pepet

Poliétilén terephthalate (kadang ditulis poli (étilén terephthalate)), biasana disingget pepet, Pete, atanapi PETP anu lungse atanapi pepet-pél, éta anu paling umum termoplastik polimér damar tina poliéster kulawarga sareng dianggo dina serat kanggo pakean, peti pikeun cair sareng tuangeun, thermoforming pikeun manufaktur, sareng digabungkeun sareng serat gelas pikeun résin rékayasa.

Éta ogé tiasa dirujuk ku nami merek Dacron; di Inggris, Terylene; atanapi, di Rusia sareng tilas Uni Soviét, Lavsan.

Mayoritas produksi PET di dunya kanggo serat sintétik (langkung ti 60%), kalayan produksi botol nyumbang kirang langkung 30% paménta global. Dina kontéks aplikasi tekstil, PET disebut ku nami umumna, poliéster, sedengkeun akronim pepet biasana dianggo hubunganna sareng bungkusan. Polyester nyababkeun 18% produksi polimér dunya sareng anu kaopat paling terhasil polimér; poliétilén(Pe), polipropilén (PP) sareng polyvinyl klorida (PVC) munggaran, kadua sareng katilu, masing-masing.

Piaraan diwangun ku polimérisasi satuan tina monomér étiléna terephthalate, kalayan malikan deui (C₁₀H₈O₄) unit. Pet biasana umumna didaur ulang, sareng gaduh nomer 1 salaku simbol daur ulang na.

Gumantung kana pamrosésan sareng sajarah termal, poliétilén terephthalate tiasa aya boh salaku amorfus (transparan) sareng salaku polimér semi-kristal. Bahan semisrystalline sigana némbongan transparan (ukuran partikel <500 nm) atanapi buram sareng bodas (ukuran partikel dugi ka sababaraha mikrométer) gumantung kana struktur kristalna sareng ukuran partikel na. Monomer na bis (2-hydroxyethyl) terephthalate tiasa disintésis ku ésterisasi réaksi antara asam terephthalic jeung étiléna glikol sareng cai janten hasil sampah, atanapi ku transesterifikasi réaksi antara étiléna glikol jeung dimétil terephthalate jeung métanol salaku hasil sampah. Poliméralisasi nyaéta ngaliwatan a polikondénsi réaksi monomér (dilakukeun saatosna épérifikasi / transesterifikasi) sareng cai salaku hasil sampah.

ngaran
ngaran IUPAC Poly (étil bénzén-1,4-dicarboxylate)
Pengenal
CAS Jumlah	25038-59-9
singkatan	Peté, Peté
pasipatan
rumus kimia	(C10H8O4)n
Massa molar	variabel
dénsitas	1.38 g / cm3 (20 ° C), amirphous: 1.370 g / cm3, kristal tunggal: 1.455 g / cm3
titik lebur	> 250 ° C, 260 ° C
titik golak	> 350 ° C (terurai)
Kaleyuran dina cai	sacara praktis teu leyur
konduktivitas termal	0.15 dugi 0.24 W m-1 K-1
indéks réfraktif(nD)	1.57-1.58, 1.5750
Térmokimia
husus kapasitas panas (C)	1.0 kJ / (kg · K)
Sanyawa patali
Related Monomer	Asam terephthalic Étiléna glikol
Kacuali mana anu dinyatakeun, data dirumuskeun pikeun bahan-bahan na kaayaan standar (dina 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).

Mangpaat

Kusabab Pél mangrupikeun bahan cai sareng halangan Uap anu hadé, botol plastik anu didamel tina péso tiasa dienggo kanggo inuman lemes (tingali karbonasi). Pikeun botol spésial anu tangtu, sapertos anu ditetepkeun pikeun ngawadahan bir, sanés roti sanés sapotong polyvinyl alkohol (PVOH) tambihan pikeun ngirangan perméabilitas oksigén.

Piaraan berorientasi Biaxially pilem (sering dikenal ku salah sahiji nami dagangna, "Mylar") tiasa di aluminisasi ku ngejat pilem logam ipis ka dinya pikeun ngirangan perméabilitasna, sareng ngajantenkeunana reflektif sareng buram (MPET). Sipat ieu kapaké dina seueur aplikasi, kalebet katuangan anu fleksibel bungkusan jeung insulasi termal. Tingali: “simbut rohangan". Kusabab kakuatan mékanisna anu luhur, pilem PET sering dianggo dina aplikasi kasét, sapertos operator pikeun pita magnét atanapi pangrojong pikeun pita perekat peka anu peka.

