[发明专利]一种用回收低粘度涤纶丝制造中粘度PET切片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对回收低粘度涤纶纤维或涤纶织物碎片进行加工获得中等粘度PET切片的方法，具体地说是利用双螺杆挤出机对经密实化处理或后粉碎的低粘度涤纶纤维加入增粘扩链剂后进行反应挤出提高其特性粘数的方法，可用于生产中高粘度PET纺丝切片。此处提到的密实化处理指的是将回收后的PET在经过清洗和一定温度的加热使表面融化成团，形成2～20mm的球体，便于精确加料和提高产量。

背景技术

PET(聚对苯二甲酸乙二酯，俗称涤纶)自1953年由杜邦公司实现工业化以来，由于其良好的物理加工性能和大工业化生产带来的成本降低所体现出来的性价比优势，迅速取代了许多化学纤维的其它品种，目前已成为合成纤维中产量最大的一族。自2003年以来，全球PET的产能以年均9％左右的速度扩张，2005年产能已达到约四千多万吨，2008年中国的产能已超过2000万吨，已成为PET世界生产、消费第一大国。

目前，世界上PET的主要使用在纤维和饮料包装瓶方面，特别是近些年来，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，都推动了全球PET瓶装饮料的蓬勃发展，PET在瓶料上的使用比重上升迅速。据统计，2005年世界PET制品产量为4091.7万t，其中饮料瓶包装树脂1106.3万t，占27.0％。并且PET作为热塑性塑料，具有能够反复加工的性能，所以很多研究机构一直致力于PET瓶的回收再利用上。

当PET作为包装材料使用(其中大部分是作为PET饮料瓶使用)时，循环使用时间较短，其性能不会发生太大变化，一般回收后的PET瓶片特性粘数仍可达到0.7，因此经清洗挑选后，可以直接进行二次使用。

由于PET的耐热性好，可在高达120℃的环境下使用。当PET熔融纺丝作为纤维使用时，其强度比羊毛要高3倍，弹性则接近羊毛且耐皱性较好，耐磨性也仅次于锦纶，是纤维中应用最广的一种。2007我国涤纶纤维累计产量达1900万吨(包括部分回收后二次利用的PET切片)，比2006年增长18.45％。但由于PET作为涤纶纤维使用，使用时间较长(一般都高于18个月)，暴露在空气中被慢慢氧化降解，分子量严重降低，性能亦降低很多，经回收的纤维常常无法直接熔融纺丝使用。因此只能废弃，或经改性后提高其特性粘数重新使用。

当前，国内外对PET的回收方法主要有以下几种：

1.“瓶到瓶”技术

瓶到瓶再生是指将PET瓶片转换成食品级的切片，这种食品级切片可以替代新料而直接和食品接触。这种方法实现了废物回收高价值材料之间的转换，也实现了生产的环保和资源的综合利用。

2.化学回收技术

化学回收技术是将回收PET分解成单体，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、醇解和糖解法等。醇解和糖解法是比较成熟的降解方法。但由于化学分解过程需要大量能量，能耗较大，且三废较多对环境的污染较严重，此方法无法大规模使用。

3.再生造粒

经清洗分离后的特性粘数高于0.6dL/g的PET粉碎料经挤出机挤出造粒制成切片后可经熔融纺丝制造纤维用作枕芯、褥子、睡袋、毡等。也可以用玻纤增强，制造的再生PET材料具有较好的耐热性和力学强度，可用来制作汽车零部件和电器绝缘材料。或者再生PET材料可与其他聚合物共混，制得各种改性料，具有广泛的应用价值。

4.增粘扩链造粒

一般回收的涤纶纤维或涤纶织物碎片特性粘数都低于0.5，已经无法用作熔融纺丝材料，只能经过增粘扩链后使用。经增粘扩链后PET切片的特性粘数可达到0.65甚至更高，可以直接用在熔融纺丝方面或与其他材料共混作为普通塑料使用。

以上方法中最常用的为再生造粒法，经二次熔融加工后的涤纶丝的强度明显降低，回收后已经无法再次直接利用。例如，特性粘度为0.6～0.7dL/g的原料经再熔融加工后，特性粘数会降低至0.4-0.5dL/g。回收的PET特性粘数往往降低至0.3-0.6dL/g之间，无法直接用作纺丝，必须再进行增粘后才可以使用。增粘方法主要有以下两种：

简单共混法

简单共混法是将低粘度的PET与中、高粘度的PET熔融共混，以提高加工PET的总体特性粘数，达到使用要求。

化学增粘法