聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是1953年由Ｄｕ Ｐｏｎｔ公司最早实现工业化的线型热塑性聚合物。PET在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能,其耐疲劳性、耐摩擦性和耐老化性优异,电绝缘性突出,对大多数有机溶剂和无机酸稳定,而且生产能耗低,加工性良好,因而一直被广泛用作塑料包装瓶、薄膜及合成纤维等[1,2]。www.plas123.com

        PET瓶吹拉技术、PET热灌装、亚热灌装技术，以及现在流行的PET冷无菌灌装技术，这三项技术推动了全球PET瓶装饮料的蓬勃发展，成为继玻璃瓶、无菌纸盒、复合包装等包装形式后，最成功的一项包装技术革命。迄今为止，尚未发现更优或更好的包材替代PET。碳酸饮料、水、啤酒市场上，完全没有纸包装的市场；在果汁市场,市场份额高于纸复合容器。PET瓶所具有的容量大、轻便、易携、可冷藏、坚固、可回收等特点，为它在饮料包装业的发展提供了广阔的前景。 www.plas123.com

        PET容器质量轻、适用性好、染色度高等优点使其在饮料包装的应用上大受欢迎[3]。目前，我国正处于PET饮料包装的高速发展阶段，包装用聚酯瓶的需求量每年以二位数增长。近年来，国内茶饮料市场异军突起，由于茶饮料要求在85℃～90℃的条件下进行热灌装，而用于热罐装的PET瓶耐热温度可达到95℃左右，所以用于茶饮料热灌装的PET瓶已成为增长最快的品种，年增长率超过50%。

        PET瓶的高消费量是其日益增加的回收率的主要驱动力。废旧PET饮料瓶的再生利用,不但可以减少环境污染,而且可以变废为宝。其废料回收价值高,国外在上个世纪已经开始研究PET的回收再利用技术，目前已基本成熟。我国的研究才刚起步，目前只有很少部分被利用,其余的被随意丢弃,造成资料的浪费和环境污染,其回收利用技术有着广阔的前景。www.chemhello.com

        回收再生

        对于回收而言，不可避免的会遇到杂质存在的问题，同样也不能避免使回收后物料性能有所下降，而所要做的就是控制和最小化杂质。www.plas123.com

        对于一个完整的 PET 回收流程，包括：散包、松开瓶子(标签去除)、预洗、人工或自动分选、粉碎、超级清洗、漂洗、塑料分离(分离PP，PE等)、旋风分离、烘干、打包、“瓶-瓶”回收。正常情况下可根据不同的需要而选择合适的部分。www.plas123.com

        在以上步骤中，分选、清洗、“瓶-瓶”回收无疑是最重要的，也是最具技术含量的部分，以下将分步介绍。

        1.1分选www.plas123.com

        在过去的十年中，使PET瓶或其他塑料进入大规模、商业化回收的最大突破是发展了分光镜法（spectroscopic methods）来快速准确的识别聚合物的种类，在瓶回收方面，主要是识别和分离PET，HDPE，PP和PVC。现在世界上一些成熟的分选设备生产厂家，不仅能够通过光来分选不同的聚合物，而且能够分选不同颜色的聚合物。www.chemhello.com

        分选的基本原理如下：几乎所有的分选系统都基于同一原理，即利用不同树脂对光的吸收不同。原料 ( 消费后的瓶子 ) 经过一个探测器 ( 红外线或 X 光 )，电脑系统识别出该物质的类型，同时决定该物质是否应该从物料流中弹出。如需弹出，在探测器后的气动阀门会立即开启，将该瓶从物料流中弹出分离。www.chemhello.com
  
        目前对于 PVC 瓶分选的准确率大概在 99.5％以上，对有颜色瓶分选在 95％以上，每小时最大的分选量大概为 5 吨左右。

        1997 年美国NRT(NationalRecovery Technologies，Inc) 公司受美国环境总署委托，开发一种从 PET 瓶片中分离出 PVC 的机器。该机器 (Flakesort) 于 1999年投入使用，在对清洁的、干燥的、3mm 以上的瓶片分离，能达到 99+％的效果，即如果原料中含有 1％的 PVC，分离后可达到0.01％。

        1.2清洗www.chemhello.com

        清洗过程可包括：预洗、破碎 ( 湿 )、瓶片热洗涤、热漂洗、PP ／ PE 分离、冷漂洗、干燥、空气分离、瓶片分选、打包。

        清洗的过程也就是瓶杂质去除的过程，根据应用的不同，该过程也会有很大的差别。 

        在清洗过程中，预洗瓶子是非常重要的，在意大利 sorema公司的生产线中，他们拥有专利技术的预洗生产线，能够在瓶进入破碎机前去除绝大部分的标签、黏结剂、泥沙、玻璃等瓶表面的脏物，这样使下游的处理变得容易。

