ПЕТ-

Полиетилен терефталат (понекад написан поли (етилен терефталат)), обично скраћено ПЕТ-, ПЕТЕили је застарјели ПЕТП или ПЕТ-П најчешћи термопластични полимера смола од полиестер породице и користе се у влакнима за одећу, контејнери за течности и храну, термоформисање за производњу и у комбинацији са стакленим влакнима за инжењерске смоле.

На њега се може позивати и робна марка Дацрон; у Британији, Терилене; или у Русији и бившем Совјетском Савезу, Лавсан.

Већина светске производње ПЕТ-а односи се на синтетичка влакна (више од 60%), при чему производња боца чини око 30% светске потражње. У контексту примене текстила, ПЕТ се назива својим заједничким именом, полиестер, док је акроним ПЕТ- опћенито се користи у односу на паковање. Полиестер чини око 18% светске производње полимера и четврти је по броју произведених полимера; полиетилен(ПЕ), полипропилен (ПП) и поливинил хлорид (ПВЦ) су први, други и трећи, респективно.

ПЕТ се састоји од полимеризовано јединице мономера етилен терефталата, са понављањем (Ц₁₀H₈O₄) јединице. ПЕТ се обично рециклира и има их број 1 као његов симбол рециклирања.

У зависности од своје процесе и термичке историје, полиетилен терефталат може постојати и као аморфан (транспарентан) и као полукристални полимер. Полукристални материјал може изгледати провидно (величина честица <500 нм) или непрозирно и бело (величина честица до неколико микрометара) у зависности од његове кристалне структуре и величине честица. Његов мономер бис (2-хидроксиетил) терефталат може да се синтетише помоћу естерификација реакција између терефтална киселина етилен гликол са водом као нуспродуктом или трансестерификација реакција између етилен гликол диметил терефталат са метанол као нуспроизвод. Полимеризација је путем а поликондензација реакција мономера (изведена одмах након естерификације / трансфекторификације) са водом као нуспродуктом.

imena
Име ИУПАЦ-а Поли (етилбензен-1,4-дикарбоксилат)
Идентификатори
ЦАС број	25038-59-9
Скраћенице	ПЕТ, ПЕТЕ
Некретнине
Хемијска формула	(C10H8O4)n
Моларна маса	варијабла
Густина	КСНУМКС г / см3 (20 ° Ц), аморфан: 1.370 г / цм3, монокристал: 1.455 г / цм3
Тачка топљења	> 250 ° Ц, 260 ° Ц
Тачка кључања	> 350 ° Ц (распада се)
Растворљивост у води	практично нерастворљив
Топлотна проводљивост	0.15 до 0.24 В м-КСНУМКС K-КСНУМКС
Индекс преламања(nD)	1.57–1.58, 1.5750
Термохемија
специфичан топлотни капацитет (C)	1.0 кЈ / (кг · К)
Сродна једињења
Напомена Мономери	Терефтална киселина Етилен гликол
Осим ако је другачије наведено, подаци се дају и за њихове материјале стандардно стање (на 25 ° Ц [77 ° Ф], 100 кПа).

vi користите

Будући да је ПЕТ одличан материјал за заштиту воде и влаге, пластичне боце направљене од ПЕТ-а широко се користе за безалкохолна пића (види карбонизацију). За одређене специјалне боце, попут оних намењених за задржавање пива, ПЕТ сендвича додатни слој поливинил-алкохола (ПВОХ) да би се додатно смањила његова пропустљивост за кисеоник.

Двоосно оријентисан ПЕТ филм (често познат под једним од својих трговачких назива, „Милар“) може се алуминизирати испаравањем танког филма метала на њега како би се смањила његова пропустљивост, а учинио би га рефлектујућим и непрозирним (МПЕТ). Ова својства су корисна у многим апликацијама, укључујући флексибилну храну паковање топлотна изолација. Погледајте: “свемир ћебад“. Због своје високе механичке чврстоће, ПЕТ филм се често користи у тракама, као што је носач за магнетну траку или подлога за лепљиве траке осетљиве на притисак.

Неорјентирани ПЕТ лист може бити термоформисани за прављење паковања и паковања са блистерима. Ако се користи кристализујући ПЕТ, носачи се могу користити за замрзнуте вечере, јер подносе и температуре смрзавања и печења. За разлику од аморфног ПЕТ-а, који је транспарентан, кристализујући ПЕТ или ЦПЕТ обично је црне боје.

Када се напуни стакленим честицама или влакнима, постаје знатно тврђи и трајнији.

ПЕТ се такође користи као супстрат у танким филмовима соларних ћелија.

Терилен се такође спаја у врхове конопца за звоно како би се спречило трошење ужади док пролазе кроз плафон.

историја

ПЕТ су 1941. године патентирали Јохн Рек Вхинфиелд, Јамес Теннант Дицксон и њихов послодавац Цалицо Принтерс 'Ассоциатион из Манчестера у Енглеској. ЕИ ДуПонт де Немоурс из Делавера, САД, први пут је користио заштитни знак Милар у јуну 1951. године, а регистрован је 1952. године. То је и даље најпознатије име које се користи за полиестерски филм. Тренутни власник заштитног знака је ДуПонт Теијин Филмс УС, партнерство са јапанском компанијом.

