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回收廢舊飲料瓶的常用方法-擠出造粒設(shè)備

廢舊的飲料瓶回收常用方法:

1、用添加含有磷、鈷和/或錳的聚酯穩(wěn)定劑的水溶液或懸浮液來熔化磨碎的聚酯廢料,以防止在制造新瓶期間黃化。此方法允許影響聚合度,該聚合度對于隨 后僅借助于進一步的復(fù)雜工藝步驟的重復(fù)利用是必要的。
2、將廢聚酯(scrap polyester)薄片和新聚酯(virgin polyester) —起在擠出機中熔化 并成型為一次性制品。此方法不適于制造高級制品如飲料瓶, 例如,因為雜質(zhì)沒有充分地除去,并且產(chǎn)物的粘度過低。
3、在催化劑存在下,借助于乙二醇,分解磨碎的聚對苯二曱酸乙二酯瓶,以下稱為”醇解 (glycolysis)”。所得單體BHET必須借助于結(jié)晶在其再用于重新 縮聚之前以昂貴的方法來清潔。除了通常的聚酯體系之外,此 方法需要許多復(fù)雜的工藝步驟和裝置。
4、用于回收廢聚酯的方法,廢聚酯在生產(chǎn)聚酯模塑體期間直接以未混合的形式出現(xiàn)。因此,此廢 聚酯不含有通常在已經(jīng)使用的模塑體中的雜質(zhì),其中此類雜質(zhì) 來自于未適當(dāng)處理的食物殘余、標簽或內(nèi)含物如舊油、油漆殘 余等。因此可將廢聚酯直接添加至最終的縮聚反應(yīng)器的最終部分(”后縮聚器(finisher)”),并在那里與新聚酯混合。在此方法中,特別地省去了廢聚酯的醇解以避免醚化合物如二甘醇的形成。對廢聚酯粘度的其它調(diào)節(jié) 也是不必要的,這是因為生產(chǎn)廢品正常地總是恒量。該方法不適于具有不確定雜質(zhì)的用過的飲料 瓶和其他類型的廢聚酯的回收。
5、為了回收具有適于食品使用的質(zhì)量的聚酯,有的技術(shù)在擠出機中熔化磨碎的廢聚酯,以及或者將此熔化物與新聚 酯熔化物混合并將此混合物造粒,或者首先將各類聚酯分別造 粒,然后將兩類粒料混合。然后將在每種情況下獲得的粒料在 固態(tài)縮聚(SSP)步驟中縮聚至所期望的更高的聚合度。為了防止 在SSP期間粒料粘附,在造粒機和SSP之間需要結(jié)晶步驟,由此 根據(jù)本領(lǐng)域現(xiàn)狀,此結(jié)晶步驟正常地要求加熱粒料至結(jié)晶溫度, 然后將其冷卻,當(dāng)需要時將其再次加熱至SSP溫度。該方法進一步需要預(yù)先復(fù)雜的 洗滌步驟以從磨碎的廢聚酯中除去雜質(zhì)。
6、用于回收PET廢泮牛,特別是磨碎 的PET瓶的方法。將這些仔細洗滌,在擠出機中熔化,在借助 于應(yīng)用真空氣的方法中脫氣,然后進入塑料造粒機中進行造粒,在數(shù)小時內(nèi)借助于熱風(fēng)結(jié)晶,然后在真空下以固態(tài)后縮合。借助于應(yīng)用數(shù)次真空將 雜質(zhì)除去。通過將乙二醇添加至脫氣擠出機中能夠隨意地影響 I.V,由此基于在擠出機出口處的粘度測量調(diào)節(jié)乙二醇的量。此外,在擠出步驟之前或期間或在回收工藝末時在新的P E T材料中混合的可能性。考慮到設(shè)備和能量,該方法非常昂貴,這是因為脫 氣擠出機是昂貴的并且難以控制,用熱風(fēng)的結(jié)晶時間需要大的設(shè)備和大量熱能,并且在產(chǎn)生真空期間數(shù)次應(yīng)用真空(在擠出機 中和在固態(tài)后縮合期間)需要大量能量和用于擴散掉雜質(zhì)的停留時間。
固態(tài)縮聚(SSP)導(dǎo)致在 PET(聚對苯二曱酸亞乙酯)中的乙醛含量從約”-100ppm降低 至〈lppm的值。同時,平均粘度增大至這樣的程度以致達到對 于相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域所需要的強度,根據(jù)在食品包裝的情況下的 需要降低乙醛含量,并且流出的低聚體含量降至最小。此外, 重要的是作為乙烯基酯結(jié)合的乙醛,也稱為儲存乙醛,分解至 這樣的點:在使用拉伸吹塑和注拉伸吹塑形成方法將聚酯粒料 加工成包裝,特別是聚酯瓶中,在聚酯中僅最小量的乙醛再次 形成。特別地,當(dāng)將礦泉水裝入聚酯瓶中時,聚對苯二甲酸乙 二酯瓶壁應(yīng)含有低于2ppm的乙醛,或優(yōu)選甚至低于lppm的乙 醛。
