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再生PET化学回收法的关键技术

文章来源: 更新时间:2026-03-25 02:55:24

【摘要】再生PET的回收利用方法一般分为物理法和化学法,本文梳理了化学回收法的技术内容与过程,希望对广大再生聚酯行业的企业朋友起到一定的帮助作用。
  再生PET的回收利用方法一般分为物理法和化学法,国外很多企业采用了化学法,但是因为其成本较高,技术复杂而在国内的应用受到了一定的限制。本文梳理了化学回收法的技术内容与过程,希望对广大再生聚酯行业的企业朋友起到一定的帮助作用。
 
  PET再生利用的技术路线:
 
  原料体系的分离与提纯,
 
  加工工艺参数优化
 
  加工机械设计与制造
 
  产品质量标准体系
 
  下表为不同来源的再生PET原料的基本物理性质
不同来源的再生PET原料的基本物理性质.webp
        解决原料不匀的方法:
 
  (1)把小分子除去——溶解杂质及PET低聚物
 
  (2)把小分子补长——扩链剂——高粘度PET
 
  (3)把大分子链截断——化学降解——单体原料

       一、废塑料溶解、分离与提纯
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  优点:可靠性高,可操作性强,产品纯正
 
  缺点:溶剂回收困难,成本高
 
  二、PET扩链反应
 
  2,2-双(2-噁唑啉)(BOZ)扩链反应
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  均苯四甲酸二酐(PMDA)扩链反应
均苯四甲酸二酐(PMDA)扩链反应.webp
  固相扩链:
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  PET瓶片的特性:
 
  PET分子量比较大,特性粘度比较高,通常0.75~0.95dL/g,赋予瓶的强度和韧性、阻隔性;而纤维级PET特性粘数只要0.58dL/g就可以成纤;PET瓶片制备:在常规PET制备工艺基础上,通过固相增粘或液相增粘,增大分子量,提高特性粘数,达到吹瓶的要求。
 
  固相扩链工艺:
固相扩链工艺
  常用扩链剂:
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  2,2-双(2-噁唑啉)(BOZ),邻苯二甲酸酐(PA),均苯四甲酸二酐(PMDA),异氰酸酯(MDI,TDI),环氧树脂(EP)
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       液相扩链工艺:
 
  工艺流程:缩聚反应温度285-290度,压力70-120Pa,反应时间40-80分钟。产物:0.85-0.9dL/gPET扩链反应:环氧树脂和六亚甲基-二异氰酸酯(HMDI)复合扩链投料比:PET:环氧树脂和六亚甲基-二异氰酸酯(HMDI)=96:3:0.5,反应温度:230度
 
  反应时间:3-4小时。
 
  结果:产物特性粘数达到0.7,相对分子量达到26000。
 
  降解法
 
  PET的合成有两种方法:一种是对苯二甲酸(TPA)与乙二醇(EG)的缩聚反应;一种是对苯二甲酸二甲酯与EG酯交换反应。这两种反应均为可逆反应,在过量的水或醇的作用下,一定条件下其逆反应就会发生,因此可以将瓶料PET分解成单体或齐聚物,利用单体再合成食品级PET树脂。
 
  水解法
 
  水解法是在一定的温度和压力下,以不同的酸碱溶液为介质,将瓶料PET水解为二元酸或二元醇,一般的水解法必须先经机械方法处理,除去杂质,工艺较复杂,回收成本相对较高,同时引起杂质的积累。由于TPA和EG直接合成PET聚酯的工艺是聚酯生产的重要方法之一,为实现原材料的重复多次利用,PET水解法日益受到重视。按酸碱度不同可划分为:中性水解法,酸性水解法和碱性水解法。
 
  酸性条件水解工艺:190-240度,0.1-0.6Mpa,2-3小时,产物:PTA和EG,还有不饱和聚酯聚酯。
 
  优点:对回料的纯度要求不高,即使有40%杂质,也能实现回收。
 
  碱性条件水解工艺:200-250度,1.4-2.0Mpa,产物:得到纯对苯二甲酸盐,减压回收EG优点:可以纯化高度污染的PET,生产工艺简单,成本低;改进措施:反应后期,加入相转移剂,如季铵盐,可以提高PTA得率醇解法
 
  一元醇解法:PET的醇解的技术比较成熟,同时它的具体实施方案也是最多的一种。常见的有一元醇醇解和二元醇醇解以及多元醇醇解,在一元醇中,人们常常考虑的是甲醇、乙醇、异丙醇,他们的活性依次是甲醇>乙醇>异丙醇;在二元醇中,1,2-丙二醇、乙二醇、1,4-丁二醇最为常见,但乙二醇尤为重要。
 
  甲醇醇解工艺:180-280度,2-4Mpa,醋酸锌为催化剂,2-3小时,产物:DMT和EG。
 
  优点:DMT品质较好,甲醇和乙二醇都容易回收缺点:成本高;反应不能有水;目前用DMT生产PET装置很少,DMT作为原料失去了市场改进方法:采用超临界甲醇流体,能提高产率,缩短时间二元醇解法:在二元醇的作用下,PET 能发生二醇降解反应,得到-OH封端的低分子量产物。这些产物都能用于制备不饱和聚醋(UP)、聚氨酯(PU)特别是硬质聚氨酯泡沫、BHET等。
 
  二元醇醇解工艺:190-240度,0.1-0.6Mpa,2-3小时,产物:采用 乙二醇原料,得到BHET和EG。
 
  优点:产物应用广泛,可用于生产PET,PU和不饱和树脂氨解法
 
  无水氨的乙醇溶液作用于PET将生成对苯二甲酰胺,它可以转化为对苯二甲酸氰,进一步转化为对苯二甲基二胺或1,4-二胺乙基环己烷。在 2MPa压力、温度120-180℃下,反应时间为1-7h,对PET饮料瓶的降解效果很好,反应和经过处理所得产物的纯度高于99%。
 
  胺解法
 
  PET胺解的生成产物是乙二醇和对苯二甲酸二酰胺,反应通常用伯胺水溶液,如甲胺、乙醇胺、乙胺以及乙二胺。温度范围为20-100℃。
 
  热降解法
 
  热裂解法是在高温高压下废PET与碱发生热解反应,生成CO、CO2、芳香酸、乙醛、乙烯基酯等小分子产物。热裂解主要有热氧化、热水解、高温分解等理论,一般认为PET大分子中的酯键受高温作用,断裂生成羧酸和乙烯基酯,发生断裂的酯键的位置是随机的。
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