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切割

激光切割布料比用剪刀減少排放微塑料污染物

來源:前瞻網(wǎng)2020-08-12 我要評論(0 )   

一項新的研究顯示,用剪刀制作的衣物更容易將微小的塑料纖維碎裂到我們的海洋中。瑞士研究人員發(fā)現(xiàn),在實驗中,用剪刀切割的紡織品比用激光切割的紡織品脫落的微纖維多3...

一項新的研究顯示,用剪刀制作的衣物更容易將微小的塑料纖維碎裂到我們的海洋中。

瑞士研究人員發(fā)現(xiàn),在實驗中,用剪刀切割的紡織品比用激光切割的紡織品脫落的微纖維多31倍。

當衣服被洗滌,或物品被當作垃圾丟棄時,細小的纖維被釋放出來,它們通常會流入水源和海洋。

微塑料污染在海洋環(huán)境中無處不在,被包括鯊魚和海龜在內的許多海洋生物吸收。

科學家建議改變服裝生產(chǎn),包括更多的激光制造工藝,可以幫助減少到達海洋的超細纖維的數(shù)量。

相比剪刀的切割,激光在微尺度上造成更清潔的切割,而剪刀的切割導致織物邊緣更磨損,會使纖維在清洗過程中脫落。

位于瑞士杜本多夫的瑞士聯(lián)邦材料科學與技術實驗室的Yaping Cai及其同事說:“我們的研究結果證實了在整個生產(chǎn)過程中,紡織品中都存在微塑料纖維?!?/p>

“這項研究的結果可能有助于通過在生產(chǎn)和整理過程中的改進,減少紡織品中微塑料纖維的釋放。”

微塑料是長度小于5毫米的塑料和纖維小塊,可以來自塑料瓶、包裝、化妝品和化妝用品中的微珠。

不太為人所知的是來自紡織品和服裝的微纖維,它們也足夠小,可以通過生活污水處理廠的過濾系統(tǒng)。

這種細小的塑料纖維比人的頭發(fā)還細,當它們到達海洋時被浮游生物和貝類吃掉,最終會被人類吃掉。

研究人員預測,隨著全球合成紡織品產(chǎn)量的增加,人們開始擔心微纖維可能會繼續(xù)污染我們的環(huán)境。

但目前還不清楚這種微纖維在多大程度上來自于洗滌過程,比如磨損。

為了了解更多,研究人員使用聲波技術從各種紡織品中提取微纖維。超聲波技術涉及到應用聲能在一個特定的樣品中攪動粒子,以模擬洗衣機。然后用掃描電子顯微鏡(SEM)分析激光和剪刀切割的樣品邊緣。

總的來說,用剪刀切割的紡織品比用激光切割的紡織品提取出的微纖維多出3到31倍。

大多數(shù)被提取的微纖維長度在100至800微米(一米的百萬分之一)之間。

他們發(fā)現(xiàn),平均而言,從那些表面經(jīng)過處理的紡織品中提取出的微纖維要比那些表面未經(jīng)處理的紡織品多五倍。這些表面經(jīng)過處理的紡織品包括羊毛、“拉絲”材料和超細合成紗線中常見的微纖維。

表面處理是服裝生產(chǎn)的后期階段,噴劑和其他整理化學品被應用以改善材料的感覺或外觀。

超細纖維紡織品中提取的微纖維最多,剪刀切割和激光切割的樣品分別為每克45,400根微纖維和每克11,300根微纖維。

這些數(shù)字大約是從斜紋織物中提取的微纖維數(shù)量的60倍。斜紋織物是一種在織物表面有對角線的編織圖案。

斜紋織物提取出的微纖維數(shù)量最少,剪刀切割的樣品每克提取760根微纖維,激光切割的樣品每克提取的微纖維只有120根微纖維。

但該團隊認為,在生產(chǎn)過程中的磨料摩擦可能是微纖維形成的關鍵因素。

在紗線生產(chǎn)和紡織品生產(chǎn)過程中,轉子紡紗和表面處理分別是導致松散微纖維形成的最關鍵的步驟。

通過轉子紡紗機對轉子進行捻加而制成的轉子紡紗,每克釋放出4,310根微纖維,遠遠高于其他類型的紗線,后者每克釋放出160至230根微纖維。

這表明,轉子紡紗方法可能是微纖維在進入水系統(tǒng)之前形成的關鍵步驟。

該研究小組建議,需要對經(jīng)過紡紗加工的紗線進行更具代表性的研究。對裁剪和縫紉過程的行業(yè)審查也將提供一種方法,以最大限度地減少服裝中微纖維的泄漏。

“我們研究中最重要的發(fā)現(xiàn)之一是,從紡織品中提取的微塑料纖維的數(shù)量受到切割方法的顯著影響,”研究小組說。

“從掃描電鏡圖像中,我們知道激光切割樣品的紡織邊緣顯示了熔融聚合物的密封,而剪刀切割的樣品由邊緣附近的大量開口組成?!?/p>

“因此,來自激光切割樣品的微塑料纖維的主要來源是表面,而對于剪刀切割的樣品,微塑料纖維的來源是表面和邊緣?!?/p>

這項研究發(fā)表在《清潔生產(chǎn)期刊》上。


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