У Совјетском Савезу, ПЕТ је први пут произведен у лабораторијама Института за високо-молекуларна једињења Академије наука СССР-а 1949. године, а његово име „Лавсан“ његов је акроним (laбоориорији Института виоскомомолекуларних содеденениа Аакадемии навк СССР).

ПЕТ боцу је патентирао 1973. Натханиел Виетх.

Физичка својства

ПЕТ је у свом природном стању безбојна, полукристална смола. На основу начина обраде, ПЕТ може бити полукрут до крут и врло је лаган. Чини добру баријеру за заштиту од плина и влаге, као и добру препреку за алкохол (захтева додатни третман „баријере“) и раствараче. Снажан је и отпоран на ударце. ПЕТ постаје бео када је изложен хлороформу, као и неким другим хемикалијама, попут толуена.

Око 60% кристализације је горња граница комерцијалних производа, изузев полиестерског влакна. Бистри производи се могу произвести брзо хлађењем растаљеног полимера испод Т_g температура стакленог прелаза да би се добила аморфна чврста супстанца. Попут стакла, аморфни ПЕТ настаје када се његовим молекулима не даје довољно времена да се поређају на уредан, кристални начин док се растопина хлади. На собној температури молекули су замрзнути, али ако се загревањем изнад Т у њих врати довољно топлотне енергије_g, почињу поново да се крећу, омогућујући кристалима да се нуклеуси и расту. Овај поступак је познат и као кристализација у чврстом стању.

Кад се полако охлади, растаљени полимер ствара кристалнији материјал. Овај материјал има сферулити који садржи много малих кристалити када се кристализује из аморфне чврсте материје, уместо да формира један велики појединачни кристал. Светлост има тенденцију да се распрши док прелази границе између кристалита и аморфних подручја између њих. Ово расипање значи да је кристални ПЕТ непрозиран и бел у већини случајева. Цртање влакана је међу ретким индустријским процесима који производе готово монокристални производ.

Унутрашња вискозност

Назива се једна од најважнијих карактеристика ПЕТ-а својствена вискозност (ИВ).

Унутрашња вискозност материјала, пронађена екстрахолацијом нулте концентрације релативне вискозности на концентрацију која се мери у децилитра по граму (дℓ / г). Унутрашња вискозност зависи од дужине његових полимерних ланаца, али нема јединице због екстраполирања на нулту концентрацију. Што дужи ланци полимера то више заплете између ланаца и самим тим већа је вискозност. Просечна дужина ланца одређене групе смоле може се контролисати током поликондензација.

Распон унутрашњег вискозитета ПЕТ:

Фибер граде

0.40–0.70 Текстил

0.72–0.98 Технички, каблови за гуме

Оцена филма

КСНУМКС-КСНУМКС БоПЕТ (биаксијално оријентисан ПЕТ филм)

0.70–1.00 Класа листа за термоформисање

Класа флаше

0.70–0.78 Боце за воду (равне)

0.78–0.85 газирана безалкохолна пића

Монофиламент, инжењерска пластика

КСНУМКС-КСНУМКС

Сушење

ПЕТ је хигроскопски, што значи да упија воду из своје околине. Међутим, када се овај „влажни“ ПЕТ загреје, вода хидролизује ПЕТ, смањујући своју отпорност. Стога, пре него што се смола може прерадити у машини за обликовање, она се мора осушити. Сушење се постиже употребом а средство за сушење или сушаре пре него што се ПЕТ убаци у опрему за прераду.

Унутар сушаре врући сув ваздух пумпа се на дно резервоара у коме се налази смола тако да протиче кроз пелете уклањајући влагу на путу. Врући влажни ваздух напушта врх резервоара и прво се провлачи кроз накнадни хладњак, јер је лакше уклањати влагу из хладног ваздуха него врући ваздух. Настали хладни влажни ваздух се затим пропушта кроз сушилац. Коначно, хладан сув ваздух који напушта слој сушила се поново загрева у процесном грејачу и враћа кроз исте поступке у затвореној петљи. Типично, нивои заостале влаге у смоли морају бити мањи од 50 делова на милион (делови воде на милион делова смоле, тежински) пре обраде. Време задржавања сушаре не сме бити краће од око четири сата. То је зато што би за сушење материјала за мање од 4 сата била потребна температура изнад 160 ° Ц, на том нивоу хидролиза би започели унутар пелета пре него што би се могли осушити.

ПЕТ се такође може сушити у сушачима компримованог ваздуха. Сушари компримованог ваздуха не користе поново ваздух за сушење. Суви, загрејани компримовани ваздух циркулише кроз ПЕТ пелете као у сушилици за сушење, а затим се испушта у атмосферу.

Кополимери

Поред чистог (хомополимер) ПЕТ, ПЕТ модификовано кополимеризација такође је доступан.

