PET瓶回收应用进展.pdf

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PET瓶回收应用进展陈士宏，杨惠娣，张玉霞（北京工商大学材料科学与工程系，轻工业塑料加工应用研究所）摘要：

介绍了国内外废旧PET瓶通过物理或化学回收方法制取再生薄片、粒料、纤维、片材、泡沫塑料、复合材料、涂料等的应用进展；另外，对于闭环循环的PET“瓶一瓶”回收工艺技术进行了专门介绍。

关键词：

聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶；应用；瓶一瓶中图分类号：

TQ3234+1文献标识码：

A文章编号：

10019278（2006）01009007PET瓶正快速替代玻璃或其他传统包装材料，用量不断增长。

PET瓶的回收再生是各国研究投入力度较大的塑料制品，其应用技术的开发、进展也较快。

通过物理回收获得的PET薄片或粒料可用于纤维、片材、成型制品等，特别从建立循环经济的角度，开发了可与食品接触的再生PET瓶的技术；通过化学回收可获得PET原料或其他单体，制造重新合成的PET或其他聚合物，如不饱和聚酯等。

目前世界上大约有70左右的回收PET瓶再生料被制成纤维ltl。

2003年，同本PET瓶回收再生材料的应用领域主要有：

纤维约占462，片材约占40。

2，瓶（主要为瓶一瓶回收）约为91，成型制品约为32，其他13。

f21l、PET薄片和粒料11PET薄片采用简单物理回收的方法可以制得回收PET瓶的薄片。

一种小规模再生废PET瓶薄片的工艺流程如图l所示。

其工艺过程如下：

将经过分选的废PET瓶用传送带送往粉碎机，粉碎机中加人水，同时洗净和粉碎，然后，粉碎的PET瓶薄片经粉碎机下部的筛网进入机器底部，并被送往脱水装置脱水，再风送到瓶薄片的储存容器。

粉辞机洗；争螺扦Ilb-g装置风帆容器颦图1小规模废旧PET瓶再生碎瓶片工艺流程示意图川Fig1ProcesschartforsmallscaleflakesproducedfronusedPETbottlesf3l另一种大规模再生废PET瓶薄片的工艺如图2所示。

其：

艺过程如下：

首先，将大捆的232废唧瓶用传带送到解捆机，解捆成单个的瓶，洗净，分选分离出颜色的瓶和PVC瓶及其碎块后，送人大型粗粉碎机细粉碎机组成的两级粉碎工序，粉碎至瓶薄片的尺寸为8mm，再经洗净并分离除去标签，脱水、干燥，得到的再生PET瓶薄片进入密封储罐储存。

回收的PET瓶薄片的质量技术指标如表l所示。

瓶片洗净图2大规划废旧PET瓶再生瓶片工艺流程示意图纠Fig2Processchartforlarge-scaleflak幅producedfromusedPETbottlesl3】表1透明PET瓶片的质量技术指标项目技术指标试验方法金属30以下瓶片外观检查异物检奁104着色瓶片450以下瓶片外观检查PVC40以下瓶片外观检查附着有异物的瓶片1300以下瓶片外观检查参考项目特性黏度DI岔1O65o75溶液黏度法水分，（质量）06以下加热减量法这样回收得到的PET瓶薄片可进一步用于化学回收法，或者制造纤维、成型制品，甚至再制造成可用于饮料包装的再生PET瓶。

1，2PET粒料德国Warema公司开发的带有切割压实的挤出造位装置可以将经预粉碎的废PET瓶制成PET粒料，用于成型各种PET制品，如图3所示，该挤出造粒装置也能用于PET薄膜、纤维等的再生造粒。

该技术的优点如下：

无须添加助剂即可在线提高黏度；在线进行特性黏度值及清洁度的测量和监控：

节能：

投资费用少：

模块化设计，可供客户选择，可以提供不同的再生制品生产线，包括再生颗粒料，或直接得到半成品塑料制品，如板材、薄膜；2331一输送带2一导向辊3一旋风输送器4一滚轮式喂料器5一切割压实机6一挤出机7一造粒机8一再生粒料图3德国Warema公司挤出造料装置Fi93EquipmentSforextrusionandgranulationfromWa弛ma严格控制生产过程的各个环节，符合美国食品及药物管理局（FDA）的要求，可用于与食品接触的用途，并已获得德国Fraunhofer（EU）研究所的确认。

