Новая жизнь старых джинсов

Старая одежда и текстильные материалы занимают второе место среди бытовых отходов, уступая только изделиям из синтетических полимеров. Исследователи из австралийского Университета Дикина разработали процесс рециклизации хлопчатобумажных тканей ( «ACS Sustainable Chemistry & Engineering», 2019).

Хлопковые плантации занимают обширные территории, выращивание хлопка требует значительных ресурсов, поэтому многие химики и технологи стараются разработать процесс регенерации целлюлозы из отходов текстиля, подобный производству бумаги из макулатуры.

Уже можно говорить об определенных успехах — хлопчатобумажные ткани научились растворять в ионных жидкостях, разрушая до отдельных волокон целлюлозы. Затем из растворов формируют нити, из которых делают ткань. Однако ионные жидкости — соли, размер катиона или аниона которых не позволяет при комнатной температуре сформировать устойчивую кристаллическую решетку, из-за чего они остаются жидкими, — стоят дорого. К тому же они вязкие, поэтому работать с чистыми ионными жидкостями сложно. Доктор Нолен Бирн с коллегами нашла решение обеих проблем.

Исследователи предложили следующий метод: ткань размалывают в порошок, который затем обесцвечивают водным раствором гидроксида натрия (NaOH). А можно и не обесцвечивать, если есть желание сохранить цвет регенерируемой ткани, — это позволит сэкономить дважды, и на щелочи, и на крашении. Далее измельченную в порошок ткань растворяют в смеси ионной жидкости (ацетате 1-бутил-3-метилимидазолия) и гораздо более дешевого, чем ионная жидкость, диметилсульфоксида (ДМСО), взятых в соотношении 1:4. Высокое содержание ДМСО в растворе, предназначенном для растворения целлюлозных волокон, не только удешевляет регенерацию ткани на 77%, но и снижает вязкость раствора, облегчая прядение новых волокон целлюлозы. Применяется метод мокрого прядения: вязкий раствор полимера пропускают через фильеры, струйки попадают в коагуляционную ванну с осадителем и превращаются в тонкие нити (в отличие от сухого прядения, при котором струйки получают из горячего раствора, а волокно образуется при простом испарении растворителя). После промывки, сушки и прочих необходимых процедур волокно готово для новой жизни.

Так организована регенерация нитей целлюлозы из отходов хлопчатобумажных тканей

Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 9/2019) на с. 7.