Lembar pepet anu tiasa berorientasi tiasa thermoformed ngadamel bakul dulang sareng bungkus lepuh. Upami péstomodizét PET dianggo, trayna tiasa dianggo pikeun tuangeun beku, sabab éta tahan sareng katirisan sareng suhu oven bakar. Sabalikna tina Pél amorphous, anu transparan, PET crystallizable atanapi CPET condong hideung.

Nalika ngeusi partikel gelas atanapi serat, janten langkung stiffer sareng langkung awét.

Pepet ogé dianggo salaku substrat dina sél surya pilem ipis.

Terylene ogé disembelakeun kana puncak tali bel pikeun ngabantosan ngagem tali dina tali nalika ngaliwat siling.

Sajarah

PET dipaténkeun dina 1941 ku John Rex Whinfield, James Tennant Dickson sareng dununganana anu Calico Printers 'Association of Manchester, Inggris. EI DuPont de Nemours di Delaware, USA, mimiti nganggo mérek Mylar dina Juni 1951 sareng nampi pendaptaranana di 1952. Masih nami anu paling dikenal dianggo pikeun pilem poliéster. Anu ngagaduhan mérek dagang ayeuna nyaéta DuPont Teijin Films US, kemitraan sareng perusahaan Jepang.

Di Uni Soviét, PET munggaran didamel di laboratorium Institut Senyawa Molekul Tinggi Akademi Élmu USSR di 1949, sareng namina "Lavsan" mangrupikeun akronim na (laоИсИИИИИ высоком Ona соединений Академии наук СіС).

Botol pepet dipatenkeun dina 1973 Nathaniel Wyeth.

pasipatan fisik

PET dina kaayaan alamna nyaéta résin semi-kristalin teu warnaan. Dumasar kana cara ngolahna, PET tiasa semi-kaku dugi ka kaku, sareng éta beurat pisan. Éta ngajantenkeun gas anu saé sareng panghalang uap anu adil, ogé panghalang anu saé pikeun alkohol (peryogi pangubaran tambahan "penghalang") sareng pelarut. Éta kuat sareng tahan dampak. PET janten bodas nalika kakeunaan kloroform sareng ogé bahan kimia sanés sapertos toluena.

Sakitar 60% kristalisasi mangrupikeun wates luhur pikeun produk komérsial, iwal serat poliéster. Produk jelas tiasa dihasilkeun ku polimér beungit polimér handap T_g suhu transisi kaca pikeun ngabentuk padet amorf. Sapertos gelas, bentuk PET amorf nalika molekul na teu dipasihkeun cekap waktos kanggo ngatur dirina dina pola anu teratur, kristalin nalika ngalembereh didinginkan. Dina suhu kamar molekulna beku dina tempatna, tapi, upami énergi panas anu cekap disimpen deui ku manaskeun di luhur T_g, aranjeunna ngawitan mindahkeun deui, ngamungkinkeun kristal nuklear sareng tumbuh. Prosedur ieu dipikanyaho salaku kristalisasi padat.

Nalika diwenangkeun pikeun niiskeun lalaunan, polimér molten ngahasilkeun bahan anu langkung kristal. Bahan ieu ngagaduhan spherulites ngandung seueur alit kristal nalika kristal tina amorfna kuat, henteu ngabentuk kristal tunggal. Cahaya condong paburencay nalika nyebrang wates antara kristal sareng daérah amorf. Panyebaran ieu ngandung harti yén pepéstét Pet anu bodas téh bodas. Serat serat nyaéta diantara sababaraha prosés industri anu ngahasilkeun produk ampir kristal.

Viskositas Intrinsik

Salah sahiji ciri anu paling penting pikeun PET disebut viskositas intrinsik (IV).

Kakuatan tina intrinsik bahan, dipanggihan ku ekstrapolasi kana enol konsentrasi kalenturan relatif ka konsentrasi anu diukur dina desiliter per gram (dℓ / g). Viskositas Intrinsik gumantung kana panjang ranté polimér na tapi teu gaduh unit kumargi disababkeun ku konsentrasi enol. Langkung panjang ranté polimér éta langkung éditorasi antara ranté sareng ku kituna langkung kentelkeun. Panjang ranté rata tina kumpulan résin tangtu bisa dikontrol salami polikondénsi.

Kisar viskositas intrinsik Sanés:

Kelas serat

0.40-0.70 Tekstil

0.72-0.98 Téknis, kabel ban

Kelas pilem

0.60-0.70 BoPET (pilem pilem berorientasi biaxially)

0.70-1.00 lambaran kelas pikeun thermoforming

Kelas botol

0.70-0.78 Botol cai (datar)

0.78-0.85 kelas inuman inuman karbonat

Monofilament, plastik rékayasa

1.00-2.00

Drying

Piaraan téh hygroscopic, hartosna éta nyerep cai ti sakurilingna. Nanging, nalika PET "beueus" ieu teras dipanaskeun, cai na hidrolisis si Pet, turunna teu stabil deui. Ku sabab kitu, sateuacan résin bisa diolah dina mesin méng, éta kedah garing. Pangeringan kahontal ngalangkungan panggunaan a hina atanapi pengering saderek pepet digunakeun kana alat-alat ngolah.