        在清洗过程中，技术含量较高的部分是化学试剂的使用，温度的控制，以及水的利用。

        比起其他塑料的回收，清洗在 PET 回收中显得更加重要，因为 PET 容易水解。在清洗中的一系列反应更能催化分子的分解。所以一个好的清洗不单纯指瓶片的干净程度，而且要考虑到最后的分子结构，比如说聚合物的黏度以及其端羧基的浓度。

        1.3“瓶到瓶”技术www.chemhello.com

        20世纪90年代“瓶到瓶”再生技术的发展使PET 回收实现了废物回收最高价值的转换，也是以最高标准实现环保的生产和资源的综合利用。

        瓶到瓶再生是指将清洗后的瓶片 ( 消费后瓶子 ) 转换成食品级的切片，这种食品级切片可以替代新鲜料而直接和食品接触。

        “瓶一瓶”回收工艺有化学回收和物理一化学回收方法。目前世界上有多家公司专门从事该工艺的研究，如瑞士Buhler AG公司、奥地利Erema GmbH,Am-cor PEI、回收公司、日本帝人集团、美国Wellman公司等。

        1.3.1化学回收技术

        这里所指的化学回收技术是分解成PET聚合单体，再合成可用于饮料瓶的再生工艺技术。

        化学回收法主要有水解、醇解和糖解法[4-5]等。水解法是研究相当广泛的方法,其降解后的单体或低聚物经纯化后与乙二醇共聚成PET。醇解和糖解法是已商业化的比较成熟的降解方法 。欧美国家已报导的这方面的技术有:日本理化研究所开发的012343法、德国5673公司开发的5673法和英国78公司开发的78法等。不同的PET化学回收方法的区别在于中间产物的纯度及一致性。

        相对于水解、醇解和糖解法,复合降解法(糖解-水解)是一种非常优越的方法。因为糖解和水解的配合使用,可以使路边的脏塑料变成适用于食品级的高质量的塑料[6]。在该体系中,仅有水和乙二醇(ＥＧ),没有额外的反应物或化学试剂需要添加或清除,这样就降低了成本并可以得到高纯度的PET产品。

        日本公司对化学回收技术研究比较多。日本帝人纤维公司2003年11月建成了一套废PET饮料瓶的“瓶一瓶”化学回收再利用装置。该装置首先从经粉碎、洗净的废PET饮料瓶中回收对苯二甲酸二甲酯和乙二醇。然后将对苯二甲酸二甲酯转换成最适合生产饮料瓶树脂的高纯度对苯二甲酸，并通过与乙二醇反应生成饮料瓶用PET树脂。该回收装置处理废PET饮料瓶的能力为62 kt/a(相当于20亿只500 mL瓶)，可生产50 kt PET树脂。这种方法生产的对苯二甲酸二甲酯比传统方法(从石油生产)节约30%的能源。

        1.3.2物理-化学回收技术

        1.3.2.1 URRC工艺

        URRC工艺是美国南卡罗来纳州Spartanburg的United Resource Recovery Corporation于1996年开始研究开发的项目，它开创了从废PET瓶生产食品级PET瓶薄片的新工艺。

        2000年2月美国FDA认可了URRC专利工艺，即众所周知的UnPET允许100%用于直接与食品接触的包装。

        URRC工艺是一种物理回收和化学回收相结合的工艺，能提供纯净和高质量的食品级瓶薄片。瓶薄片可与如新PET粒料很好掺混，用现有的注射成型机和中空成型机等设备加工成各种产品。

        URRC工艺的具体过程是:首先将每3 000-5000个压缩打包成捆的废旧PET瓶，用铲车将其送至传送带上，除去用于捆扎的金属丝，分离成单个的PET瓶，除去着色瓶等后，进行湿式粉碎得到PET薄片。

        PET瓶标签、聚烯烃瓶盖经高能清洗和密度分离法除去，得到的干净的PET薄片可用于纤维加工。若进一步按照下述方法再生，则能得到可用于PET瓶或薄膜的颗粒料。

        先将上述获得的PET薄片用苛性钠湿润、干燥。然后在长26 m、直径约3m的旋转炉中，用高温空气吹过，除去PET薄片中的不纯物;进一步将PET薄片通过一个电脑控制的颜色分类设备和CCD〕照相机，在传送带上用空气喷枪除去不符合事先设定颜色、大小的薄片，以及极少残留的PVC等异物;之后，在挤出机中结晶、脱挥，经滤网过滤除去杂质，造粒，即可得到用于PET瓶坯成型的再生PET颗粒料。