У неким случајевима су модификована својства копоимера пожељнија за одређену примену. На пример, циклохексан диметанол (ЦХДМ) се може додати полимерној окосници уместо етилен гликол. Будући да је овај градивни блок много већи (6 додатних атома угљеника) од јединице етилен гликола коју замењује, не уклапа се са суседним ланцима онако како би то била јединица етилен гликола. Ово омета кристализацију и смањује температуру топљења полимера. Генерално, такав ПЕТ је познат као ПЕТГ или ПЕТ-Г (полиетилен терефталат гликол модификован; Еастман Цхемицал, СК Цхемицалс и Артениус Италиа су неки произвођачи ПЕТГ-а). ПЕТГ је прозирни аморфни термопластик који се може ињекционо пресовати или екструдирати у лим. Током обраде може се обојити.

Још један уобичајени модификатор је изофтална киселина, замењујући неке од 1,4- (пара-) повезани терефталат јединице. 1,2- (орто-) или 1,3- (Мета-) повезивање ствара угао у ланцу, који такође ремети кристалност.

Такви кополимери су повољни за одређене примене у калупу, као што су термоформисање, који се користи на пример за прављење паковања или блистера од ко-ПЕТ фолије, или аморфног ПЕТ листа (А-ПЕТ) или ПЕТГ лима. Са друге стране, кристализација је важна и у осталим применама у којима је важна механичка и димензијска стабилност, као што су сигурносни појасеви. За ПЕТ боце се користи мала количина изофталне киселине, ЦХДМ, диетилен гликол (ДЕГ) или други комономери могу бити корисни: ако се користе само мале количине комономера, кристализација се успорава, али не спречава у потпуности. Као резултат тога, боце се могу добити преко растезљиво ливење („СБМ“), који су и бистри и кристални да буду адекватна препрека аромама, па чак и гасовима, попут угљен-диоксида у газираним пићима.

производња

Полиетилен терефталат се производи од етилен гликол диметил терефталат (C₆H₄(ЦО₂CH₃)₂) Или терефтална киселина.

Први је а трансестерификација реакција, док је последња ан естерификација реакција.

Диметил терефталатни поступак

In диметил терефталат овог поступка, ово једињење и вишак етилен гликола реагују у растопини на 150–200 ° Ц са а основни катализатор. Метанол (ЦХ₃ОХ) уклања се дестилацијом да би се реакција одвела даље. Вишак етилен гликола се дестилује на вишој температури уз помоћ вакуума. Други корак трансестерификације одвија се на 270–280 ° Ц, уз континуирану дестилацију етилен гликола.

Реакције су идеализоване на следећи начин:

Први корак

C₆H₄(ЦО₂CH₃)₂ + 2 ХОЦХ₂CH₂ОХ → Ц₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂ОХ)₂ + 2 ЦХ₃OH

Други корак

n C₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂ОХ)₂ → [(ЦО) Ц₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂О)]_n + n ХОЦХ₂CH₂OH

Процес терефталне киселине

У терефтална киселина поступак, естерификација етилен гликола и терефталне киселине врши се директно под умереним притиском (2.7–5.5 бара) и високом температуром (220–260 ° Ц). Вода се у реакцији елиминише, а такође се континуирано уклања дестилацијом:

n C₆H₄(ЦО₂H)₂ + n ХОЦХ₂CH₂ОХ → [(ЦО) Ц₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂О)]_n + КСНУМКСn H₂O

деградација

ПЕТ се подвргава разним врстама деградације током прераде. Главне деградације које се могу догодити су хидролизна и вероватно најважнија, термичка оксидација. Када се ПЕТ деградира, догађа се неколико ствари: дисколорација, ланац маказе што резултира смањеном молекуларном тежином, формирањем ацеталдехид, и унакрсне везе (Формација „гела“ или „рибљег ока“). До промене боје долази због стварања различитих хромофорних система након продуженог термичког третмана на повишеним температурама. Ово постаје проблем када су оптички захтеви полимера веома високи, на пример у примени паковања. Термичка и термооксидативна разградња резултира слабим карактеристикама обрадивости и перформансама материјала.

Један од начина да се то ублажи је коришћење а кополимер. Комономери попут ЦХДМ или изофтална киселина снизити температуру топљења и смањити степен кристалности ПЕТ-а (посебно је важно када се материјал користи за производњу боца). Дакле, смола се може пластично формирати на нижим температурама и / или са нижом силом. Ово помаже у спречавању разградње, смањујући садржај ацеталдехида у готовом производу на прихватљив (односно, неприметан) ниво. Види кополимери, горе. Други начин да се побољша стабилност полимера је употреба стабилизатора, углавном антиоксиданата као што су фосфити. Недавно је разматрана и молекуларна стабилизација материјала помоћу наноструктурних хемикалија.

