废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体涉及废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺。

背景技术

塑料袋是以塑料(常用塑料有聚丙烯、聚酯、尼龙等)为主要原料制成的袋子，是人们日常生活中必不可少的物品，常被用来装其他物品，因其廉价、重量极轻、容量大、便于收纳的优点被广泛使用，但又因为塑料袋降解周期极长、处理困难的缺点而被部分国家禁止生产和使用；

现有的环保袋的降解速度较传统塑料的降解速度虽然有所提升，但降解速率仍然较慢，同时由于环保袋的厚度较薄，使得在使用过程中易出现破损，进而导致环保袋不能够多次使用，不符合环保标准。

发明内容

本发明的目的在于提供废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺，通过增强树解决了现阶段环保袋的降解速率慢，且易出现的破损的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺，包括如下步骤：

步骤S1：将废旧纺织品用质量分数30％的氢氧化钠溶液浸泡20-30min后，过清水，再用质量分数20％的氯化钠溶液浸泡20-30min后，过清水，得到预处理纺织品；

步骤S2：将预处理纺织品进行切割干撕，再进行松解、开松形成再生棉，抽成纤维束；

步骤S3：将低密度聚乙烯、增强树脂、纤维束、双氰胺在温度为130-140℃的条件下，熔融共混，再在温度为150-170℃的条件下，吹膜制袋，制得可降解环保袋。

进一步的，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为30％，氯化钠溶液的质量分数为20％，所述的低密度聚乙烯、增强树脂、纤维束、双氰胺的用量质量比为20-30:10-15:1-3:3-5。

进一步的，所述的增强树脂由如下步骤制成：

步骤A1：将香草醛和甘油混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为100-110℃的条件下，进行搅拌并加入磷酸，进行反应2-4h，制得中间体1，将中间体1、环氧氯丙烷、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为70-80℃的条件下，加入氢氧化钠，进行反应2-4h，制得环氧树脂；

反应过程如下：

步骤A2：将硝基苯、丙酮、硫酸溶液加入反应釜中，在温度35-45℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体2，将中间体2、乙醇、钯炭加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.5-1.8MPa，在温度为45-55℃的条件下，进行反应5-7h，制得中间体3，将对硝基苯酚溶于甲醛水溶液中，在转速为150-200r/min，温度为80-90℃的条件下，进行搅拌并加入中间体3，进行反应5-7h，制得中间体4；

反应过程如下：

步骤A3：将中间体4、乙醇、钯炭加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.5-1.8MPa，在温度为45-55℃的条件下，进行反应5-7h后，通入光气，在温度为35-40℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体5，将中间体5、四氯化碳、偶氮二异丁腈、液态溴化氢加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为80-90℃的条件下，进行搅拌回流，并用高压汞灯照射，滴加双氧水，继续反应8-10h，制得中间体6；

反应过程如下：

步骤A4：将中间体6、碳酸钾、四氢呋喃混合均匀后，加入四乙溴化基铵水溶液，在温度70-80℃的条件下，回流反应1-1.5h，制得中间体7，将环氧树脂、中间体7、三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为200-300r/min，温度为75-85℃的条件下，进行反应8-10h后，加入改性纤维素和硫酸铜，在温度为110-120℃的条件下，进行反应3-5h，制得增强树脂。

反应过程如下：

进一步的，步骤A1所述的香草醛、甘油、磷酸的用量比为1mol:1.1mol:15g，中间体1、环氧氯丙烷、氢氧化钠的用量摩尔比为1:2:2。

进一步的，步骤A2所述的硝基苯、丙酮、硫酸溶液的用量摩尔比为2:1:6，硫酸溶液的质量分数为40％，中间体2、乙醇、钯炭、氢气的用量比为0.04mol:40mL:1g:0.05mol，硝基苯酚和中间体3用量摩尔比为1:2。

进一步的，步骤A3所述的中间体4、乙醇、钯炭、光气的用量比为0.04mol:40mL:1g:0.05mol:0.08mol，中间体5、四氯化碳、偶氮二异丁腈、液态溴化氢、双氧水的用量比为38g:100mL:1g:80g:35g，双氧水质量分数为30％。

