Tesi etd-03132023-091600 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
LAZZARINI, CINZIA
URN
etd-03132023-091600
Titolo
Studio di un processo di separazione estrattiva di fibre poliuretaniche da tessuti a base poliammidica finalizzato al riciclo e riutilizzo dei materiali
Dipartimento
CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
Corso di studi
CHIMICA INDUSTRIALE
Relatori
relatore Prof. Castelvetro, Valter
controrelatore Prof.ssa Martinelli, Elisa
relatore Dott. Spinelli, Daniele
controrelatore Prof.ssa Martinelli, Elisa
relatore Dott. Spinelli, Daniele
Parole chiave
- circular economy
- economia circolare
- estrazione con solvente
- knitted fabrics PA66/PU
- recovery and recycling
- recupero e riciclo
- solvent extraction
- tessile
- tessuti a maglia PA66/PU
- textile
Data inizio appello
30/03/2023
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
30/03/2026
Riassunto
Il presente lavoro di tesi si colloca all’interno di un progetto privato di NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, società di ricerca nazionale con sede a Prato, presso la quale sono state svolte le attività di questo elaborato. Il progetto si pone come obiettivo la messa a punto di un processo di separazione di fibre sintetiche da scarti tessili post consumo a composizione mista per una più efficiente gestione del fine vita di questi materiali, in linea con gli attuali modelli di economia circolare, per sostenere una transizione più ecosostenibile nel settore tessile.
Più in dettaglio, lo scopo dell’attività di ricerca eseguita nel presente elaborato è stato la messa a punto di un processo di separazione selettiva di fibre elastomeriche poliuretaniche, mediate trattamento con solvente, da tessuti a base poliammidica (poliammide 6,6).
La scelta di tessuti a base di poliammide 6,6 nasce dal fatto che oggi questo materiale è difficilmente riciclabile dopo l'uso tessile a causa della sua combinazione con diverse altre tipologie di fibre che influenzano in maniera negativa i processi di riciclo chimico, abbassando la resa del processo, e di riciclo termomeccanico, influenzando il processo di filatura, previsti per questa tipologia di materiale.
Il riciclo chimico della poliammide 6,6 è un processo molto costoso e per il quale serve un materiale di partenza che abbia un grado di purezza maggiore del 99,9%. Il riciclo termomeccanico, al contrario, richiede gradi di purezza del materiale inferiori.
Da questo emerge la necessità di avere una poliammide con un alto grado di purezza che ne consenta la trasformazione in parti durevoli o semidurevoli, grazie alla sue elevate ed intrinseche caratteristiche termo/meccaniche, che possono trovare applicazione in vari settori industriali.
Tramite un’analisi preliminare della letteratura e grazie ad esperienze pregresse maturate nella divisione chimica di NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, è stato selezionato come solvente di processo il dimetilsolfossido, composto organico aprotico polare appartenente alla categoria dei solfossidi, con formula bruta C2H6SO. Tale solvente ha dimostrato buona efficacia nella rimozione di residui poliuretanici da tessuti a composizione mista. Inoltre, rispetto ad altri solventi studiati per la rimozione del poliuretano, è più sicuro di altri solventi appartenenti a questa categoria studiati per la rimozione del poliuretano.
Successivamente alle attività relative al processo di separazione sopra indicato, sono state svolte attività di caratterizzazione dei materiali recuperati al fine di verificarne le proprietà chimico-fisiche e meccaniche nell’ottica di un loro potenziale riutilizzo.
This thesis work is part of a private project of NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, a national research company based in Prato, where the activities of this paper were carried out. The project aims to develop a process to separate synthetic fibres from post-consumer textile scraps with mixed composition for a more efficient end-of-life management of these materials, in line with current circular economy models, to support a more eco-sustainable transition in the textile sector.
More specifically, the aim of the research activity carried out in this paper was the development of a process for the selective separation of polyurethane elastomeric fibres, by means of solvent treatment, from polyamide-based fabrics (polyamide 6.6).
The choice of polyamide 6,6-based fabrics stems from the fact that today this material is hardly recyclable after textile use due to its combination with various other types of fibres that negatively affect the chemical recycling processes, lowering the process yield, and thermomechanical recycling, affecting the spinning process, envisaged for this type of material.
Chemical recycling of polyamide 6.6 is a very costly process, for which a starting material with a purity of more than 99.9% is required. Thermomechanical recycling, on the other hand, requires lower degrees of material purity.