Ацеталдехид

Ацеталдехид је безбојна, испарљива супстанца са воћним мирисом. Иако се природно формира у неком воћу, у флашираној води може изазвати неукус. Ацеталдехид настаје разградњом ПЕТ-а неправилним руковањем материјалом. Високе температуре (ПЕТ се разлаже изнад 300 ° Ц или 570 ° Ф), високи притисци, брзине екструдера (прекомерни проток смицања подиже температуру) и дуго задржавање у бачви доприносе стварању ацеталдехида. Када се ацеталдехид произведе, део остаје растворен у зидовима посуде, а затим дифузно у производ који се чува унутра, мењајући укус и арому. Ово није такав проблем за не-потрошни материјал (попут шампона), за воћне сокове (који већ садрже ацеталдехид) или за јака пића попут безалкохолних пића. За воду у боцама, међутим, низак садржај ацеталдехида је прилично важан, јер ако ништа не маскира арому, чак и екстремно ниске концентрације ацеталдехида у води могу створити неуобичајен укус.

антимон

антимон (Сб) је металоидни елемент који се користи као катализатор у облику једињења као што су антимонов триоксид (Сб₂O₃) или антимон триацетат у производњи ПЕТ. Након производње, на површини производа се може пронаћи детектирајућа количина антимона. Овај остатак се може уклонити испирањем. Антимон такође остаје у самом материјалу и, према томе, може се мигрирати у храну и пиће. Излагање ПЕТ кључању или микроталасном стварању може значајно повећати ниво антимона, могуће изнад максималних нивоа контаминације УСЕПА. Ограничење воде за пиће коју је проценила СЗО износи 20 делова на милијарду (ВХО, 2003), а ограничење воде за пиће у САД износи 6 делова на милијарду. Иако је антимонов триоксид ниско токсичан када се узима орално, његово присуство и даље изазива забринутост. Швајцарци Федерална служба за јавно здравство истраживао количину миграције антимона, упоређујући воду флаширану у ПЕТ и стаклу: Концентрације антимона у води у ПЕТ боцама биле су веће, али и даље знатно испод дозвољене максималне концентрације. Швајцарски савезни завод за јавно здравље закључио је да мале количине антимона мигрирају из ПЕТ-а у флаширану воду, али да је здравствени ризик услед тога ниских концентрација занемарљив (1% „подношљив дневни унос”Одређује КО). Каснија (2006), али публикованија студија открила је сличне количине антимона у води у ПЕТ боцама. СЗО је објавила процену ризика од појаве антимона у води за пиће.

Утврђено је да концентрати воћних сокова (за које нису утврђене смернице), који су произведени и флаширани у ПЕТ у Великој Британији, садрже до 44.7 µг / Л антимона, знатно изнад граница ЕУ за вода из чесме од 5 µг / Л.

Биоразградња

Ноцардиа може разградити ПЕТ ензимом естеразе.

Јапански научници су изолирали бактерију Идеонелла сакаиенсис који поседује два ензима који могу разградити ПЕТ на мање комаде које бактерија може пробавити. Колонија од И. сакаиенсис може да се распадне пластичним филмом за око шест недеља.

Безбедност

Коментар објављен у Енвиронментал Хеалтх Перспецтивес у априлу 2010. године сугерише да би ПЕТ могао да даје ендокрини поремећаји у условима заједничке употребе и препоручених истраживања на ову тему. Предложени механизми укључују испирање фталати као и испирање антимон. Чланак објављен у Часопис Мониторинг животне средине априла 2012. закључује да је концентрација антимона у деионизирана вода ускладиштено у ПЕТ боцама остаје унутар прихватљиве границе ЕУ, чак и ако се кратко чува на температурама до 60 ° Ц (140 ° Ф), док садржај у боцама (вода или безалкохолна пића) може повремено премашити ограничење ЕУ након мање од годину дана складиштења у соби температура.

Опрема за обраду боца

Постоје две основне методе калупа за ПЕТ боце, једностепене и двостепене. У двостепеном обликовању користе се две одвојене машине. Прво машинско убризгавање обликује преформ, која подсећа на епрувету, са навојима који су већ постављени на своје место. Тело цеви је знатно дебље, јер ће се у другом кораку надувати у коначни облик растезљиво ливење.

У другом кораку се преформ загревају брзо, а затим надувају у дводелни калуп да би се формирали у коначни облик боце. Предформи (незагађене боце) се такође користе као робусни и јединствени сами контејнери; осим новчаних бомбона, нека поглавља Црвеног крста дистрибуирају их као део програма Виал оф Лифе власницима кућа како би спремили медицинску историју за хитне случајеве. Друга чешћа употреба предформата су контејнери у природи Геоцацхинг.

У машинама у једном кораку цео процес од сировине до готовог контејнера одвија се унутар једне машине, што га чини посебно погодним за обликовање нестандардних облика (прилагођено обликовање), укључујући тегле, равне овалне, облике тиквица итд. Његова највећа заслуга је смањење простора, руковања производом и енергијом и далеко већи визуелни квалитет него што се може постићи двостепеним системом.

Индустрија за рециклирање полиестера

У 2016. години процењено је да се годишње произведе 56 милиона тона ПЕТ-а.

