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PET瓶回收的九大技术或用途

[2017-11-06]

   PET瓶因其质轻、强度高、卫生、阻隔保鲜、耐候耐老化、使用方便、安全,使用后回收利用价值高等多重优点,在水及饮料包装领域得到广泛应用,目前国内年消耗量已达数百万吨,年增长率将近20%。从全球看其消费量更加巨大,而且有相当一部分使用后以废弃塑料的形式进入我国。

 

   PET分子式如下图所示,其玻璃化温度Tg 80℃,熔点Tm265℃。

 

 2342342.JPG

 

   一个不争的事实就是我国已实现了PET瓶用后100%的回收,而且每年从国外以废弃塑料的形式进口大量PET瓶或瓶片。

 

   从理论上说,PET瓶回收后再利用有化学及物理两大途径。物理回收占绝大部分,PET瓶物理回收步骤包括:在经过去瓶盖(HDPE材料)、标签(PVCBOPPEVA等材料)之后,将PET瓶粉碎、清洗,去除灰尘、瓶中残留物及贴标签时附着到瓶外表面上的粘合剂。将清洗干净的瓶片通过离心脱水机脱水,水含量可降至2.0%,再经带式或管式干燥机干燥,水含量可降至0.5%以下。此时的瓶片可依用途进行后续加工或经改性处理后再加工成各种制品。

 

下面具体介绍PET瓶回收的九大技术或用途:

 

1. 瓶到瓶

 

   PET瓶使用后其材料性能保持良好,如能在清洗干燥后重新成为制瓶原料是最理想的,因为瓶用PET树脂的特性粘度要远高于纤维级树脂,不是普通PET树脂都能用于制瓶的。

 

美国某再生PET

   在保证杂质及水份合格的情况下,瓶片的特性粘度仍保持在0.75以上,制作可替代易碎的玻璃瓶的塑料瓶,用于包装液态农药、机油、化学试剂等。如果在加工过程中引入扩链或本体增粘技术,则瓶到瓶的技术就更具优势了。

 

   该技术路线的关键是此类用途的市场容量有限,而对于绝大多数用于水和饮料包装的市场,鉴于食品安全方面的严肃性,我国尚不具备用回收PET做为原料制包装瓶的社会共识,尽管世界上已有十多个国家允许回收PET制成的瓶可再灌装水和饮料。

 

2.涤纶短纤维

 

   目前,清洗及干燥好的PET瓶片最主要的用途是制作涤纶短纤维,其主要原因是对作为纤维使用的PET树脂其特性粘度要求不高,瓶片在加工过程中既使有少量分子发生水解或降解,也不至于影响喷丝加工得到所需的产品。

 

   涤纶短纤维可以用于生产服装、土工布、毡布、地毯等多种材料和制品。20500ml PET瓶可制一件套头衫,52LPET瓶可制成 0.09m2地毯,352L PET瓶可制成一个睡袋等等。

 

涤纶短纤维地毯

 

   此种用途市场容量虽然大,但由于生产企业数量太多,竞争十分激烈,有过剩的潜在阴影。

 

   典型的用PET瓶片生产出的涤纶短纤维性能如表2所示:

 

3. 涤纶长丝

 

   目前国内已有几家认识到用PET瓶片加工制作涤纶长丝具有更大经济效益和社会效益,并进行了大量开发研究和试生产工作。2010年全国共有5个企业向国家发改委申请了资源节约与环境保护中央预算支持项目,其装置规模都在3万吨/年以上。

 

4.涤纶色母料

 

红色涤纶色母料

 

   涤纶短纤维制品多为白色,但在制作服装或与新料按一定比例混合加工时,往往需要染色。使用PET瓶片做颜料的载体比起全新的纤维级PET树脂切片更佳,而且其特性粘度在加工过程中稍有降低也不会影响色母料的分散性能和添加效果,在生产成本上优势更为明显。

 

5. 反应挤出增粘技术

 

   清洗并初步干燥的PET瓶片如果直接熔融挤出,因不可避免地发生水解和降解,其特性粘度有可能降至0.5dL/g以下,而要求最低的制纤维用的PET其特性粘度也应高于0.65dL/g。因此在熔融挤出时必须尽可能降低瓶片中的水分含量,但更有保障的办法是加入扩散剂进行反应增粘处理,实现PET分子链的增长。

 

   扩链剂的作用是在PET熔融状态下将两个或两个以上的PET大分子的端基进行缩合或在其分子上进行加成反应,达到增大PET分子质量、提高其特性粘度的目的。

 

   商品化的扩链剂有美国Clariant母料公司和BASF Johnson聚合物公司合作开发的产品CESA-extend,其有效成分是环氧官能团苯乙烯丙烯酸共聚物。BASF Johnson公司在我国市场上销售的扩链剂牌号为ADR-4368,其分子量为6800,对不同初始特性粘度( I Vo )的PET

 

6. 高阻隔型纳米复合改性PET瓶及薄膜

 

   将层状硅酸盐以纳米级(约30nm厚、1000nm长宽)的尺寸分散在PET基料中,硅酸盐以层状取向形成马赛克式排布,可大幅度提高PET的阻隔性,降低氧气渗透率,同时还可显著提高PET强度和耐热性。高阻隔型纳米复合PET树脂的特性及用途:

 

   ●表观特性粘度:0.72

 

   ●氧气透过率:较纯PET降低30%

 

   ●应用:可用于增强、增强阻燃、增韧、低翘曲等工程塑料的加工,也可用于高阻隔要求的PET包装瓶、薄膜的制品加工。

 

7.PET/PE合金

 

   PET/PE合金具有坚硬、强度高、易加工、成本低等诸多优点,它的脆性比纯PET低,加工之前也不需要干燥处理。此合金流动性好、冷却速度比HDPE快,有利于模塑制品缩短周期。PET/PE合金的制作关键在于相容剂的选择,目前欧洲已有3个企业研发成功并投入市场。

 

8.其它PET改性材料

 

15%玻纤+PET树脂

 

   PET一般不能直接注塑成型,但制成玻纤维增强、木塑等复合材料后可以采用注塑成型加工,用于制作多种家用电器、汽车、计算机等零部件,其性能良好。

 

9. 塑料编织袋、布

PET过滤布

 

   最近,以PET瓶片为原料加工制作塑料编织袋、布的研究开发工作活跃起来,加工技术及设备已渐趋成熟,业内关注此项目的企业家和专家都对此项用途寄予厚重希望,认为PET瓶片在该领域的应用将促进塑编制品的升级换代,开辟塑编制品的全新时代。


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