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PET瓶回收料的增粘工艺研究

摘要 对PET瓶回收料的物小型叉车理增粘、化学增粘工艺进行了研究。结果表明，这两种工艺均能有效提高PET瓶回收料的粘度；以增粘后的PET瓶回收料制备的阻燃增强复合材料，其力学性能明显高于未增粘的PET瓶回收料；理增粘PET的特性粘度与各掺混组分的粘度呈加和法则关系；环氧树脂类扩链剂的化学增粘效果优于恶唑啉类链剂。

关键词 聚对苯二甲酸乙二酯 回收 增粘

随着包装业的高速发展，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)大量用于包装瓶，尤其是一次性使用包装瓶。目前我国每年产生的废弃PET瓶达数十万吨，如何有效地回收利用废弃PET瓶以节省资源、减少环境污染，已成为全社会普遍关注的问题◇

一般PET瓶的原料特性粘度是用于测定金属资料在动负荷下抵抗冲击的性能为0. 65 ~0.75dL/go考虑到回收PET瓶可能产生的降解，选用的PET瓶回收料的特性粘度为0.60~0.75 dWg。与PBT相比，PET存在着韧性差、断裂伸长率低的缺点。以PE宠物疫苗T为基体的复合材料耐跌落冲击性差，攻螺丝时容易开裂。低粘度的PET力学性能则更差，不利于玻纤、阻燃剂 、增韧剂等物料在其中的分散。这些缺点会严重妨碍PET瓶回收料的再利用。通过对PET瓶回收料增粘，可以提高PET的分子量，进而提高其冲击强度和断裂伸长率，同时也可改善其它物料在PET中的分散性。

笔者采用物理掺混和化学扩链工艺对PET瓶回收料进行增粘，实现了PET瓶回收料的再利用。

一、实验部分

（一）主要原料 PET瓶回收料：特性粘度大于0.6 dL/g，市售；

高粘度PET：特性粘度11般检定该丈量上线的20%. O dL/g，汕头海洋第一聚酯树脂有限公司；

扩链剂：环氧树脂(EP)类，市售；

扩链废油剂：恶唑啉类，市售。

（二）主要仪器与设备

双螺杆挤出机：TE—35型，南京科倍隆科亚公司；

熔体流动速率(MFR)仪：CLPXRZ—400型，吉林大学科教仪器厂。

（三） PET的增粘工艺物理增粘是在加热的双螺杆挤出机中对掺混PET瓶回收料的物料进行熔融共混，拉条切粒。化学增粘是将PET瓶回收料与扩链剂掺混后，在加热的双螺杆挤出机中进行熔融增粘，拉条切粒。

（四） PET特性粘度的测定

在25癈将PET溶解在苯酚B四氯化碳(1：1)的混合溶液中，用乌氏粘度计测定PET的特性粘度。

二、结果与讨论

（一）物理增粘

1.物理增粘原理

物理增粘是用高粘度PET与低粘度PET瓶回收料进行物理掺混，以提高PET瓶回收料的特性粘度。通过物理掺混不仅提高了低粘度组分的力学性能，而且也可以改善高粘度组分的流动性，同时由于分子量分布的加宽，减小了PET的应力开裂。这种物理增粘工艺简便易行，对高分子材料改性具有广阔的应用前景。

2.高粘度PET的选择

高粘度组分和低粘度组分的掺混需要遵循一定的原则。如果高粘度组分的粘度过高，则会与精油低粘度组分形成动力学不稳定的分离结构，使掺混体系的性能劣化；如果高粘度组分的粘度过低，则掺混体系要达到一定粘度就需要掺混更高比例的高粘度组分，使PET瓶回收料的使用比例降低，不能达到大量利用PET瓶回收料的目的。综合对战略性新兴产业发展考虑，我们选择了特性粘度为1.0 dL/g的PET作为高粘度组分。

将特性粘度为1.0 dL/g的高粘度PET与特性粘度为0.6 dL/g的PET瓶回收料进行掺混，掺混体系的特性粘度见表1。由表1可见，随着高粘度PET掺混比例的增加，掺混体系的特性粘度呈近似线性增加，但比按照线性规律计算的值偏低，这可能与高、低粘度的差异导致一定程度的相分离有关。当高粘度PET的质量分数达到30%时，掺混材料的粘度能够达到使用要求。这个掺混比例对于保证PET瓶回收料的大量使用是可以接受的。

（二）化学增粘

1.化学增粘原理

化学增粘是采用扩链剂在熔融状态下与PET分子端基进行扩链反应以增大PET分子量从而增加PET粘度的方法。扩链反应分为缩合型和加成型两类。由于缩合型扩链反应有低分子副产物生成，将影响最终产物的质量，目前应用较多的是加成型扩链反应，其扩链剂主要包括EP类、异氰酸酯类、酸酐类和恶唑啉类等。

2.扩链剂的选择和增粘效果

EP类扩链剂与恶唑啉类扩链剂对PET瓶回收料的增粘效果对比见表2。

由表2可见，随着EP类扩链剂用量的增加，扩链后PET的粘度增加很快，而恶唑啉类扩链剂对PET粘度的影响很不明显，几乎没有什么作用。从表2还可看出，由于恶唑啉类扩链剂增粘效果不明显，其增粘PET的MFR根本无法测出。从试验时增粘造粒也可以看到，即使添加0. 2%的EP类扩链 剂，PET料条也由没有扩链时的垂直下流状态转变为挺直状态，而恶唑啉类扩链剂扩链的PET料条与没有扩链时几乎相同。因此，选择EP类扩链剂作为PET瓶回收料增粘的扩链剂。

3.工艺方法对PET化学增粘的影响

PET瓶回收料的化学增粘可以采取两种不同的工艺方法：第一种方法是两步法，先对部分PET瓶回收料增粘，然后用已增粘的PET与其它物料共混 制备PET复合材料；第二种方法是一步法，将所用的物料包括扩链剂一起熔融共混，制备PET复合材料。表3是两种工艺方摆锤冲击消耗在试样上的能量法的增粘效果对比(EP类扩链剂质量分数为0. 5%)。

由表3可知，这两杓化学增粘工艺方法对PET复合材料的增粘效果基本一样。与无扩链剂的体系相比，扩链后PET复合材料的粘度有明显提高。

（三） PET瓶回收料增粘前后制备的复合材料的力

学性能比较

分别以PET瓶回收料和增粘的PET瓶回收料为基体，在双螺杆挤出机上制备玻纤增强阻燃复合材料(玻纤含量20%)，其力学性能比较见表4。

从表4可以看出，以增粘的PET瓶回收料为基体制备的玻纤增强阻燃PET复合材料，其力学性能明显高于直接以PET瓶回收料为基体制备的PET复合材料。

三、结论

(1)物理增粘和化学增粘工艺都能够明显提高PET瓶回收料的粘度，增粘后可作为工程塑料使用。

(2)物理掺混后PET的特性粘度与各掺混组分的粘度呈加和法则关系；EP类扩链剂的增粘效果优于恶唑啉类扩链剂。

郝源增 桑杰 刘文志 梁文聪 严星桓(从化市聚赛龙工程塑料有限公司，广州 510445)

转载自：塑料产业