廢棄PET瓶的回收利用與再生料工程塑料化改性研究進(jìn)展

李劍

摘 要：在我國科技發(fā)展的當(dāng)前階段，進(jìn)行日常生活廢品的處理工作時(shí)，積極地采用了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段。本文研究的對象是PET的塑料材質(zhì)，該種材質(zhì)主要是由苯二甲酸與乙二醇化和后產(chǎn)生的聚合物構(gòu)成的，其具備質(zhì)量輕、透明度高等特點(diǎn)。本次研究是圍繞廢棄PET瓶的回收利用與再生料工程塑料化改性研究進(jìn)展進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：廢棄PET瓶；工程塑料；回收利用；再生料

中圖分類號：X783 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

PET聚酯主要包含兩種類型，分別是纖維類與非纖維類，用途相當(dāng)廣泛。在工程塑料的生產(chǎn)領(lǐng)域中，PET聚酯的使用最為頻繁，主要在電子電氣、機(jī)械、汽車等領(lǐng)域里作為連接插件、汽車擋風(fēng)玻璃、儀表殼等零部件制造材料。2001年開展的聚酯樹脂世界級會議中提到，在2010年世界整體聚酯聚合總量將會達(dá)到6200萬噸，PET的消費(fèi)量如此之高，就無形中成為其再生利用的主要驅(qū)動力。由于廢棄PET瓶會對環(huán)境造成一定的污染，所以將PET回收利用技術(shù)進(jìn)行推廣十分有必要。

一、廢棄PET瓶的回收方式

（一）化學(xué)回收方式

該種回收方式既能讓廢棄PET瓶產(chǎn)生聚結(jié)狀態(tài)的單體，又能夠?qū)a(chǎn)生的低聚合物進(jìn)行部分降解。在廢棄PET瓶的化學(xué)方式回收過程中，主要應(yīng)用水解、醇解以及糖解3種方式。在這3種方法中，應(yīng)用范圍相對較廣泛的主要是水解法，通過該種方法降解出來的低聚物與單體經(jīng)過一系列的純化程序后，加入乙二醇最終形成PET。剩下的兩種醇解方法與糖解方法，均具有相對成熟的商業(yè)化形式降解經(jīng)驗(yàn)。另外，中間產(chǎn)物的精純程度與一致程度是不同的PET 化學(xué)回收方法的主要區(qū)別。與以上3種回收方式向?qū)Ρ?，?fù)合降解法是一類更具有優(yōu)勢的回收方式，其主要的運(yùn)用形式就是將水解回收方式與糖解回收方式進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，將廢棄塑料轉(zhuǎn)化成應(yīng)用于食品安全級別的高質(zhì)量型塑料。在此基礎(chǔ)上，該種高質(zhì)量型塑料并沒有添加另外的化學(xué)反應(yīng)物或者相關(guān)試劑，在生產(chǎn)出高品質(zhì)、高質(zhì)量PET產(chǎn)品的同時(shí)，又有效降低了生產(chǎn)成本，可謂一舉多得。

（二）物理回收方式

在廢棄PET瓶物理回收方式中，主要的回收程序就是將廢棄PET瓶經(jīng)過5個步驟開展回收工作：分離、破碎、洗滌、干燥處理、再造粒。該種回收方法主要包括以下兩種：

（1）首先將廢棄的PET瓶進(jìn)行切碎成片，然后將高密度聚乙烯、鋁、膠粘劑以及紙從廢棄產(chǎn)品中分離出來。之后把廢棄PET碎片進(jìn)行洗滌、干燥、再造粒，最后完成回收工作。該種物理回收方法的應(yīng)用優(yōu)勢主要集中在具有規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)勢上，缺點(diǎn)是所需的相關(guān)分離設(shè)備比較多，這就導(dǎo)致成本投資量大的結(jié)果，而且分離技術(shù)的使用也較為復(fù)雜。

（2）在進(jìn)行廢棄PET瓶的分離過程中，對于廢棄產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的瓶蓋、底座以及標(biāo)簽等雜質(zhì)一般情況下會使用機(jī)械分離法進(jìn)行作業(yè)。我國目前在進(jìn)行廢棄PET瓶的回收過程中，主要利用PET瓶片分離專用清潔軸組將金屬雜質(zhì)檢出率提升，其主要特點(diǎn)包括支撐板通過電線接地、主動軸體與從動軸體的骨架材料均具備導(dǎo)電能力、并且軸體的毛刷為棕毛性質(zhì)或絲綢性質(zhì)，有利于分離程序的順利進(jìn)行。該種物理回收方式的優(yōu)勢主要是指生產(chǎn)出來產(chǎn)品的質(zhì)量純度高，期間運(yùn)用到的設(shè)備相對較少，投資量較低。但是其也具有一定的缺憾，就是這種物理回收方式的應(yīng)用范圍較窄，僅適用于沒有出現(xiàn)破損的完整廢棄PET 瓶，如果出現(xiàn)壓扁或者破損的廢棄PET瓶，就必須將其從該種分離程序中挑出，應(yīng)用其他方法對破碎廢棄PET瓶進(jìn)行回收利用。