Di jero alat pengering, hawa garing anu panas dikompa kana handapeun corong anu ngandung résin sahingga ngalir ngalangkungan pelet, ngaluarkeun beueus dina jalan. Hawa baseuh anu panas ninggalkeun luhur corong sareng mimiti ngalir ngaliwatan cool-cool, sabab langkung gampang ngaleupaskeun Uap tina hawa tiis tibatan hawa panas. Hawa baseuh anu tiis anu dihasilkeun teras dilangkungan dina ranjang sépar. Tungtungna, hawa garing anu tiis nyéépkeun ranjang desiccant dipanaskeun deui dina manaskeun prosés sareng dikintunkeun deui ngaliwatan prosés anu sami dina loop anu ditutup. Ilaharna, tingkat résidu résidu dina résin kedah kirang ti 50 bagéan per juta (bagéan cai per juta bagéan résin, beuratna) sateuacan diolah. Waktos padumukan anu langkung garing henteu kedah langkung pondok tibatan sakitar opat jam. Ieu kusabab ngeringkeun bahan kirang tina 4 jam peryogi suhu di luhur 160 ° C, dina tingkat mana hidrolisis bakal ngamimitian di jero pelet sateuacan tiasa garing.

Pepet ogé tiasa dikeringkeun dina mesin cucuk résin hawa anu dikomprés. Pangeringan hawa anu dikompreskeun henteu nganggo hawa kering. Hawa anu dikandung ku hawa dipanaskeun diiderkeun dina pelet pepet sapertos di tempat cuci desiccant, teras dileupaskeun kana swasana.

Kopolimer

Salian murni (homopolimer) Piaraan, pepet dirobih ku kopolérisasi oge aya.

Dina sababaraha kasus, sipat anu dimodifikasi tina copolymer langkung pantes pikeun aplikasi tinangtu. Salaku conto, siklohexane dimethanol (CHDM) tiasa nambih kana tulang tonggong polimér di tempat anu étiléna glikol. Kusabab blok wangunan ieu langkung ageung (6 atom karbon tambahan) dibandingkeun sareng unit étiléna glikol anu digentoskeun, éta henteu pas sareng ranté tatangga sapertos unit etilén glikol. Ieu ngaganggu kristalisasi sareng nurunkeun suhu lebur polimér. Sacara umum, PET sapertos kitu katelah PETG atanapi PET-G (Polyethylene terephthalate glycol-modified; Eastman Chemical, SK Chemicals, sareng Artenius Italia sababaraha pabrik PETG). PETG mangrupikeun thermoplastic amorf anu jelas anu tiasa disuntik atanapi lambar diekstrusi. Éta tiasa warna nalika ngolah.

Modifier anu sanésna nyaéta asam isofthalic, ngagentos sababaraha bagian tina 1,4- (keur-) numbu tereftalat satuan. Éta 1,2- (orto-) atanapi 1,3- (meta-) hubunganna ngahasilkeun sudut dina ranté, anu ogé ngaganggu kristal.

Copolymers sapertos nguntungkeun pikeun aplikasi mésér anu tangtu, sapertos thermoforming, anu dianggo contona kanggo nyieun bungkus bakul atanapi nyepok tina pilem ko-PET, atanapi lambaran PET amorf (A-PET) atanapi lambaran PETG. Di sisi anu sanés, kristalisasi penting dina aplikasi anu séjén dimana stabilitas mékanis sareng diménsi penting, sapertos sabuk korsi. Pikeun botol pepet, panggunaan sajumlah asam isofthalic, CHDM, diétilén glikol (DEG) atanapi komonom anu sanésna tiasa kapaké: upami ngan ukur jumlah comonomer anu dianggo, kristalisasi kalem tapi teu dicegah sadayana. Hasilna, botol anu tiasa dicandak via manteng niup ("SBM"), anu duanana jelas sareng kristalin cekap janten panghalang anu cekap pikeun ambu sareng bahkan gas, sapertos karbon dioksida dina inuman karbonat.

produksi

Polyethylene terephthalate dihasilkeun tina étiléna glikol jeung dimétil terephthalate (C₆H₄(CO₂CH₃)₂) atawa asam terephthalic.

Tilas a transesterifikasi réaksi, sedengkeun anu terakhir mangrupikeun ésterisasi réaksi.