2、纤维纤维用途也可以使用废绿色PET瓶。

生产的粗短纤维，可以作夹克、枕头、睡袋、滑冰服、垫肩等的保温材料或填料纤维，还可用于地毯背衬、无纺毯和一些铺地织物的生产。

铺地织物也可以用作防腐和护墙材料。

纤维用作两层塑料间的夹心隔热保温材料，非常节能，冬天用于建筑施工，可以保持浇注水泥所需的固化温度，还可以作冷冻、冷藏食品的隔热材料。

一般，采用上述回收的瓶薄片在通常的熔融纺丝设备中加工纤维。

用于填料的回收PET纤维只要求其特性黏度在O58065dLg，不过纤维填料要求回收料的纯度高，不能含黏合剂、纸和金属，否则会损坏纺丝加工设备【5】。

3、片材PET瓶回收料可以制备非结晶PET片材、单层或多层食品容器、包装用带材【61和波纹形遮阳篷等。

PET瓶回收再生材料生产的片材性能可与工业上热成型包装所用的PVC片材竞争。

用PET瓶回收料生产的发泡片材还可用作绝缘材料。

世界上多家公司都开发了废PET片材生产线，介绍如下：

德国Warema公司采用上述图3所示设备，并将造粒工序改为平板挤出模头，再加上下游冷却、轧光、裁切等装置，可以制得再生PET板材。

奥地利兰精机械有限公司与奥地利Erema塑料再生机械设备工程有限公司联手推出了PET瓶回收料在线板材生产线。

其特点是物料不需要预干燥，加工过程中PET的黏度降低很小，因此，用100的废PET瓶回收料生产的PET热成型板，性能好，且可用于食品包装【7】。

234意大利阿穆特公司开发了PET瓶回收生产线，该生产线得到的PET瓶回收料的性能与PET新料相近，不含残留的胶水，而且将PVC等材料的含量降低到最小（10_6级）：

清洗的碎片没有外来杂质，几乎相当于纯料，没有黑点。

该回收生产线能够将回收料再加工成PET瓶或者片材，可以用于与食品接触的包装，也可以说是一种“瓶一瓶”的回收设备。

采用这种技术的第一条生产线已经投入工业化生产【8l。

4、带材JMorawiec等p】采用两步拉伸工艺回收特性黏度07-08dLg的PET饮料瓶，制得高强度带材，而不需要采用特性黏度超过10dL8的带级PET。

由于PET经单次拉伸至固有拉伸比后，材料的强度低于预期值。

带材再经二次拉伸后，在拉伸比达到6时-其拉伸强度接近700MPa。

挤出，拉伸的设备包括一台单螺杆挤出机、一个冷却辊、两套被一个加热通道隔开的慢速辊和快速辊、收卷辊。

在第二次拉伸过程中，通过调节温度和辊速等参数使带材不发生缩颈现象，且整个拉伸过程均匀。

带材的强度随退火温度升高而略微下降，但断裂伸长率却是增加的。

这是由于拉伸过程提高的结晶度足够补偿其应力松弛，从而有良好的力学性能。

这种两步拉伸工艺可以很容易地应用于工业生产。

5、PET泡沫塑料SoniaJapon等!

采用有效的反应挤出技术对提高回收PET的拉伸黏度将其发成闭孔泡沫进行了研究。

作者在同向旋转双螺杆挤出机上，采用一种四官能团环氧添加剂诱使回收PET产生无规支化分子，在压力容器中用二氧化碳对其进行发泡，结果表明其拉伸黏度的提高：

03四官能团环氧添加剂（四缩水甘油基二氨基二苯甲烷）与回收PET和新PET的反应挤出拓宽了两者的相对分子质量分布，得到了支化分子结构，两者的拉伸黏度分别提高了17倍和39倍，Hencky应变分别为42和39：

未经过改性的新PET和回收PET由于抗拉伸性能差，在发泡过程中，泡孔长大时易塌陷，得到的是开孔泡沫。

而在30MPa的压力下将二氧化碳在高压容器中饱和，将释压温度降低到260，在表2中所示的条件下，用03四官能团环氧添加剂改性的回收PET也能得到密度为85kgm3的闭孔泡沫（图4、5），尽管加工窗口较新PET（同样条件下得到的泡沫的密度为lOOkgm3）的窄。

，表203四官司能团环氧添加剂改性的回收PET的发泡条件Tad2Foamingconditionsfor0_3epoxy-midifiedrecyledPET项目温度，最大释压速率fMPas。

最大降值速率Cs。

数值2601556O235（a）（b）（a）回收PET（b）新PET图403四官能团环氧添加剂改性的回收PET和新PET在释压温度为26012时得到的闭孔泡沫的微观结构Fig4Closed-cellmicro-structuresinfoamsof03epoxy-modifiedrecycledPET（R-PET03）and03epoxy-modifiedvirgiPET（V-PET03）obtainedwithapressure-releasetemperatureof260（a）（b）（a）回收PET（b）新PET图503四官能团环氧添加荆改性的回收PET和新PET在释压温度为260（2时得到的细小闭孔泡沫表面上出现的小裂缝Fig5Mierotearsappearinginfinecellfacesof03epoxy-modifiedrecydedPET（R-PET03）and03epoxymodifiedvirginPET（V-PET03）obtainedwitlIapressurereleasetemperatureof260126、复合材料61微纤增强材料MFFvstatiev等111采用微纤增强复合材料工艺，将由PET瓶得到的回收料作为增强材料与基材PELD熔融混合制各合金材料，从而达到回收废PET瓶的目的，采用的PETPELD质量比分别为3070和5050。

SEM和WAXS分析表明混合物经挤出拉伸后变为各向同性并高度取向。

复合材料具有优异的力学性能其弹性模量大约10倍于PELD和3倍r玻璃微珠增强的PELD，接近于30（质量分数）短纤维增强PELD；拉伸强度至少2侣fPELD或玻璃微珠增强PE-LD，同样接近于30短纤维增强PELD：

PET增强的PELD其冲击强度增加了50。

结果表明微纤增强复合材料工艺为PET和其他聚合物的回收提供了诱人