进一步的，步骤A4所述的中间体6、碳酸钾、四乙溴化基铵水溶液的用量比为3.5g:8g:4mL，四乙溴化基铵水溶液的质量分数为50％，环氧树脂、中间体7、改性纤维素的用量质量比5:3:7。

进一步的，所述的改性纤维素由如下步骤制成：

步骤B1：将乙基纤维素溶于冰醋酸中，转速为200-300r/min，温度为50-60℃的条件下，进行搅拌并加入醋酸钠和顺丁烯二酸酐，进行反应10-15h后，在温度为120-130℃的条件下，蒸馏去除溶剂，制得预改性纤维素；

步骤B2：将碳纤维分散乙醇中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水，在转速为300-500r/min，温度为60-70℃的条件下，进行反应5-7h后，加入预改性纤维素和1-羟基苯并三唑，继续反应3-5h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得改性纤维素。

进一步的，步骤B1所述的乙基纤维素、醋酸钠、顺丁烯二酸酐的用量质量比为5:2:1。

进一步的，步骤B2所述的碳纤维、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、预改性纤维素、1-羟基苯并三唑的用量质量比为5:0.15:1:1.5。

本发明的有益效果：

本制备一种废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋，通过对废旧纺织品处理得到纤维束，将低密度聚乙烯、增强树脂、纤维束、双氰胺进行熔融共混，再进行吹膜制袋，制得可降解环保袋，其中增强树脂以香草醛和甘油为原料，进行反应，制得中间体1，将中间体1与环氧氯丙烷反应后，聚合制得环氧树脂，再将硝基苯和丙酮进行反应，制得中间体2，将中间体2进行还原制得中间体3，再将中间体3与硝基苯酚反应，制得中间体4，将中间体4再次进行还原并光气进行处理，制得中间体5，将中间体5进行溴化处理，制得中间体6，将中间体6进行处理制得中间体7，将环氧树脂与中间体7进行反应，使得中间体7两端的异氰酸酯基和环氧树脂上的羟基反应，形成网格状树脂，并制备了改性纤维素，该改性纤维素以羟乙基纤维素为原料与顺丁烯二酸酐反应使得顺丁烯二酸酐上的环状结构打开与羟乙基纤维素上的羟基反应，使得纤维素表面接枝羧基，将碳纤维用γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行处理，使得碳纤维表面接枝有氨基，进而加入改性纤维素，使得改性纤维上的部分羧基与碳纤维表面的氨基接枝，制得改性纤维素，再将改性纤维素与网格状树脂进一步的反应，使得改性纤维素上的羧基与网格状树侧链上的醇羟基酯化反应，制得增强树脂，该增强树脂以环氧树脂为基体并交联碳纤维，大大提升环保袋机械性能提升，使得环保袋在使用过程不易出现破损，同时侧链含有苯丙噁嗪结构使得自身韧性进一步的提升，同时主链为生物基可降解环氧单体，侧链为纤维素，使得制备出的环保袋能够快速降解，符合环保要求。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺，包括如下步骤：

步骤S1：将废旧纺织品用质量分数30％的氢氧化钠溶液浸泡20min后，过清水，再用质量分数20％的氯化钠溶液浸泡20min后，过清水，得到预处理纺织品；

步骤S2：将预处理纺织品进行切割干撕，再进行松解、开松形成再生棉，抽成纤维束；

步骤S3：将低密度聚乙烯、增强树脂、纤维束、双氰胺在温度为130℃的条件下，熔融共混，再在温度为150℃的条件下，吹膜制袋，制得可降解环保袋。

增强树脂由如下步骤制成：

步骤A1：将香草醛和甘油混合均匀，在转速为150r/min，温度为100℃的条件下，进行搅拌并加入磷酸，进行反应2h，制得中间体1，将中间体1、环氧氯丙烷、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为70℃的条件下，加入氢氧化钠，进行反应2h，制得环氧树脂；