Prosés dimétil terephthalate

In dimétil terephthalate prosés, sanyawa ieu sareng kaleuwihan étiléna glikol diréaksikeun dina lebur dina 150-200 ° C sareng a katalis dasar. Métanol (CH₃OH) dipiceun ku distilasi pikeun ngajalankeun réaksi ka payun. Étiléna étiléna glikol disuling dina suhu anu langkung luhur kalayan bantosan vakum. Léngkah transesterifikasi kadua hasil dina 270-280 ° C, kalayan distilasi kontinyu étilén glikol ogé.

Réaksi ieu diandelkeun sapertos kieu:

Hambalan munggaran

C₆H₄(CO₂CH₃)₂ + 2 BUKU₂CH₂OH → C₆H₄(CO₂CH₂CH₂OH)₂ + 2 CH₃OH

Léngkah kadua

n C₆H₄(CO₂CH₂CH₂OH)₂ → [(CO) C₆H₄(CO₂CH₂CH₂O)]_n + n BUKU₂CH₂OH

Prosés asam terephthalic

dina asam terephthalic prosés, ésterifikasi étiléna glikol jeung asam terephthalic dilakukeun langsung dina tekanan sedeng (2.7-5.5 bar) sareng suhu luhur (220-260 ° C). Cai dileungitkeun dina réaksina, sareng éta ogé teras-terasan dihapus ku distilasi:

n C₆H₄(CO₂H)₂ + n BUKU₂CH₂OH → → ((CO) C₆H₄(CO₂CH₂CH₂O)]_n + 2n H₂O

degradasi

Piaraan mangrupikeun rupa-rupa jinis degradasi nalika diolah. Degradasi utama anu tiasa lumangsung nyaéta hidrolisis, sareng sigana pangpentingna, pangoksidasi termal. Nalika pepet ngémutan, aya sababaraha hal anu terjadi: discolorasi, ranté skripsi hasilna ngurangan beurat molekular, formasi acetaldehida, sarta cross-link (Formasi "gél" atanapi "lauk-panon"). Perubahan warna disababkeun dibentukna sababaraha sistem kromoforik nuturkeun perlakuan termal anu berkepanjangan dina suhu anu luhur. Ieu janten masalah nalika sarat optik polimér tinggi pisan, sapertos dina aplikasi bungkusan. Degradasi termal sareng termooksidatip ngahasilkeun karakteristik prosés anu goréng sareng kinerja matéri.

Salah sahiji cara pikeun ngalaan ieu téh nyaéta kopolimer. Comonomers sapertos CHDM atanapi asam isofthalic nurunkeun suhu lebur sareng ngirangan darajat kristalitas pepét (penting pisan nalika bahan dianggo kanggo manufaktur botol). Ku sabab kitu, résin tiasa dirumuskeun sacara plastik dina suhu nu langkung handap sareng / atanapi kalayan kakuatan anu langkung handap. Ieu ngabantuan pikeun nyegah degradasi, ngirangan eusi acetaldehyde produk réngsé pikeun tingkat anu tiasa ditarima (nyaéta teu kaharti). Tingali kopolimer, luhureun. Cara anu sanés pikeun ningkatkeun stabilitas polimér nyaéta nganggo stabilizer, utamina antioksidan fosfor. Anyar-anyar ieu stabilisasi tingkat molekular bahan anu nganggo bahan kimia nanostruktur ogé parantos dikira.

Acétaldehida

Acétaldehida mangrupikeun zat anu teu warnaan, teu stabil kalayan bau buah. Sanaos bentukna alami dina sababaraha buah, éta tiasa nyababkeun henteu raos dina cai botol. Bentuk Acetaldehyde ku dégradasi PET ngaliwatan panyalahgunaan bahan. Suhu tinggi (PET terurai di luhur 300 ° C atanapi 570 ° F), tekanan tinggi, kecepatan extruder (aliran geser kaleuleusan naékkeun suhu), sareng waktos cicing tong lami sadayana nyumbang kana produksi acetaldehyde. Nalika acetaldehyde dihasilkeun, sababaraha na tetep leyur dina témbok wadah teras sumebar kana produk anu disimpen di jero, ngarobih rasa sareng aroma. Ieu sanés masalah pikeun henteu kagunauh (sapertos shampoo), pikeun jus buah (anu parantos ngandung acetaldehyde), atanapi kanggo inuman anu kuat sapertos inuman lemes. Pikeun cai dibungkus, kumaha oge, eusi acetaldehid rendah cukup penting, sabab, upami teu aya masker aroma, bahkan pisan konséntrasi (10-20 bagian per milyar dina cai) tina acetaldehyde tiasa ngahasilkeun rasa anu kaluar.