        这种工艺得到的回收料的价格与新料相比更具竞争力，比新料低。该工艺在全世界受专利保护，已经有超过35个国家的政府机构认可了URRC工艺，包括美国FDA、瑞士联邦健康办公室和德国Fraunhofer研究所。到2004年初，该工艺全球生产量约为47.75 kt，装置分别建在瑞士、德国和美国。该工艺也得到主要软饮料公司的认可，已有超过20亿个回收再生瓶交付消费者使用。

        1.3.2.2  Buhler连续固相缩聚技术[7-8]

        瑞士Buhler AG公司将新型挤出技术与连续固相缩聚(SSP)技术相结合，开发了“瓶一瓶”循环回收工艺，其工艺流程如图7所示。  回收的PET瓶片经清洗、分类和粉碎，无需预先烘干，直接加入环形多螺杆挤出机中，碎片被干燥、熔融、除污和过滤。造粒后进行连续固相缩聚，温度为200℃，其目的是增长粒料中PET的分子链，从而增加其特性粘度和强度，得到的无定形粒子结晶温度约为150℃。固相缩聚过程同时能进一步对材料进行净化，并能对最后制品的特性粘度进行一定的调整。

        Buhler回收工艺的关键是采用了环形多螺杆挤出机，它由12根排列成环形并啮合同向旋转的螺杆组成。该挤出机能将大批量的PET片熔融并除污，其表面/体积比很大，表面形成速率较高，有更高的排气效率，能增大产量，减少停留时间，还可以有效控制温度。整个生产过程经济效率高且产品质量更好。

        Buhler回收工艺得到的回收料的特性粘度能达到新料的水平，PET瓶片中的污染物能得到完全去除。其成本要比传统回收方法低，这主要是因为该工艺能完全连续生产，能够非常容易地将产量由30 t /d增加到120 t/d，同时还降低了能耗和操作要求。
 
        1.3.2．3  Stehning后缩合工艺[9]

        Stehning“瓶一瓶”工艺于1998年注册为国际专利，并于1999年初得到美国FDA的批准。现在全世界有多家PET回收公司采用了Stehning工艺技术。该工艺主要是基于PET行业的挤出技术和后缩合技术。

        具体的工艺是:将要粉碎的PET瓶加入一个改进的双螺杆挤出机，通过改进螺杆构型和合理布置分级排气区，逐步预干燥PET料，并使熔体有效脱气。下游的熔体过滤器能滤除熔体中的不熔固体物。得到的非结晶PET碎片再进行真空条件下自动、非连续的后缩合加工，可灵活调节使其符合食品级要求。气相色谱分析表明，Stehning“瓶一瓶”工艺最终产品的性能与新料相当;乙醛和乙二醇的含量远低于规定值。该工艺还可以用于更高质量的工业应用，如生产包装带、专用织物、专用纤维、轮胎帘线、安全气囊等。

        1.3.2．4  Erema GmbH连续结晶干燥技术[10]

        奥地利Erema GmbH对其现有的回收技术进行了改进和开发，以实现PET“瓶一瓶”的回收加工。该工艺关键是采用了专门开发的连续结晶干燥机，采用一步法对材料进行预加热、干燥、预结晶，从而无需进行单独预结晶和预加热见图8。加入的碎瓶片通过一个保温加料系统和真空闸进入真空撕碎压实机，在高真空和高温下的转动不仅能除去材料中残留的水分，而且能有效清除其中的杂质，同时还能增加材料的特性粘度。

        Erema GmbH连续结晶干燥技术得到的粒料符合美国FDA的有关规定，且特性粘度与新料相差无几。也就是说，废PET瓶碎片的特性粘度得到了较大的提高。中试结果表明，无需使用化学添加剂和昂贵的反应器，PET瓶片的特性粘度就能由0. 77 dL/g增加到0.80 dL/g。

        2 应用

        2.1纤维

        再生PET料可以用在通常的熔融纺丝设备中加工纤维。用于填料的回收PET纤维只要求其特性粘度在0.58--0.65 dL/g，不过纤维填料要求回收料的纯度高，不能含黏合剂、纸和金属，否则会损坏纺丝加工设备[11].