步骤A2：将硝基苯、丙酮、硫酸溶液加入反应釜中，在温度35℃的条件下，进行反应6h，制得中间体2，将，加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.5MPa，在温度为45℃的条件下，进行反应5h，制得中间体3，将对硝基苯酚溶于甲醛水溶液中，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌并加入中间体3，进行反应5h，制得中间体4；

步骤A3：将中间体4、乙醇、钯炭加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.5MPa，在温度为45℃的条件下，进行反应5h后，通入光气，在温度为35℃的条件下，进行反应6h，制得中间体5，将中间体5、四氯化碳、偶氮二异丁腈、液态溴化氢加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌回流，并用高压汞灯照射，滴加双氧水，继续反应8h，制得中间体6；

步骤A4：将中间体6、碳酸钾、四氢呋喃混合均匀后，加入四乙溴化基铵水溶液，在温度70℃的条件下，回流反应1h，制得中间体7，将环氧树脂、中间体7、三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为75℃的条件下，进行反应8h后，加入改性纤维素和硫酸铜，在温度为110℃的条件下，进行反应3h，制得增强树脂。

改性纤维素由如下步骤制成：

步骤B1：将乙基纤维素溶于冰醋酸中，转速为200r/min，温度为50℃的条件下，进行搅拌并加入醋酸钠和顺丁烯二酸酐，进行反应10h后，在温度为120℃的条件下，蒸馏去除溶剂，制得预改性纤维素；

步骤B2：将碳纤维分散乙醇中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水，在转速为300r/min，温度为60℃的条件下，进行反应5h后，加入预改性纤维素和1-羟基苯并三唑，继续反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得改性纤维素。

实施例2

一种废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺，包括如下步骤：

步骤S1：将废旧纺织品用质量分数30％的氢氧化钠溶液浸泡25min后，过清水，再用质量分数20％的氯化钠溶液浸泡25min后，过清水，得到预处理纺织品；

步骤S2：将预处理纺织品进行切割干撕，再进行松解、开松形成再生棉，抽成纤维束；

步骤S3：将低密度聚乙烯、增强树脂、纤维束、双氰胺在温度为135℃的条件下，熔融共混，再在温度为160℃的条件下，吹膜制袋，制得可降解环保袋。

增强树脂由如下步骤制成：

步骤A1：将香草醛和甘油混合均匀，在转速为180r/min，温度为105℃的条件下，进行搅拌并加入磷酸，进行反应3h，制得中间体1，将中间体1、环氧氯丙烷、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为75℃的条件下，加入氢氧化钠，进行反应3h，制得环氧树脂；

步骤A2：将硝基苯、丙酮、硫酸溶液加入反应釜中，在温度40℃的条件下，进行反应7h，制得中间体2，将，加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.6MPa，在温度为50℃的条件下，进行反应6h，制得中间体3，将对硝基苯酚溶于甲醛水溶液中，在转速为180r/min，温度为85℃的条件下，进行搅拌并加入中间体3，进行反应6h，制得中间体4；

步骤A3：将中间体4、乙醇、钯炭加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.6MPa，在温度为50℃的条件下，进行反应6h后，通入光气，在温度为38℃的条件下，进行反应7h，制得中间体5，将中间体5、四氯化碳、偶氮二异丁腈、液态溴化氢加入反应釜中，在转速为180r/min，温度为85℃的条件下，进行搅拌回流，并用高压汞灯照射，滴加双氧水，继续反应9h，制得中间体6；

步骤A4：将中间体6、碳酸钾、四氢呋喃混合均匀后，加入四乙溴化基铵水溶液，在温度75℃的条件下，回流反应1.3h，制得中间体7，将环氧树脂、中间体7、三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，进行反应9h后，加入改性纤维素和硫酸铜，在温度为115℃的条件下，进行反应4h，制得增强树脂。

改性纤维素由如下步骤制成：

步骤B1：将乙基纤维素溶于冰醋酸中，转速为200r/min，温度为55℃的条件下，进行搅拌并加入醋酸钠和顺丁烯二酸酐，进行反应13h后，在温度为125℃的条件下，蒸馏去除溶剂，制得预改性纤维素；