antimony

antimony (Sb) mangrupikeun unsur metalloid anu dianggo salaku katalis dina bentuk sanyawa sapertos antimononis trioksida (Sb₂O₃) atanapi antimony triacetate dina produksi pepét. Saatos manufaktur, jumlah antimonim anu tiasa didedahkeun dina permukaan produk. Résidu ieu tiasa dipiceun nganggo cuci. Antimony ogé tetep aya dina matéri sorangan sareng, ku kituna, teras-terasan kaluar kana tuangeun sareng tuangeun. Éksporasi pepet kanggo ngulub atanapi microwaving tiasa ningkatkeun tingkat antimonimoni sacara signifikan, kamungkinan luhur tingkat kontaminasi maksimum USEPA. Wates cai nginum anu ditaksir ku WHO nyaéta 20 bagian per milyar (WHO, 2003), sareng wates cai nginum di Amérika Serikat nyaéta 6 bagian per milyar. Sanaon antimonaté trioksida mangrupikeun karacunan rendah nalika dilaksanakeun sacara lisan, ayana tetep matak pikahariwangeun. Urang Swiss Kantor Kaséhatan Umum Federal nalungtik jumlah migrasi antimon, ngabandingkeun cai anu dibotolan dina PET sareng gelas: Konsentrasi antimon tina cai dina botol PET langkung luhur, tapi masih handap tina konsentrasi maksimum anu diijinkeun. Kantor Federal Kaséhatan Umum Swiss nyimpulkeun yén sajumlah antimoni leutik hijrah tina PET kana cai botol, tapi résiko kaséhatan tina konséntrasi anu dihasilkeun kirang diabaikan (1% tina "asupan poéan lumayan”Ditangtukeun ku WHO). Panilitian anu engké (2006) tapi anu langkung umum dipublikasikeun mendakan jumlah antimon anu sami dina cai dina botol PET. WHO parantos nyebarkeun penilaian résiko pikeun antimon dina cai minum.

Konsentrasi jus buah (anu teu aya pedoman anu ditetepkeun), nanging, anu dihasilkeun sareng dibotolan dina PET di Inggris didaptarkeun ngandung dugi ka 44.7 /g / L tina antimon, jauh di luhur wates UÉ pikeun ketok cai tina 5 µg / L.

Biodegradasi

nocardia bisa ngalaiskeun pepet sareng énzim éstérase.

Élmuwan Jepang ngasingkeun bakteri Ideonella sakaiensis anu gaduh dua énzim anu tiasa ngarobih pepet janten potongan langkung alit anu bakteri tiasa dicerna. Koloni tina I. sakaiensis tiasa ngabubarkeun pilem plastik kira-kira genep minggu.

kasalametan

Koméntar diterbitkeun dina Kaséhatan perspéktif Lingkungan dina April 2010 ngusulkeun yén PET mungkin ngahasilkeun disruptor endokrin dina kaayaan panggunaan anu umum sareng panalungtikan anu disarankeun pikeun topik ieu. Mékanisme usulan kalebet leaching tina phthalates ogé leaching tina antimonim. Artikel anu diterbitkeun dina Journal of Monitoring Lingkungan dina April 2012 cik yén konsentrasi antimonio di cai deionis disimpen dina botol PET tetep dina wates EU anu tiasa ditampi bahkan upami disimpen sakedik dina suhu dugi ka 60 ° C (140 ° F), sedengkeun eusi dina botol (cai atanapi inuman lunak) kadang tiasa ngaleuwihan wates EU saatos kirang ti sataun panyimpenan di kamar suhu.

Alat ngolah botol

Aya dua metode cetakan dasar pikeun botol pepet, salah sahiji léngkah sareng dua léngkah. Dina dua toréng, dua mesin misah dianggo. Suntikan mesin pangheulna ngeculkeun preform, anu nyarupaan tabung uji, sareng benang botol-cap anu parantos nyetak kana tempat. Awak tabung nyata langkung kandel, sabab bakal di inflasi bentukna akhir dina tahap kadua nganggo manteng niup.

Dina hambalan kadua, preforms dipanaskeun gancang teras inflated ngalawan acuan dua bagian pikeun ngabentuk bentukna akhir. Preforms (botol uninflated) ayeuna ogé dianggo salaku peti mantap sareng unikna; sajaba permen anu anyar, sababaraha bab Red Cross nyebarkeun aranjeunna salaku bagian tina program Vial of Life ka anu gaduh bumi pikeun nyimpen sajarah médis pikeun réspon darurat. Seueur anu dianggo pikeun anu langkung umum nyaéta preforms mangrupikeun wadah dina kagiatan ruangan Geocaching.