        生产的粗短纤维，可以作夹克、枕头、睡袋、滑冰服、垫肩等的保温材料或填料纤维等。纤维用作两层塑料间的夹心隔热保温材料，非常节能，冬天用于建筑施工，可以保持浇注水泥所需的固化温度，还可以作冷冻、冷藏食品的隔热材料。www.chemhello.com

        2.2片材

        PET瓶回收料可以制备非结晶PET片材[12]、单层或多层食品容器、包装用带材和波纹形遮阳篷等。

        PET瓶回收再生材料生产的片材性能可与工业上热成型包装所用的PVC片材竞争。用PET瓶回收料生产的发泡片材还可用作绝缘材料。

        世界上多家公司都开发了废PET片材生产线，如德国Warema公司、奥地利兰精机械有限公司与奥地利Erema塑料再生机械设备工程有限公司、意大利阿穆特公司。www.chemhello.com

        2.3带材

        J. Morawiec[13]等采用两步拉伸工艺回收特性粘度0.7~0. 8 dL/g的PET饮料瓶，制得高强度带材，而不需要采用特性粘度超过1.0 dL/g的带级PET。由于PET经单次拉伸至固有拉伸比后，材料的强度低于预期值。带材再经二次拉伸后，在拉伸比达到6时，其拉伸强度接近700 MPa。

        带材的强度随退火温度升高而略微下降，但断裂伸长率却是增加的。这是由于拉伸过程提高的结晶度足够补偿其应力松弛，从而有良好的力学性能。这种两步拉伸工艺可以很容易地应用于工业生产。

        2.4泡沫塑料

        Sonia Japon[14]等采用有效的反应挤出技术对提高回收PET的拉伸粘度将其发成闭孔泡沫进行了研究。作者在同向旋转双螺杆挤出机上，采用一种四官能团环氧添加剂诱使回收PET产生无规支化分子，在压力容器中用二氧化碳对其进行发泡，结果表明其拉伸粘度提高。

        3.5复合材料www.chemhello.com

        再生PET经玻璃纤维等填料增强后,其注射件可用于汽车、家用电器及计算机。

        ＤｕＰｏｎｔ公司生产的商品名为Ｒｙｎｉｔｅ的PET树脂为100%回收料,主要用作外部装饰部件、头盔、零件结构框架。联合信号公司也拥有100%回收PET制成的产品PETｒａ,该产品可用于汽车、草坪、花园及电动工具。

        2.6合金材料

        合金和复合材料可使PET瓶回收料实现高附加值的应用。www.chemhello.com

        采用PET回收料与ＰＣ共混,并经过增粘和增韧处理后,可获得与ＡＢＳ性质相似的ＰＣ/PET合金,但成本却低得多。

        它既克服了ＰＣ的某些缺点(如熔融粘度大,容易产生应力开裂以及不耐化学试剂),又可掩盖PET的不足(如结晶速度慢和制品容易翘曲等)。PC/PET合金是一种可以注塑的复合材料，美国通用电器公司多年来一直用其生产汽车保险杠，还将其作为车体材料，还可以生产汽车挡泥板、办公机器罩、复印机纸盒等。

        2.7涂料

        Jose Roberto Tavares Branco[15]等将废PET饮料瓶作为热喷涂层的原料，为其回收提出了一种新的途径。将干净、无色、透明的废PET饮料瓶制成粒径为250um的PET粉料，通过低速火焰喷覆技术将其涂于钢基材的表面，形成0.35mm厚的涂层。喷涂后立即分别进行空冷和25℃水骤冷。结果表明，PET涂层有与PET饮料瓶相同的官能团，以及证实了PET和钢材之间的低摩擦系数。结果还表明，摩擦力对接触面的聚合物碎片非常敏感，随碎片量增加而增加，在滑动过程中会加大摩擦波动。对涂层进行热处理以增加无定形PET含量，提高了其耐磨性。

        3 结语

        目前PET的回收应用技术相对于其他塑料要成熟得多，其回收率也较高。但是。我国再生PET的应用主要以纤维用途为主（占79%），在食品级和非食品级瓶用领域的应用占20%，其他1%用于制造塑钢带、板材和拉链等。www.chemhello.com

        我国的PET再生行业发展还需要从以下几方面提高：提高整个社会的环保、回收意识;建立健全环保制度和法规;建立高效的回收体系;完善管理体系;加大回收技术的研究和技术交流;加大资金投入力度等。为回收和综合利用废旧PET瓶开发出新的途径和工艺，对解决其造成的环境污染问题具有非常重要的意义。