高分子回收与利用的书面报告
陈剑1008129
PET瓶的回收和利用
一．PET瓶的作用
PET瓶不仅广泛用于包装碳酸饮料、饮用水、果汁和茶饮料等，是当今使用量最大的饮料包装．而且广泛用于食品、化工、药品包装等众多领域。每年中国生产的PET瓶达数百亿只，每年将有50万吨以上的PET用于PET瓶的制造。PET 瓶的回收利用不仅可以解决环保问题，而且可以做为一种新的原料资源，缓解中国PET原料不足的矛盾。
二．PET的回收方法及特点
PET瓶从众多废弃物中分拣出来的具体方法有很多。最主要的有两种：一是不损坏瓶子的形状，主要通过手工分拣；二是把废弃物全部碎成块片状，然后通过多种物理手段进行分拣。人工分拣存在的主要问题是：效率低；作业人员处于有害的环境中；材料分类的误差大。因此，工业化生产中大多使用自动化分拣系统。通常通过风选或水选方式，先去除绝大部分杂质．再采用红外摄影、X光探测等多种分拣手段，从相对较小的材料范围中分拣选定的材料。如PET。
三．物理回收处理法
PET瓶的物理回收处理法相对简单，主要是将清洗干净的PET瓶废料干燥和造粒。PET瓶的物理处理法与分拣过程联系紧密。物理回收法主要有两种：一是将废PET瓶切碎成片，从PET中分出HDPE、铝、纸和粘合剂，PET碎片再经洗涤、干燥、造粒；二是先将废PET瓶上非PET的瓶盖、座底、标签等杂质用
机械方法分离，再经洗涤、破碎、造粒。再生PET中不得含有PVC杂质，否则会影响PET的色泽。当PVC混入量较少时可在传送带上用人工方法分离．即受扭力作用时PVC与PET瓶在受力部分产生不同的物理现象，PVC瓶出现不透明痕迹，PET瓶没有。也有些公司利用PVC与PET不同的熔点，将破碎PET和PVC 碎片通过装有加热器及温度控制的传送带，PVC被熔化后粘附在传送带上．这样可与PET分离开。饮料瓶上的标签可在瓶子破碎后用鼓风机和旋风分离机组合分离装置除去。也可采用抽气塔分离装置分离．破碎的PET碎片垂直从分离塔顶部加入，碎片与上升气流形成逆流，利用PET与标签碎片比重差异，标签被抽去，PET从分离器底部出来，为了保证标签分离效率，在生产中可采用两套以上的分离装置oPET碎片的洗涤是非常重要的。洗涤常采用80一100。C热水来软化或溶解粘贴标签和底座的EVA粘接剂或其他类型粘接剂，为防止脱落的粘接剂再粘附PET碎片，需在水中加入添加剂，如碱、乳化剂或其它专用化学剂。清洗液一般由工厂根据废瓶来源和粘接特性来确定其配方组成和含量，清洗液可滤去杂质重新加热后循环使用，洗涤可在装有搅拌器的特别清选罐内进行，为保证清洗的效果，洗涤可采用二级洗涤工艺。PET碎片通常禾用离心脱水机使碎片含水量降至2％，再经带式或管式干燥机干燥，使水份含量降至o．5％。德国克朗斯公司成功开发的高质量PET瓶循环再造系统．年加工量可达1．5万吨PET饮料瓶，经加工后的PET原料可直接制作成其他PET容器，生产成本大大降低。PET瓶循环再造系统利用化学涂层消除技术，以烧碱为化学涂层消除剂，除去PET瓶表面粘附的污染物．可实现任何种类的PET瓶的循环再造。经该技术处理的再循环产品，不仅能直接混合制作瓶坯，同时，再循环产品由于乙醛与黄色素含量低，还能满足纯净和质量的要求，特别适用于食品与饮料工业中产品的包装，成本比
一般新材料低20％～30％。
四．化学回收处理法
化学处理法是通过化学方法把PET瓶还原或分解成制造PET树脂的原料或单体。由于物理回收的PET原料在使用上具有一定的局限性，大部分回收再造的PET 树脂只能用于制造非食品包装或纺织品，因此，不少企业倾向于用化学法处理废PET瓶，使之分解成制造PET树脂的原料或中间体，达到完全复用的目的。不过．化学处理法同样需要预先对PET废料进行物理分拣、清洗处理。由于采用不同的工艺路线，所分解制备的产物不相同，因此，化学处理法大多是由大企业开发出来的一整套工艺系统。比如日本的帝人公司开发了一种从废PET瓶中回收DMT(对苯二甲酸二甲脂)和EG(乙二醇)的循环方法。它先把废PET瓶压碎并清洗，然后溶解于EG中，在EG的沸点温度和0．1Mpa的压力下．把PET进行解聚。生成双一对苯二甲酸羟乙酯(BHET)。再经过滤，除去滤渣和添加剂，使BHET与甲醇起反应，在甲醇的沸点温度和0．1Mpa的压力下，经过酯交换反应生成DMT和EG。再经过蒸馏，把DMT和EG进行分离，然后通过重结晶过程，把DMT精制；通过蒸馏把EG纯化，甲醇可循环使用。回收的DMT和EG的纯度都可达到99．99％．生产成本与通用的DMT和EG法的成本不相上下。DMT可以转化成纯TPA(对苯二甲酸)，用于制造瓶级PET树脂。循环装置可以生成10％左右树脂用的原料。日本月岛机械公司(TSK)也发明了一种回收工艺，可从废聚酯瓶中回收高纯度的对苯二甲酸(TPA)和EG。在该工艺中，PET树脂片与碳酸钠在一定条件下反应40一60分钟PET被解聚成为EG和TPA，后者形成对苯二甲酸钠(NaTP)。由于NaTP不溶于EG，因此EG通过过滤和蒸馏被分离回收。而NaTP溶于水后，在温度刚刚高于90℃时分两步加入硫酸，在硫酸钠溶液中得到，I'PA晶体。晶体
通过过滤、洗涤得到高纯度的TPA，硫酸钠被回收。TSK公司已经对该工艺进行了100吨／年规模的中试试验，其PA回收率约为98％。由于工艺操作压力低，反应时间短．预计生产成本相对适中。该公司估计一座8000吨／年的工业化生产装置的投资约为1100万美元．考虑到节约PET处理成本，这一规模的装置在经济上是可行的。澳大利亚Petrecycle公司开发了一种被称为Penew的专利技术。该专利被意大利M&G集团购买后．在美国西佛吉尼亚州兴建了一套工业规模的PET回收装置，该装置每年可处理100kt的PET瓶。该工艺的优点是可处理着色或有涂层的PET瓶废弃物。其过程是将PET瓶经乙二醉蒸汽蒸一小时，使之脆化，然后将其磨碎至lmm大小的颗粒，除去杂质，醇解为低聚体，包括部分对苯二甲酸单体。再经特殊过滤工序除去颜料添加剂或涂层杂物。最后产品在现有生产装置中与新鲜单体混合、酯化即可制得无色的PET。特别值得一提的是，目前回收处理的PET瓶以饮料包装用PET瓶为主。虽然美国几家企业已申请通过了美国FDA的检查和认证．可以回收清洁用品和化妆品业的PET包装，但在欧洲，出于谨慎的考虑，目前非食品PET在回收料中所占的份额还不超过1％。五．总结
比较物理和化学法的优劣．化学处理法在保证回收原料的清漕陛方面更有优势，特别是对于食品包装，这也是化学回收法快速发展的主要原因。当然，物理回收法也有其优点，就是处理成本较低。