Dina mesin léngkah-léngkah, sadaya prosés tina bahan baku dugi ka wadahna saatosna dilakukeun dina hiji mesin, ngajantenkeunana cocog pikeun ngecor bentuk anu teu standar (canggih khusus), kalebet kendi, bujur datar, bentuk flask sareng sajabana. pangirangan rohangan, penanganan produk sareng énergi, sareng kualitas visual anu langkung luhur tibatan tiasa dihontal ku sistem dua léngkah.

Industri daur ulang poliéster

Dina taun 2016, diperkirakeun yén 56 juta ton pepet ogé ngahasilkeun unggal taun.

Nalika paling thermoplastics tiasa, prinsipna, didaur ulang Daur ulang botol pepet leuwih praktis tibatan seueur aplikasi plastik sanés kusabab ka luhur nilai damar sareng panggunaan ampir eksplorasi pepet pikeun cai anu seueur dianggo sareng botol beresih karbonated. Pepet kagungan a kode idéntifikasi résin tina 1. Kagunaan perdana pikeun Daur ulang pepetahan poliéster serat, ngabungkus, sareng wadah tuangeun tuangeun.

Kusabab tina daur ulang pepet sareng kaayaanana relatif runtah pasca konsumen dina bentuk botol, pepet ngagancang pangsa pasar sapertos serat karpét. Mohawk Industri dileupaskeun everSTRAND di taun 1999, 100% kontén pas-konsumen ulang eusi serat PET. Ti saprak éta waktos, langkung ti 17 miliar botol parantos didaur ulang kana serat karpét. Pharr Yarns, supplier ka sababaraha pabrik karpét kaasup Looptex, Dobbs Mills, sareng Berkshire Lantai, ngahasilkeun BCF (filamen kontinyu lengkep) serat karpét pepet anu sahenteuna sahenteuna 25% eusi daur ulang post-konsumen.

Piaraan, sakumaha sareng plastik seueur, ogé mangrupikeun calon anu saé pikeun pembuangan termal (incineration), sabab diwangun ku karbon, hidrogén, sareng oksigén, kalayan ukur ngalacak unsur katalis (tapi henteu aya walirang). Pepet kagungan eusi énergi batubara lemes.

Nalika daur ulang poliétilén terephthalate atanapi pepet atanapi poliéster, sacara umum dua cara kedah bédana:

1. Daur ulang kimia balik deui kana bahan baku anu dimurnikeun asam terephthalic (PTA) atanapi dimétil terephthalate (DMT) jeung étiléna glikol (EG) dimana struktur polimér dirusak lengkep, atanapi dina prosés panengah sapertos bis (2-hydroxyethyl) terephthalate
2. Daur ulang mékanis mana sipat polimér asli dijaga atanapi dikonsepkeun deui.

Daur ulang kimia tina pepet bakal janten efisien ongkos ngan ngalamar garis daur ulang kapasitas anu langkung ageung langkung ti 50,000 ton / taun. Garis sapertos kitu ukur katingal, upami sadayana, dina situs produksi produsén poliéster anu ageung. Sababaraha usaha gedena industri pikeun ngadamel pepelakan daur ulang kimia sapertos ieu parantos dilakukeun dina jaman baheula tapi teu aya hubungan anu suksés. Bahkan daur ulang kimia ogé janji di Jepang henteu janten terobosan industri ieu dugi ka ayeuna. Dua alesan pikeun ieu nyaéta: mimiti, kasusah konsisten sareng kontena sampah anu ngahasilkeun sumber anu ageung dina hiji situs tunggal, sareng, kadua, terus-terusan ningkat harga sareng turun harga harga tina botol dikumpulkeun. Harga botol baled ningkat sapertos antara taun 2000 sareng 2008 tina sakitar 50 Euro / ton langkung ti 500 Euro / ton taun 2008.

Daur ulang mékanis atanapi sirkulasi langsung tina pepét dina kaayaan poliméris dijalankeun dina sababaraha variasi anu ayeuna. Prosés-jinis prosés ieu khas tina industri alit sareng sedeng. Biaya-biaya tiasa kahontal kalayan kapasitas pepelakan dina jangkauan 5000-20,000 ton / taun. Dina hal ieu, ampir sadaya jinis bahan balingan didaur ulang kana sirkulasi bahan tiasa dimungkinkeun ayeuna. Ieu prosés daur ulang rupa-rupa anu ayeuna dibahas sacara rinci.

Di sagigihan bahan kimia sareng degradasi produk nu dihasilkeun salami pamrosésan mimiti sareng pamakean, pangotor mékanis ngalambangkeun bagian utama kualitas pangirangan kaseueuran dina aliran daur ulang. Bahan daur ulang beuki diperyogikeun kana prosés manufaktur, anu mimitina dirarancang kanggo bahan-bahan anyar wungkul. Ku alatan éta, prosés asihan, pamisahan sareng beberesih janten paling penting pikeun poli daur ulang kualitas luhur.