二、再生料工程塑料化改性的方法

（一）在PET結(jié)晶過程中添加結(jié)晶成核劑提升結(jié)晶速度

將PET應(yīng)用于工程塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中，主要是將PET的結(jié)晶速度進(jìn)行提升，從而完成加工性能與抗沖擊性能的改善優(yōu)化。PET是一種結(jié)晶型的聚合物，一旦分子鏈呈定向結(jié)晶，就會形成十分牢固的分子間結(jié)合力，此種結(jié)合力的形成，有助于生產(chǎn)產(chǎn)品的強(qiáng)度、模量、耐熱等性能進(jìn)行強(qiáng)化，并能夠在此基礎(chǔ)上保證產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定與透明。用注塑成型工序與用PET和薄膜等定向結(jié)晶兩種方法形成的工程塑料存在著本質(zhì)上的不同，注塑成型的工程塑料所制出的結(jié)晶PET，其結(jié)晶度的提升并不能夠通過拉伸定向?qū)崿F(xiàn)，結(jié)晶速度相對于其他聚合物來講也比較慢。那么，在實(shí)際的PET應(yīng)用工程塑料工作中，如何將PET 的結(jié)晶速度進(jìn)行加快就成為該行業(yè)發(fā)展進(jìn)步所要關(guān)注的首要問題。針對PET結(jié)晶速度的提升問題，我國現(xiàn)有的生產(chǎn)手段中，從本質(zhì)上講主要就是保證其在模具溫度低、模塑周期短，從而達(dá)到結(jié)晶完全的效果，進(jìn)而完善生產(chǎn)的加工與使用性能。從途徑上來講，普遍采用的方法就是在PET 的結(jié)晶期間添加適量的結(jié)晶成核劑。其中結(jié)晶成核劑主要包括以下集中類型：無機(jī)鹽類、金屬氧化物、礦物填充劑、單體、聚合物。

（二）添加擴(kuò)鏈劑提高相對分子質(zhì)量

在進(jìn)行機(jī)械性能的提升工作中，相對分子質(zhì)量起到了重要的支撐作用。PET產(chǎn)品經(jīng)過高溫加工后，極易出現(xiàn)熱解和水解問題，造成相對分子質(zhì)量與力學(xué)性能減小。由此可見，在改善PET 產(chǎn)品質(zhì)量的工作中，提升相對分子質(zhì)量是具有十分重要的意義的，尤其是針對回收PET性能的另一種手段。

伴隨著近些年來國際國內(nèi)對于提升PET相對分子質(zhì)量的研究深入，逐漸總結(jié)出了化學(xué)擴(kuò)鏈反應(yīng)的方法，并已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際的工程生產(chǎn)中。將化學(xué)擴(kuò)鏈反應(yīng)方法結(jié)合高長徑比的雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行聚酯的固相增加黏度，必然會面臨著巨大的挑戰(zhàn)，但同時(shí)也具有十分重要的發(fā)展前景。將化學(xué)擴(kuò)鏈反應(yīng)方法運(yùn)用于熔體增粘程序中，不僅能夠使聚酯生產(chǎn)后進(jìn)行縮聚釜、熔體紡絲、螺桿擠出與工程塑料注塑成型期間進(jìn)行實(shí)施，還能夠讓工藝流程生產(chǎn)的期間進(jìn)行縮短、降低生產(chǎn)設(shè)備的資金投資、將反應(yīng)速度提升同時(shí)進(jìn)行了控制方面的改善，并且在一定層面上將生產(chǎn)效率進(jìn)行了提高、優(yōu)化了適用性能，最終將實(shí)際的生產(chǎn)進(jìn)行了更具方便操作方向的改進(jìn)。

結(jié)語

綜合全文的論述來看，伴隨著我國工業(yè)領(lǐng)域中聚酯工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，聚酯廢料的數(shù)量也隨之日趨增長，并且隱隱有成為“白色污染”的主要來源的趨勢，尤其是PET瓶等食品包裝材料，在人類使用完后就會成為生態(tài)廢料。本文在廢棄PET瓶的回收方式中主要提出了化學(xué)回收與物理回收兩種方式，在再生料工程塑料化改性的方法提出了在PET結(jié)晶過程中添加結(jié)晶成核劑提升結(jié)晶速度、添加擴(kuò)鏈劑提高相對分子質(zhì)量兩種方法。望此次研究的內(nèi)容能為我國進(jìn)一步研究和開發(fā) PET 工程塑料提供幫助。

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