在SSP期間,實現(xiàn)以固態(tài)的聚酯的鏈延長以使在熔化物中 更強烈地出現(xiàn)的次級反應(yīng)最小化,和以除去有害的次級產(chǎn)物。 需要更高級強度和空間穩(wěn)定性的產(chǎn)品如瓶或輪胎簾線可用此鏈 延長制造,鏈延長表現(xiàn)為I.V.的增大,然而,因為聚酯為半結(jié)晶熱塑性塑料,所以依賴于類型,它們具有更大或更小的無定形部分。這個事實在進行SSP中引起問題,這是因為在SSP需要的溫度下,無定形部分導(dǎo)致粘附,粘附甚至能夠使生 產(chǎn)設(shè)備停止。
為提高碎片質(zhì)量可以在SSP前或期間用潮濕的惰性氣體來起作用,*在結(jié)晶前可預(yù)先用熱水或在高達200°C的溫 度下直接用水蒸氣強烈地處理碎片。然而,在此情況下,作為 在PET中的水解結(jié)果,即使在〉190。C的正常溫度下,很可能顯 著地不希望地降低I.V.;另一方法是用純化的未干燥氮氣來 處理來自第二結(jié)晶階段中在逆流中的SSP中的要結(jié)晶的碎片。 此處描述的用于降低乙醛含量的效果更確切地評價為次要的。
除了SSP,通過用氮氣或用 干燥空氣處理來從聚對苯二曱酸乙二酯中除去醛的方法也是已 知的。為保持在材料中需要的低乙醛含量,使用高達約230。C的 溫度,反之,在170和200。C之間的較低溫度下,在粒料中保持 不滿意的高乙醛含量。如果使用空氣,在此高溫下預(yù)期聚酯的 顯著的熱氧化分解。如果使用氮氣,招致用于氣體和用于昂貴 純化的額外成本。這些粒料的那些處理是中空體的主要制造者。經(jīng)常地,利 用使用注塑方法的預(yù)成型機來制造預(yù)制品,在進一步的階段中, 使用吹塑法從該預(yù)制品依次生產(chǎn)聚酯瓶。其他模塑也可以用于 聚酯造粒,如在用于生產(chǎn)薄膜和箔的機器中。
7、線材造粒方法為已引入用于塑料造粒的市場中的方法。此 方法的特征在于,在連續(xù)操作中,將相對長的塑料線材擠壓通 過多孔板,然后通過水浴,將其通過空氣短程運輸后自由懸掛。 因為與粒料相比塑料線材的低表面積,任何水吸收可保持在窄 界限內(nèi)。將冷卻的線材干燥并送至造粒機。在此方法中,以固態(tài)中進行造粒。此后,再次正常地進行干燥。如果使用此造粒方法,存在在 線材中的顯著的隔離溫度的升高的非常大的可能性,因而在聚 合物中的分解現(xiàn)象和從碎片至碎片的結(jié)晶不均勻度增加。用此 技術(shù),從外向內(nèi)發(fā)生碎片中的冷卻。
8、現(xiàn)今對于縮聚后聚合物熔化物造粒的進一 步可能性為水下造粒,其中將熔化物從造粒機的噴嘴或多孔板形成后 立即在隨后的水室中用切割板切割。該切割粒料仍是可塑的, 并且當(dāng)在冷水中淬火時,伴隨著從外至內(nèi)再次發(fā)生的冷卻通過 表面張力變形;它們呈現(xiàn)圓形或透鏡形。將冷卻的粒料和水流經(jīng)過水分離器以分離粒料,然后將該粒料干燥,此方式制的碎片具有 低于10%的結(jié)晶均勻度。
9、用于造粒和進一步將PET 加工為小球的方法,在26(TC和280。C之間的溫度下,將 具有粘度為0.08至0.15的低聚體混合物通過噴嘴擠壓,用惰性 氣體氣氛形成通過冷卻區(qū)域落入水浴或落在傳送帶上的液滴, 以 將液滴凝固為無定形小球。此方法也生產(chǎn)具有高比例無定 形結(jié)構(gòu)的小球。
綜上所述,使用部分廢聚酯的已知方法的上述缺點在于這樣的事實:它們或者簡單,但是沒有實現(xiàn)用于食品包裝所需的產(chǎn)品質(zhì)量,或者它們是復(fù)雜的工藝步驟,主要缺點在于以下事實:如果需要純化的話,需要昂貴氮氣作為處理氣。因為為了加熱碎片,需要 在高于脫醛期間實際需要的造粒溫度的溫度下供給處理氣,以將熱從氣體傳送至碎片。在此情況下,如果使用空氣作為處理 氣,則高溫將引起氧化損害,導(dǎo)致過高的乙醛含量或過度的乙 醛重整(即,隨后的乙搭形成)。
中塑機械研究院生產(chǎn)的pet瓶片造粒生產(chǎn)線,該機組無需復(fù)雜的預(yù)結(jié)晶干燥系統(tǒng),可實現(xiàn)理想的PET特性粘度控制,IV下降非常小,在加入適當(dāng)助劑條件下可以在線實現(xiàn)化學(xué)增粘。

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