Nalika ngobrol ngeunaan industri daur ulang poliéster, urang biasana museurkeun kana daur ulang botol pepet, anu samentawis dianggo pikeun sagala jinis bungkusan cair sapertos cai, minuman lemes berkarbonat, jus, bir, saos, sabakan, bahan kimia rumah tangga sareng saterasna. Botol gampang dibédakeun kusabab bentuk sareng konsistensi sareng kapisahkeun tina aliran plastik sampah boh ku cara otomatis atanapi ku cara nyusun leungeun. Industri daur ulang poliéster anu diadegkeun diwangun ku tilu bagian utama:

• Koléksi péstol sareng pamisahan runtah: logistik sampah
• Produksi flakes botol beresih: produksi flake
• Konversi florés Pet pikeun produk ahir: pamrosesan flake

Produk panengah tina bagian kahiji mangrupikeun limbah botol botak sareng eusi pepet langkung saé 90%. Bagian pangurus umum nyaéta bale tapi ogé dicét atanapi malahan bengong, botol pamotongan anu umum di pasar. Dina bagian kadua, botol anu dikumpulkeun dirobih janten bersih-bersih flakes PET. Léngkah ieu tiasa langkung atanapi kirang rumit sareng rumit gumantung kualitas flake terakhir anu diperyogikeun. Salila hambalan katilu, flakes botol PET diolah pikeun naon waé produk sapertos pilem, botol, serat, filamen, strapping atanapi perantaraan sapertos pelet pikeun pangolahan salajengna sareng plastik rékayasa.

Di sagigireun daur ulang éksternal (post-consumer) poliester daur ulang ieu, jumlah prosés daur ulang internal (pre-consumer) wujud, dimana bahan polimér anu henteu kabeungharan teu kaluar tina situs produksi ka pasar gratis, sareng anu dianggo deui dina sirkuit produksi anu sami. Ku cara kieu, limbah serat langsung dianggo deui pikeun ngahasilkeun serat, runtah preform langsung dianggo deui pikeun ngahasilkeun préformasi, sareng runtah pilem langsung dianggo deui pikeun ngahasilkeun film.

Daur ulang botol pepet

Purifikasi sareng dékaminasi

Kasuksésan naon waé konsép daur ulang disumputkeun dina kekecapan pamurnian sareng dekontaminasi di tempat anu saé nalika ngolah sareng ka dipikabutuh atanapi diperyogikeun.

Sacara umum, ieu di handap aya: Anu tadi dina prosés bahan deungeun dipiceun, sareng langkung saatos ieu dilakukeun, langkung épisién prosésna.

Éta luhur Plastik suhu PET dina kisaran 280 ° C (536 ° F) nyaéta alesan kunaon ampir sadaya pangotor organik umum sapertos PVC, PLA, poliolefin, bahan kimia bubuk-serat sareng serat kertas, asetat polyvinyl, ngalembereh napel, agén ngawarnaan, gula, sareng protéin résidu dirobih janten produk dégradasi warna anu, dina gilirannana, tiasa dileupaskeun salian produk dégradasi réaktif. Teras, jumlah cacad dina ranté polimér nambahan lumayan. Distribusi ukuran partikel tina pangotor pisan lega, partikel ageung 60-1000 µm - anu katingali ku mata taranjang sareng gampang disaring-ngagambarkeun jahat anu langkung alit, kumargi total permukaanna relatif alit sareng laju dégradasi janten langkung handap. Pangaruh partikel mikroskopis, anu - kusabab éta seueur - naékkeun frékuénsi cacad dina polimér, relatif langkung ageung.

Motto "Naon panon henteu ningali haté moal tiasa duka" dianggap penting pisan dina seueur prosés daur ulang. Kusabab kitu, salain ti asihan épisién, ngaleupaskeun partikel najis anu katingali ku prosés filtrasi lebur ngagaduhan bagian anu khusus dina hal ieu.

Sacara umum, urang tiasa nyarios yén prosés ngadamel flakes botol PET tina botol anu dikumpulkeun serbaguna salaku aliran limbah anu béda-béda dina komposisi sareng kualitasna. Dina panempoan téknologi teu ngan ukur hiji cara pikeun ngalakukeun éta. Samentawis éta, aya seueur perusahaan rékayasa anu nawiskeun tutuwuhan sareng komponén produksi flake, sareng sesah mutuskeun pikeun desain pabrik atanapi anu sanés. Nanging, aya prosés anu ngabagi seueur prinsip ieu. Gumantung kana tingkat komposisi sareng tingkat najis tina bahan input, léngkah-léngkah prosés umum ieu diterapkeun.

