搅拌混合，得到离子液体/共溶剂的混合溶剂；所述共溶剂为有机溶剂；2)将预处理后的棉涤混纺纺织品与所述混合溶剂混合，静置或搅拌直至棉涤混纺纺织品中的纤维素完全溶解，得到含纤维素及聚酯织物的混合物；3)将所述聚酯织物从所述混合物中的分离，得到纤维素溶液。2.根据权利要求1所述的棉涤混纺纺织品组分分离的方法，其特征在于，所述离子液体选自由取代或未取代的咪唑阳离子与阴离子所形成的熔点低于100℃的熔融盐，或者选自由取代或未取代的吡啶阳离子与阴离子所形成的熔点低于100℃的熔融盐。优选地，所述咪唑阳离子或吡啶阳离子上的取代基可以为c
1-6
烷基、c
1-6
烯基中的一种或多种。优选地，所述阴离子可以为卤素离子、烷基酸离子、有机磷酸酯离子，优选所述有机磷酸酯离子例如为烷基磷酸酯离子、二烷基磷酸酯离子中的一种或多种；例如所述阴离子为溴离子、氯离子、甲酸根离子、乙酸根离子、二甲基磷酸酯离子、二乙基磷酸酯离子中的一种或多种。优选地，所述离子液体选自下述离子液体中的至少一种：1-乙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(emimcl)、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体(emimbr)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(amimcl)、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体(amimbr)、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(bmimcl)、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐离子液体(bmimbr)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体(emimac)、1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体(amimac)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体(bmimac)、n-乙基吡啶氯盐离子液体(epycl)、n-乙基吡啶溴盐离子液体(epybr)、1,3-二甲基咪唑二甲基磷酸酯盐离子液体([mmim][dmp])、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸酯盐离子液体([emim][dep])、3-甲基咪唑甲酸盐离子液体([mim][hcoo])、n-甲基吡啶甲酸盐离子液体([mpy][hcoo])、1-乙基-3-甲基咪唑甲酸盐离子液体([emim][hcoo])、1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐离子液体([bmim][hcoo])。优选地，所述共溶剂为高沸点有机溶剂，其沸点高于150℃,例如选自二甲基亚砜(dmso)、二甲基甲酰胺(dmf)和二甲基乙酰胺(dmac)中的一种或多种。优选地，所述离子液体和共溶剂的质量比为1:(1～10)。3.根据权利要求1或2所述的棉涤混纺纺织品组分分离的方法，其特征在于，步骤2)中，所述预处理后的棉涤混纺纺织品和混合溶剂的质量比为(1～5):(99～95)。优选地，所述棉涤混纺纺织品中棉与聚酯的质量比为(95～5):(5～95)。4.根据权利要求1-3任一项所述的棉涤混纺纺织品组分分离的方法，其特征在于，步骤2)中，所述预处理后的棉涤混纺纺织品的制备过程包括：对棉涤混纺纺织品进行脱色、干燥处理，得到预处理后的纺织品。优选地，所述脱色可通过如下方法进行：将棉涤混纺纺织品浸没于次氯酸钠水溶液中，控制浴比为1:(15-25)，ph为9-10，在55-70℃下脱色15-20min。优选地，当所述棉涤混纺纺织品为废旧棉涤混纺纺织品时，还可以在脱色前对其进行消毒处理。5.根据权利要求1-4任一项所述的棉涤混纺纺织品组分分离的方法，其特征在于，步骤
2)中，所述静置或搅拌的温度为室温～60℃。优选地，步骤2)中，所述静置或搅拌的时间为0.1～2h。优选地，步骤3)中，所述纤维素溶液的粘度为0.01～1pa
·
s。优选地，所述纤维素溶液为透明溶液。6.根据权利要求1-5任一项所述的棉涤混纺纺织品组分分离的方法，其特征在于，步骤3)中，所述分离的方式可以为直接将聚酯织物捞出，或利用过滤、离心、挤压等方式分离纤维素溶液及聚酯织物。优选地，步骤3)中，所得聚酯织物为棉涤混纺纺织品中的聚酯部分，保有原始编织结构。7.一种权利要求1-6任一项所述离子液体/共溶剂的混合溶剂在分离棉涤混纺纺织品中棉涤组分的应用。8.一种权利要求1-6任一项所述棉涤混纺纺织品组分分离的方法在测定棉涤混纺纺织品棉涤组分含量中的应用。9.一种棉涤混纺纺织品棉涤组分含量的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：s1)清洗掉权利要求1-6任一项所述分离方法步骤3)得到的聚酯织物上残余纤维素溶液，收集洗液，将清洗后的聚酯织物干燥，称重，计算聚酯对含量；s2)将权利要求1-6任一项所述分离方法步骤3)得到的纤维素溶液倒入水中，与步骤s1)得到的洗液混合，过滤，干燥，称重，计算棉的含量。10.根据权利要求9所述的棉涤混纺纺织品棉涤组分含量的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：步骤s3)将得到的棉(即纤维素)回收，用于制备纤维素纤维、纤维素膜、纤维素微球、纤维素凝胶或纤维素气凝胶材料。优选地，所述测试方法还包括：步骤s4)收集步骤s2)过滤得到的混合液，通过旋蒸分离回收离子液体。

技术总结
本发明属于纺织品检测领域，具体涉及一种棉涤混纺纺织品的组分分离与含量测定方法，所述棉涤混纺纺织品组分分离的方法，包括如下步骤：1)将离子液体与共溶剂搅拌混合，得到离子液体/共溶剂的混合溶剂；所述共溶剂为有机溶剂；2)将预处理后的棉涤混纺纺织品与所述混合溶剂混合，静置或搅拌直至棉涤混纺纺织品中的纤维素完全溶解，得到含纤维素及聚酯织物的混合物；3)将所述聚酯织物从所述混合物中的分离，得到纤维素溶液。本发明的方法纤维素溶液粘度低，分离快速彻底，溶解温度低，纤维素不降解，分离后能得到完整的聚酯织物，回收率高，可检测棉涤成分含量，离子液体共溶剂可通过旋蒸除水后回收再利用。除水后回收再利用。除水后回收再利用。


技术研发人员：张晓程 张金明 张军 田卫国
受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2023/8/23