Иако се већина термопластика у принципу може рециклирати, Рециклажа ПЕТ боца је практичнији од многих других пластичних примена због велике вредности смоле и готово ексклузивне употребе ПЕТ-а за широко кориштену флаширање безалкохолних пића са водом и газираним пићима. ПЕТ има идентификациони код смоле од КСНУМКС. Главна употреба рециклираног ПЕТ-а је полиестер влакно, траке и посуде за храну.

Због рециклабилности ПЕТ-а и релативног обиља отпад потрошача у облику боца, ПЕТ брзо добија тржишни удео као влакно тепиха. Мохавк Индустриес издан еверСТРАНД 1999. године, 100% ПЕТ влакно које је рециклирано након конзумације. Од тада је више од 17 милијарди боца рециклирано у влакно тепиха. Пхарр пређе, добављач многим произвођачима тепиха, укључујући Лооптек, Доббс Миллс и Берксхире Флооринг, производи БЦФ (скупно непрекидно филамент) ПЕТ влакно од тепиха које садржи најмање 25% рециклираног садржаја након потрошача.

ПЕТ је, као и многе пластике, такође одличан кандидат за термичко одлагање (спаљивање), јер се састоји од угљеника, водоника и кисеоника, са само у траговима количинама елемената катализатора (али без сумпора). ПЕТ има енергетски садржај меког угља.

Код рециклирања полиетилен терефталата или ПЕТ или полиестера, генерално треба разликовати два начина:

1. Хемијско рециклирање се пречишћавало до почетних сировина терефтална киселина (ПТА) или диметил терефталат (ДМТ) и етилен гликол (ЕГ) где се полимерна структура уништава у потпуности, или у међупродуктима процеса бис (2-хидроксиетил) терефталат
2. Механичко рециклирање у коме се задржавају или реконституишу оригинална својства полимера.

Хемијска рециклажа ПЕТ-а ће постати економична само ако се примене линије за рециклирање великог капацитета веће од 50,000 2000 тона годишње. Такве линије су се могле видети само ако их уопште има на производним местима веома великих произвођача полиестера. У прошлости је рађено неколико покушаја индустријске величине за успостављање таквих постројења за рециклажу хемијских производа, али без огромног успеха. Чак и обећавајућа хемијска рециклажа у Јапану до сада није постала индустријски пробој. Два разлога за то су: у почетку, тешкоћа непрекидног и континуираног снабдевања тако великим количинама боца на једном месту и, на другом, непрестано повећавање цена и нестабилност цена прикупљених боца. Цене балираних боца повећале су се, на пример, између 2008. и 50. са око 500 евра на тону на преко 2008 евра у тони у XNUMX. години.

Механичка рециклажа или директна циркулација ПЕТ-а у полимерном стању данас се врши у најразличитијим варијантама. Овакве врсте процеса су типичне за малу и средњу индустрију. Исплативост се већ може постићи капацитетима постројења у опсегу од 5000 до 20,000 XNUMX тона годишње. У овом случају су данас могуће готово све врсте повратних информација од рециклираног материјала у промет. О овим различитим поступцима рециклирања детаљније ће се расправљати у наставку.

Поред хемијских загађивача и деградација производи настали приликом прве обраде и употребе, механичке нечистоће представљају главни део квалитетне нечистоће која се амортизира у рециклажном току. Рециклирани материјали све се више уводе у производне процесе који су у почетку били дизајнирани само за нове материјале. Стога ефикасни процеси сортирања, одвајања и чишћења постају најважнији за високо квалитетни рециклирани полиестер.

Када говоримо о индустрији рециклирања полиестера, концентришемо се углавном на рециклирање ПЕТ боца, које се у међувремену користе за све врсте течних амбалажа као што су вода, газирана безалкохолна пића, сокови, пиво, умаци, детерџенти, кућна хемикалија и тако даље. Боце је лако разликовати због облика и конзистенције и одвајати се од отпадних пластичних токова аутоматским или ручним поступком сортирања. Успостављена индустрија за рециклажу полиестера састоји се од три главна дела:

• Скупљање ПЕТ боца и одвајање отпада: логистика отпада
• Производња чистих флашица за флаше: производња пахуљица
• Конверзија ПЕТ пахуљица у финалне производе: обрада пахуљица

Интермедијарни производ из првог одељка је балирани отпад из боца са садржајем ПЕТ већим од 90%. Најчешћи облик трговања је бала, али такође опеке или чак лабаве, унапред исечене боце су уобичајене на тржишту. У другом делу, сакупљене боце се претварају у чисте пахуљице од ПЕТ флаша. Овај корак може бити више или мање сложен и компликован у зависности од захтеваног квалитета коначне пахуљице. Током трећег корака, пахуљице од ПЕТ боца прерадјују се на било коју врсту производа као што су филм, боце, влакна, влакна, каишеви или интермедијери попут пелета за даљу обраду и инжењеринг пластике.

