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将棉花废料转化为可再生纤维素纤维自增强复合纸的可持续策略
Journal of Cleaner Production ( IF 9.7 ) Pub Date : 2023-11-08 , DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.139567 Chan Wang , Jinhui Su , Taoyuan Liu , Shengbo Ge , Rock Keey Liew , Hui Zhang , Mu Naushad , Su Shiung Lam , Hui Suan Ng , Christian Sonne , Wei Fan
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更新日期:2023-11-11
Journal of Cleaner Production ( IF 9.7 ) Pub Date : 2023-11-08 , DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.139567 Chan Wang , Jinhui Su , Taoyuan Liu , Shengbo Ge , Rock Keey Liew , Hui Zhang , Mu Naushad , Su Shiung Lam , Hui Suan Ng , Christian Sonne , Wei Fan
每年产生超过 1 亿吨棉花废料,占全球纺织废料的 35-40%。然而,每年回收的棉花废料还不到 30%。特别是棉废织物开松梳理过程中掉落的长度小于7毫米的纤维尚未找到成熟的利用方法。这项工作展示并揭示了将短棉纤维转化为可再生纤维素纤维自增强复合纸(CCP)的策略。采用TEMPO氧化法将小于3mm的再生棉短纤维制备成CNF。使用再生棉纤维(3-7 毫米)作为增强材料,CNF 作为基体,形成通过氢键结合的复合材料。回收的棉纤维和 CNF 溶液结合在一起形成纸浆,然后使用湿法成网和热压技术将其转化为 CCP。当CNF含量达到5%时,CCP的拉伸强度为86.68 MPa,是商用A4纸的1.8倍。CCP的拉伸强度从干态到湿态仅下降25%,而A4纸浸水后的拉伸强度几乎为零。这使得CCP成为一种具有广阔应用前景的特种论文。由于采用从棉废纺织品中提取的CNF作为增强剂,造纸过程中不添加任何化学粘合剂,这使得CCP的生产过程更加清洁,并且可以闭环回收。总体而言,这一有前途的战略至少实现了与清洁生产相关的四个目标:最大限度地回收棉花废料、CNF替代造纸中使用的传统化学粘合剂、水回收(内部循环)以及实现闭环回收。该技术未来有望广泛应用于彩色纸和智能包装纸。
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