From this emerges the need for a polyamide with a high degree of purity that allows it to be processed into durable or semi-durable parts, due to its high and intrinsic thermo-mechanical properties, which can find application in various industrial sectors.
Through a preliminary literature analysis and thanks to previous experience gained in the chemicals division of NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, dimethyl sulphoxide, an aprotic polar organic compound belonging to the sulphoxide category, with the brute formula C2H6SO, was selected as the process solvent. This solvent demonstrated good efficacy in the removal of polyurethane residues from mixed composition fabrics. It is also safer than other solvents in this category studied for the removal of polyurethane.
Following the activities related to the separation process indicated above, characterisation activities were carried out on the recovered materials in order to verify their chemical-physical and mechanical properties with a view to their potential reuse.
Più in dettaglio, lo scopo dell’attività di ricerca eseguita nel presente elaborato è stato la messa a punto di un processo di separazione selettiva di fibre elastomeriche poliuretaniche, mediate trattamento con solvente, da tessuti a base poliammidica (poliammide 6,6).
La scelta di tessuti a base di poliammide 6,6 nasce dal fatto che oggi questo materiale è difficilmente riciclabile dopo l'uso tessile a causa della sua combinazione con diverse altre tipologie di fibre che influenzano in maniera negativa i processi di riciclo chimico, abbassando la resa del processo, e di riciclo termomeccanico, influenzando il processo di filatura, previsti per questa tipologia di materiale.
Il riciclo chimico della poliammide 6,6 è un processo molto costoso e per il quale serve un materiale di partenza che abbia un grado di purezza maggiore del 99,9%. Il riciclo termomeccanico, al contrario, richiede gradi di purezza del materiale inferiori.
Da questo emerge la necessità di avere una poliammide con un alto grado di purezza che ne consenta la trasformazione in parti durevoli o semidurevoli, grazie alla sue elevate ed intrinseche caratteristiche termo/meccaniche, che possono trovare applicazione in vari settori industriali.
Tramite un’analisi preliminare della letteratura e grazie ad esperienze pregresse maturate nella divisione chimica di NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, è stato selezionato come solvente di processo il dimetilsolfossido, composto organico aprotico polare appartenente alla categoria dei solfossidi, con formula bruta C2H6SO. Tale solvente ha dimostrato buona efficacia nella rimozione di residui poliuretanici da tessuti a composizione mista. Inoltre, rispetto ad altri solventi studiati per la rimozione del poliuretano, è più sicuro di altri solventi appartenenti a questa categoria studiati per la rimozione del poliuretano.
Successivamente alle attività relative al processo di separazione sopra indicato, sono state svolte attività di caratterizzazione dei materiali recuperati al fine di verificarne le proprietà chimico-fisiche e meccaniche nell’ottica di un loro potenziale riutilizzo.
This thesis work is part of a private project of NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, a national research company based in Prato, where the activities of this paper were carried out. The project aims to develop a process to separate synthetic fibres from post-consumer textile scraps with mixed composition for a more efficient end-of-life management of these materials, in line with current circular economy models, to support a more eco-sustainable transition in the textile sector.
More specifically, the aim of the research activity carried out in this paper was the development of a process for the selective separation of polyurethane elastomeric fibres, by means of solvent treatment, from polyamide-based fabrics (polyamide 6.6).
The choice of polyamide 6,6-based fabrics stems from the fact that today this material is hardly recyclable after textile use due to its combination with various other types of fibres that negatively affect the chemical recycling processes, lowering the process yield, and thermomechanical recycling, affecting the spinning process, envisaged for this type of material.
Chemical recycling of polyamide 6.6 is a very costly process, for which a starting material with a purity of more than 99.9% is required. Thermomechanical recycling, on the other hand, requires lower degrees of material purity.
From this emerges the need for a polyamide with a high degree of purity that allows it to be processed into durable or semi-durable parts, due to its high and intrinsic thermo-mechanical properties, which can find application in various industrial sectors.
Through a preliminary literature analysis and thanks to previous experience gained in the chemicals division of NEXT TECHNOLOGY TECNOTESSILE, dimethyl sulphoxide, an aprotic polar organic compound belonging to the sulphoxide category, with the brute formula C2H6SO, was selected as the process solvent. This solvent demonstrated good efficacy in the removal of polyurethane residues from mixed composition fabrics. It is also safer than other solvents in this category studied for the removal of polyurethane.
Following the activities related to the separation process indicated above, characterisation activities were carried out on the recovered materials in order to verify their chemical-physical and mechanical properties with a view to their potential reuse.
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