步骤B2：将碳纤维分散乙醇中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水，在转速为400r/min，温度为65℃的条件下，进行反应6h后，加入预改性纤维素和1-羟基苯并三唑，继续反应4h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得改性纤维素。

实施例3

一种废旧纺织品再生利用生产可降解环保袋的生产工艺，包括如下步骤：

步骤S1：将废旧纺织品用质量分数30％的氢氧化钠溶液浸泡30min后，过清水，再用质量分数20％的氯化钠溶液浸泡30min后，过清水，得到预处理纺织品；

步骤S2：将预处理纺织品进行切割干撕，再进行松解、开松形成再生棉，抽成纤维束；

步骤S3：将低密度聚乙烯、增强树脂、纤维束、双氰胺在温度为140℃的条件下，熔融共混，再在温度为170℃的条件下，吹膜制袋，制得可降解环保袋。

增强树脂由如下步骤制成：

步骤A1：将香草醛和甘油混合均匀，在转速为200r/min，温度为110℃的条件下，进行搅拌并加入磷酸，进行反应4h，制得中间体1，将中间体1、环氧氯丙烷、四氢呋喃加入反应釜中，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，进行反应4h，制得环氧树脂；

步骤A2：将硝基苯、丙酮、硫酸溶液加入反应釜中，在温度45℃的条件下，进行反应8h，制得中间体2，将，加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.8MPa，在温度为55℃的条件下，进行反应7h，制得中间体3，将对硝基苯酚溶于甲醛水溶液中，在转速为200r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入中间体3，进行反应7h，制得中间体4；

步骤A3：将中间体4、乙醇、钯炭加入反应釜中，通入氢气，在压强为1.8MPa，在温度为55℃的条件下，进行反应7h后，通入光气，在温度为40℃的条件下，进行反应8h，制得中间体5，将中间体5、四氯化碳、偶氮二异丁腈、液态溴化氢加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌回流，并用高压汞灯照射，滴加双氧水，继续反应10h，制得中间体6；

步骤A4：将中间体6、碳酸钾、四氢呋喃混合均匀后，加入四乙溴化基铵水溶液，在温度80℃的条件下，回流反应1.5h，制得中间体7，将环氧树脂、中间体7、三乙胺、N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为85℃的条件下，进行反应10h后，加入改性纤维素和硫酸铜，在温度为120℃的条件下，进行反应5h，制得增强树脂。

改性纤维素由如下步骤制成：

步骤B1：将乙基纤维素溶于冰醋酸中，转速为300r/min，温度为60℃的条件下，进行搅拌并加入醋酸钠和顺丁烯二酸酐，进行反应15h后，在温度为130℃的条件下，蒸馏去除溶剂，制得预改性纤维素；

步骤B2：将碳纤维分散乙醇中，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和去离子水，在转速为500r/min，温度为70℃的条件下，进行反应7h后，加入预改性纤维素和1-羟基苯并三唑，继续反应5h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得改性纤维素。

对比例1

本对比例与实施例1相比未加入增强树脂，其余步骤相同。

对比例2

本对比例与实施例1相比在制备增强树脂的过程中未加入改性纤维素，其余步骤相同。

对比例3

本对比例为中国专利CN110373010A公开的一种可降解塑料袋。

将实施例1-3和对比例1-3制得的可降解塑料袋依照GB/T1039-1992的标准检测拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度，并将实施例1-3和对比例1-3制得的可降解塑料袋埋在试验土地里，进行自然降解2、3、5个月观察降解率，结果如下表所示；

由上表可知实施例1-3制得的可降解环保袋的横向拉伸强度18.38-18.61MPa，横向断裂伸长率168.3-170.6％，横向撕裂强度71.5-72.3kN/m，纵向拉伸强度为18.92-19.03MPa，纵向断裂伸长率为185.3-186.5％，纵向撕裂强度84.3-85.6kN/m，且5个月后的降解率为84.3-84.8％，表面本发明制得的环保袋具有很好的机械性能同时易降解，符合环保要求。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。