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·1552· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

旧涤棉混纺织物及其水热回收产物的电镜图见图 4。 滑，截面呈圆柱状，形态结构未发生变化；同时，
从图中可以看出，废旧涤棉混纺织物中棉与涤 棉纤维的纤维形态不复存在，水解成为长度约为
纶纤维混纺纠缠，水热处理后涤纶和棉纤维取得了 20~50 μm 的不规则棒状物，纵向仍存在转曲结构，
较好的分离效果。涤纶仍以纤维形式存在，表面光 与微晶纤维素的结构类似 [25] 。

a—废旧涤棉混纺织物；b—棉水解回收固体纤维素粉末；c—涤纶水解回收产物
a—waste polyester-cotton blended fabric; b—cellulose powder; c—recycled polyester fiber

图 4 样品的 SEM 图
Fig. 4 SEM images of samples

2.4.2 聚集态及大分子结构 程中水解主要发生在棉纤维的非结晶区，导致棉纤
棉纤维水热反应前后产物的 XRD（a）及 FTIR 维的结晶程度有所提高 [27] ，表明水热处理废旧涤棉
（b）图谱见图 5。 混纺织物后所得粉末状物质为纤维素粉末。由图 5b
可知，回收纤维素与棉纤维的红外谱图出峰位置几
乎一致，与纤维素曲线相对应。二者均在 3400~
–1
3200 cm 处出现宽而强的吸收峰，归属于 O—H 伸缩
振动峰，这是纤维素纤维的特征吸收峰。在 2898 cm –1
–1
处出现 C—H 的伸缩振动吸收峰；1314 cm 处出现
CH 2 的摇摆变形吸收峰 [28] 。综上所述，水热条件下，
棉纤维水解所得的纤维素粉末与棉纤维结构类似。
涤纶水热反应前后的 XRD（a）和 FTIR（b）
对比图谱见图 6。
从图 6a 可知，水热反应前后涤纶的 XRD 图谱
基本相同，在 2θ 为 16.5°、22.5°、26.0°处均出现了
明显的衍射峰，与水热反应前 PET 的（010），（110）
和（100）3 个晶面的衍射峰出现的位置一致，表明
涤纶纤维水热处理后，其聚集态结构没有发生本质
变化 [29] 。由图 6b 可知，回收的涤纶纤维与纯涤纶的
红外谱图出峰位置几乎一致。二者都在 2962 cm –1
附近出现弱的吸收峰，此峰为分子链中苯环上不饱
–1
和 C—H 键的对称伸缩振动峰；1712 cm 处为羰基

吸收峰，峰的强度大且尖锐，为酯类化合物的特征
图 5 棉纤维水热反应前后产物的 XRD（a）及 FTIR（b） 峰 [30] ；874、721 cm 处的吸收峰是因苯环上 C—H
–1
图谱 键的面外弯曲振动产生的 [31] 。以上分析表明，水热
Fig. 5 XRD patterns (a) and FTIR spectra (b) of cotton
and recycled product 处理后涤纶纤维的物化结构未发生明显变化。
2.4.3 分离产物的热学及力学性能
由图 5a 可知，150 ℃、3 h、w（HCl）=1.5%条 水热反应前后涤纶纤维（a）和棉（b）的 DSC
件下，棉纤维在水热处理过程中，产物的晶体结构 曲线见图 7。
并未发生改变，均存在（101）、（002）和（040）3 由图 7a 可知，涤纶纤维水热反应前后，熔点基
个特征衍射峰，且峰位相同。产物结晶结构与棉纤 本不变。水热处理后，涤纶产物的熔融峰变宽，导
维的结构类似，都属于纤维素Ⅰ型 [26] 。水热处理过 致这种变化的原因可能是涤纶表面结晶程度不完全