Поред ове екстерне (пост-потрошачке) рециклаже полиестерске боце, постоје и број унутрашњих процеса рециклирања (пре-потрошача), где изгубљени полимерни материјал не излази из производног места на слободно тржиште, већ се поново користи у истом производном кругу. На овај начин, влакнасти отпад директно се поново користи за производњу влакана, преформирани отпад директно се поново користи за производњу предформи, а филмски отпад директно се поново користи за производњу филма.

Рециклажа ПЕТ боца

Пречишћавање и деконтаминација

Успех било ког концепта рециклирања крије се у ефикасности прочишћавања и деконтаминације на правом месту током прераде и у потребном или жељеном обиму.

Уопштено, важи следеће: Што се раније у процесу уклањају стране материје, и што се темељније то ради, ефикаснији је процес.

Висока Пластификатор температура ПЕТ-а у опсегу од 280 ° Ц (536 ° Ф) разлог је што готово све уобичајене органске нечистоће попут ПВЦ, План, полиолефин, хемијска влакна од дрвета и целулозе, поливинил ацетат, лепило за топљење, средства за бојење, шећер и протеин остаци се трансформишу у обојене производе разградње који би заузврат могли да ослободе и реактивне производе разградње. Тада се број дефеката у полимерном ланцу знатно повећава. Расподела нечистоћа у величини честица је врло широка, велике честице од 60–1000 µм - које су видљиве голим оком и лако се филтрирају - представљају мање зло, јер је њихова укупна површина релативно мала, а брзина разградње је нижа. Утицај микроскопских честица, које - с обзиром да их је много - повећавају учесталост дефеката у полимеру, је релативно већи.

Мото „Оно што око не види срце не може да растужи“ сматра се веома важним у многим процесима рециклирања. Стога, поред ефикасног сортирања, уклањање видљивих честица нечистоћа поступцима филтрације растопом игра посебну улогу у овом случају.

Генерално се може рећи да су поступци за прављење пахуљица од ПЕТ боца од прикупљених боца подједнако разноврсни, колико се различити токови отпада разликују по свом саставу и квалитету. С обзиром на технологију, не постоји само један начин да се то уради. У међувремену, постоји много инжењерских компанија које нуде погоне и компоненте за производњу пахуљица и тешко је одлучити се за један или други дизајн постројења. Ипак, постоје процеси који деле већину ових принципа. У зависности од састава и нивоа нечистоће улазног материјала, примењују се општи следећи кораци процеса.

1. Отварање бала, отварање брикета
2. Сортирање и избор различитих боја, страних полимера, посебно ПВЦ-а, страних материја, уклањање филма, папира, стакла, песка, земље, камења и метала
3. Претходно прање без сечења
4. Грубо резање суво или комбиновано до прања
5. Уклањање камења, стакла и метала
6. Просијавање ваздуха ради уклањања филма, папира и налепница
7. Брушење, суво и / или мокро
8. Уклањање полимера (шољица) ниске густине разликама у густини
9. Вруће прање
10. Каустично прање и јеткање површине, одржавање унутрашње вискозности и деконтаминације
11. Испирање
12. Испирање чистом водом
13. Сушење
14. Просијавање пахуљица у ваздуху
15. Аутоматско сортирање пахуљица
16. Круг воде и технологија за обраду воде
17. Контрола квалитета пахуљица

Нечистоће и материјални недостаци

Број могућих нечистоћа и оштећења материјала који се накупљају у полимерном материјалу стално се повећава - и приликом прераде, и код употребе полимера - узимајући у обзир растући век трајања, све веће финалне примене и поновљено рециклирање. Што се тиче рециклираних ПЕТ боца, наведени недостаци могу се сортирати у следеће групе:

1. Реактивне полиестерске ОХ- или ЦООХ-крајне групе трансформишу се у мртве или нереактивне крајње групе, нпр. Формирање крајњих група винил естра дехидрацијом или декарбоксилацијом терефталатне киселине, реакцијом ОХ- или ЦООХ-крајњих група са монофункционалном разградњом производи попут моно-угљених киселина или алкохола. Резултати су смањена реактивност током поновне поликондензације или поновног ССП и ширење молекуларне дистрибуције.
2. Пропорција крајње групе помера се према правцу ЦООХ крајњих група које су изграђене термичком и оксидативном деградацијом. Резултати су смањење реактивности и повећање киселинског аутокатализног разлагања током термичке обраде у присуству влаге.
3. Повећава се број полифункционалних макромолекула. Акумулација гелова и оштећења грешке дугог ланца.
4. Повећавају се број, концентрација и разноликост неполимерских органских и неорганских страних супстанци. Са сваким новим топлотним стресом, органске стране материје ће реаговати разградњом. То узрокује ослобађање даљих твари које подржавају разградњу и боје.
5. Хидроксидне и пероксидне групе настају на површини производа од полиестера у присуству ваздуха (кисеоника) и влаге. Овај процес се убрзава ултраљубичасто светло. За време процеса третирања, хидро пероксиди су извор кисеоничких радикала који су извор оксидативне разградње. Уништавање хидро пероксида треба да се деси пре прве термичке обраде или током пластификације и може да буде подржано одговарајућим додацима као што су антиоксиданти.

