低温合成技术利用纺织废料升级再造制造绿色安全的防水涂层

一种新技术可以利用废弃纺织品为衣服制作防水涂层，这比目前通常由刺激性化学物质和致癌物质制成的涂层对人类和环境更安全。

康奈尔大学研究小组由人类生态学院(CHE)纤维科学与服装设计RebeccaQMorgan'60教授JuanHinestroza领导，开发出了一种合成超疏水(防水)涂层的低温技术。

希内斯特罗扎说：“如果我们可以挽救一件衣服，避免它们被送入垃圾填埋场，那么我们就成功了。”他指出，美国人每年每人扔掉80到100磅的衣服。

该团队涂层中使用的金属有机骨架(MOF)可在室温下合成，使用更环保的溶剂(水和乙醇)，并且无需分离或净化废弃的纺织品，这两个过程都是能源密集型的。

纤维科学领域的博士生YelinKo是《ACS应用材料与界面》上发表的《UiO-66启发的用废弃聚酯/氨纶纺织品制造的超疏水涂层》一文的第一作者。Hinestroza是资深作者;以人为本的设计系(CHE)纤维科学副教授TamerUyar是另一位合著者。

这项研究是2023年发表的研究成果的延伸，该成果表明旧衣服可以通过化学分解重新利用聚酯化合物来制造MOF颗粒，这些颗粒可能具有防火、抗菌或抗皱方面的应用潜力。这项新研究正在采用这一概念证明并将其直接应用。

在这项工作中，金属有机骨架(由化学家奥马尔·亚吉(OmarYaghi)在20世纪90年代首创的独特结构，21世纪末，希内斯特罗萨与奥马尔·亚吉合作获得了国防部的资助)是通过对废弃的聚酯纺织品进行化学分解，将其合成为一种异质溶液，该溶液含有聚酯分子及其单体、染料、添加剂和通常与旧衣服有关的污垢。

研究人员将废弃的织物暴露在碱性解聚过程中，以产生对苯二甲酸二钠，这是合成UiO-66(一种流行的MOF)的已知连接剂。他们使用不同量的乙醇进行了实验，发现使用少量乙醇，组装在聚酯和氨纶基底上的UiO-66表现出超疏水行为。

研究小组发现，氨纶碎片改变了原本亲水的MOF结构，使其变得疏水。此外，UiO-66材料经过反复清洗和磨损后仍保持其防水性。

该组织表示，这项技术是减少世界对纺织品制造中有害化学物质依赖的一种方法。

“我们必须找到氟化整理剂(也被称为‘永久化学品’)的替代品，”Uyar说道。“这项研究表明，我们如何通过回收纺织废料而不是依赖‘永久化学品’来实现功能性整理，包括防水和自清洁性能。”

希内斯特罗萨说，这项工作的“升级再造”方面才是最重要的。

“指责品牌或生产商很容易，但最终，如果你不消费，他们也不会生产，”他说。“没有被消费的东西就会被扔掉。我们想相信问题最终会落在垃圾桶里，但事实并非如此。”