Узимајући у обзир горе поменуте хемијске недостатке и нечистоће, у току је модификација следећих карактеристика полимера током сваког циклуса рециклирања, које се могу открити хемијским и физикалним лабораторијским анализама.

Посебно:

• Повећање ЦООХ крајњих група
• Повећање броја боја б
• Повећање измаглице (транспарентни производи)
• Повећање садржаја олигомера
• Смањење филтрабилности
• Повећање садржаја нус-производа као што је ацеталдехид, формалдехид
• Повећање страних контаминаната који се могу издвојити
• Смањење боје Л
• Смањивање својствена вискозност или динамичка вискозност
• Смањење температуре кристализације и повећање брзине кристализације
• Смањење механичких својстава попут влачне чврстоће, издужења при лому или еластични модули
• Проширење дистрибуције молекуларне тежине

Рециклирање ПЕТ боца у међувремену је индустријски стандардни поступак који нуди широка палета инжењерских компанија.

Примери обраде рециклираног полиестера

Процеси рециклирања са полиестером су готово једнако разнолики као и поступци производње на бази примарних пелета или растопине. У зависности од чистоће рециклираних материјала, полиестер се данас може користити у већини производних процеса полиестера као мешавина са девичким полимером или све више као 100% рециклирани полимер. Неки изузеци попут БОПЕТ-филма мале дебљине, специјалне примене попут оптичког филма или предива ФДИ-предењем на> 6000 м / мин, микрофиламенти и микро-влакна производе се само од девичанског полиестера.

Једноставно поновно пелетизирање флашица на флашама

Овај процес се састоји од претварања отпада из боца у пахуљице, сушењем и кристализацијом пахуљица, пластификацијом и филтрирањем, као и пелетизирањем. Производ је аморфни ре-гранулат унутрашње вискозности у опсегу од 0.55–0.7 дℓ / г, зависно од тога како је извршено потпуно сушење ПЕТ пахуљица.

Посебна карактеристика су: Ацеталдехид и олигомери налазе се у пелетима на нижем нивоу; вискозност се некако смањује, пелети су аморфни и морају се кристализирати и осушити пре даље обраде.

Обрађује се:

• А-ПЕТ филм за термоформисање
• Додатак ПЕТ производњи вируса
• БоПЕТ амбалажни филм
• ПЕТ флаша смола од ССП
• Пређа за тепихе
• Техничка пластика
• Филаменти
• Нетканих
• Паковање пруга
• Стапле фибер.

Одабир начина поновног пелетизирања значи имати додатни поступак претворбе који је, с једне стране, енергетски захтјеван и трошак који троши и узрокује термичко уништавање. Са друге стране, корак гранулације пружа следеће предности:

• Интензивна филтрација талине
• Средња контрола квалитета
• Модификација додацима
• Избор производа и одвајање производа по квалитету
• Повећана флексибилност обраде
• Уједначавање квалитета

Производња ПЕТ пелета или пахуљица за боце (боца до флаша) и А-ПЕТ

Овај поступак је у принципу сличан ономе горе описаном; међутим, произведене пелете се директно (континуирано или дисконтинуирано) кристализирају, а затим подвргавају чврстој поликондензацији (ССП) у сушари или у вертикалном цевном реактору. Током овог корака прераде, одговарајућа унутрашња вискозност од 0.80–0.085 дℓ / г поново се обнавља и истовремено се садржај ацеталдехида смањује на <1 ппм.

Чињеница да неки произвођачи машина и произвођачи машина у Европи и САД улажу напоре да понуде независне процесе рециклирања, нпр. Такозвани процес "боца до боца" (Б-2-Б), као што је БеПЕТ, Старлингер, УРРЦ или БУХЛЕР, има за циљ генерално пружање доказа о „постојању“ потребних остатака екстракције и уклањању моделних загађивача према ФДА применом такозваног изазивачког теста, који је неопходан за примену третираног полиестера у прехрамбени сектор. Поред овог одобрења процеса, неопходно је да било који корисник таквих процеса мора непрестано провјеравати ФДА ограничења за сировине које је сам произвео за свој поступак.

Директна конверзија љускица флаша

Да би се уштедјели трошкови, све већи број интервентних произвођача полиестера попут млина за предење, везивања или глодалица од ливеног филма раде на директној употреби ПЕТ пахуљица, од обраде искоришћених боца, са циљем производње све већих број полиестерског интермедијара. За подешавање потребне вискозности, поред ефикасног сушења пахуљица, вероватно је потребно и реконституисање вискозности кроз поликондензација у фази топљења или у полкондензацији пахуљица у чврстом стању. Најновији поступци претварања ПЕТ пахуљица су примјена двоструких вијчаних екструдера, вишеструких вијака или вишеструких ротационих система и случајне вакуумске отплињавања како би се уклонила влага и избјегло претходно сушење пахуљица. Ови поступци омогућавају конверзију неиспраних ПЕТ пахуљица без значајног смањења вискозности изазваног хидролизом.

Када се ради о потрошњи пахуљица од ПЕТ боца, главни део од око 70% се претвара у влакна и влакна. Када се директно користе секундарни материјали, као што су љускице из боца, у поступцима предења, постоји неколико принципа прераде.

Процесима предења велике брзине за производњу ПОИ обично је потребна вискозност од 0.62–0.64 дℓ / г. Полазећи од бочица са флашицама, вискозитет се може подесити степеном сушења. Додатна употреба ТиО₂ неопходно је за потпуно нејасну или полу-досадну пређу. Да би се заштитили спиннерети, у сваком случају је неопходна ефикасна филтрација талине. За сада је количина ПОИ-а направљена од 100% полиестера за рециклирање прилично мала јер овај процес захтева високу чистоћу таљења предења. Већину времена користи се мешавина нетакнутих и рециклираних пелета.

Обична влакна се врте у унутрашњем опсегу вискозности који лежи нешто ниже и треба да буде између 0.58 и 0.62 дℓ / г. И у овом се случају потребна вискозност може подешавати сушењем или подешавањем вакуума у ​​случају екструзије вакуумом. За подешавање вискозности, додатак модификатора дужине ланца, попут етилен гликол or диетилен гликол такође се може користити.

Предење нетканих материјала - у пољу финог титра за текстилне примене, као и тешки предење неткани као основни материјали, нпр. За кровне покриваче или цестоградњу - може се произвести лемљењем флашица за флаше. Вискозност центрифуге је поново у опсегу од 0.58–0.65 дℓ / г.

Једно поље све већег интересовања за рециклажне материјале је израда трака за паковање високе чврстоће и монофиламента. У оба случаја иницијална сировина је углавном рециклирани материјал веће интринзичне вискозности. Траке за паковање са високом тврдоћом и монофиламенти затим се производе у поступку предења у талини.

Рециклирање мономера

Полиетилен терефталат може бити деполимеризован да би се добили саставни мономери. После пречишћавања, мономери се могу користити за добијање новог полиетилен терефталата. Естерске везе у полиетилен терефталату могу се цепати хидролизом или трансетерификацијом. Реакције су једноставно обрнуте од кориштених у производњи.

Делимична гликолиза

Дјеломична гликолиза (трансетерификација етилен гликолом) претвара крути полимер у олигомере кратког ланца који се могу растопити на ниској температури. Када се ослободе нечистоће, олигомери се могу вратити у процес производње за полимеризацију.

Задатак се састоји у храњењу 10-25% пахуљица боца уз задржавање квалитета пелета боца које се производе на линији. Овај циљ се решава деградацијом љускица боце ПЕТ-а - већ током прве пластификације, која се може извести у једноструком или вијчаном екструдеру - до унутрашње вискозности од око 0.30 дℓ / г додавањем малих количина етилен гликола и подвргавањем струје талине ниске вискозности ефикасној филтрацији непосредно после пластификације. Надаље, температура се доводи до најниже могуће границе. Поред тога, с овим начином обраде, могућа је хемијска разградња хидро пероксида додавањем одговарајућег П-стабилизатора директно приликом пластификације. Уништавање хидро-пероксидних група је, са другим процесима, већ извршено током последњег корака обраде пахуљица, на пример додавањем Х₃PO₃. Делимично гликолизирани и фино филтрирани рециклирани материјал континуирано се доводи у реактор за естерификацију или предполикондензацију, количине дозирања сировина се прилагођавају у складу с тим.

Тотална гликолиза, метанолиза и хидролиза

Третман полиестерског отпада тоталном гликолизом до потпуног претварања полиестера у бис (2-хидроксиетил) терефталат (C₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂ОХ)₂). Ово једињење се пречишћава вакуум дестилацијом и један је од интермедијара који се користе у производњи полиестера. Реакција је следећа:

[(ЦО) Ц₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂О)]_n + n ХОЦХ₂CH₂ОХ → n C₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂ОХ)₂

Ова рута рециклирања је у Јапану изведена индустријски као експериментална производња.

Слично тоталној гликолизи, метанолиза претвара полиестер у диметил терефталат, која се може филтрирати и вакуумски дестиловати:

[(ЦО) Ц₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂О)]_n + 2n CH₃ОХ → n C₆H₄(ЦО₂CH₃)₂

Метанолиза се данас ретко врши у индустрији, јер се производња полиестера на бази диметил терефталата снажно смањила, а многи произвођачи диметил терефталата су нестали.

Такође као што је горе наведено, полиетилен терефталат се може хидролизовати у терефталну киселину и етилен гликол под високом температуром и притиском. Добијена сирова терефтална киселина може се пречистити помоћу рекристализација да се добије материјал погодан за поновну полимеризацију:

[(ЦО) Ц₆H₄(ЦО₂CH₂CH₂О)]_n + КСНУМКСn H₂О → n C₆H₄(ЦО₂H)₂ + n ХОЦХ₂CH₂OH

Чини се да ова метода још није комерцијализована.