1. Bale bubuka, briquette bukaan
2. Urut sareng seleksi pikeun warna anu béda-béda, polimér asing utamana PVC, matéri luar negeri, ngaleupaskeun pilem, kertas, gelas, pasir, taneuh, batu, sareng logam
3. Pra-cuci tanpa motong
4. Kasar garing motong atanapi digabungkeun pikeun nyeusian sateuacanna
5. Ngaleungitkeun batu, gelas, sareng beusi
6. Angin hawa pikeun ngaluarkeun pilem, kertas, sareng labél
7. Grinding, garing sareng / atanapi baseuh
8. Lengser polimér-kapadetan low (cangkir) kalayan bédana kapadetan
9. Panas-kumbah
10. Cuciic nyeuseuh, sareng permukaan etching, ngajaga kalenturan intrinsik sareng dekontaminasi
11. Tukang
12. Pembersihan cai bersih
13. Drying
14. Angin hawa-flakes
15. Otomatis flake asihan
16. Rangkaian cai sareng téknologi perawatan cai
17. Kontrol kualitas lawon

Pangotor sareng cacat bahan

Jumlah pangotor na kekurangan cacad bahan anu dikumpulkeun dina bahan polimér ieu ningkat sacara permanén-nalika ngolah ogé nalika nganggo polimér-nganggap waktu hirup layanan ngembang, ngembangkeun aplikasi akhir sareng daur ulang ulangan. Sajauh sakumaha botol daur ulang pérésis, cacad anu disebatkeun tiasa diurutkeun dina kelompok ieu:

1. Reaktif poliésterester OH- atanapi COOH- end Grup parantos robah jadi kelompok ahir paéh atanapi non-réaktif, contona formasi gugus vinyl ester tungtung dehidrasi atanapi decarboxylation asam terephthalate, réaksi kelompok ahir OH- atanapi COOH- sareng degradasi mono-fungsional produk sapertos asam mono-karbonat atanapi alkohol. Hasilna turun réaktivitas nalika re-polycondensation atanapi re-SSP sareng nyebarkeun distribusi beurat molekular.
2. Proporsi grup tungtung ngagoler arah arah akhir COOH anu tungtungna diwangun liwat degradasi termal sareng oksidatif. Hasilna turun dina réaktivitas, sareng paningkatan dina penguraian autocatalytic asam nalika perlakuan termal di ayana asor.
3. Jumlah macromolecules polyfunctional nambahan. Akumulasi gél sareng cacad ngangkut ranté panjang.
4. Nomer, konsentrasi, sareng ragam zat asing nonpolymer-idéntik ogé nambahan. Kalayan unggal setrés termal énggal, zat asing organik bakal diréaksikeun ku dekomposisi. Ieu nyababkeun ngabebaskeun bahan-bahan anu ngadukung degradasi sareng bahan ngawarnaan.
5. Grup hidroksida sareng péroxida ngawangun di permukaan produk anu diwangun tina poliéster payuneun hawa (oksigén) sareng kalembaban. Prosés ieu digancangkeun ku cahaya ultraviolét. Dina mangsa prosés pangobatan, hidroksida peroksida mangrupikeun sumber radikal oksigén, anu sumber degradasi oksidatif. Karuksakan hidroksida nyaéta kajadian sateuacan perawatan termal munggaran atanapi salami plastikisasi sareng tiasa didukung ku aditif anu cocog sapertos antioksidan.

Nganggap cacat sareng pangotor kimia anu didadarkeun di luhur, aya parobahan modifikasi polimér di handap ieu dina unggal siklus daur ulang, anu tiasa dideteksi ku analisa laboratorium kimia sareng fisik.

Khususna:

• Ngaronjatna tina COOH tungtung-kelompok
• Ngaronjatkeun nomer warna b
• Ngaronjatkeun haze (produk transparan)
• Ngaronjatkeun eusi oligomer
• Ngirangan dina saringan
• Ngaronjatkeun eusi produk sapertos acetaldehyde, formaldehida
• Peningkatan rereged asing ékstrak
• Turunkeun warna L
• Turunna tina viskositas intrinsik atanapi viskositas dinamis
• Turunna suhu kristalisasi sareng ningkatkeun laju kristalisasi
• Turunna sipat mékanis sapertos kakuatan tegangan, énggal di paré atanapi modulus elastis
• Panyebaran distribusi beurat molekular

Daur ulang tina PET-botol samentawis éta prosés standar industri anu ditawarkeun ku rupa-rupa perusahaan rékayasa.

Conto ngolah conto poliéster

Prosés daur ulang sareng poliéster ampir sami sareng prosés manufaktur dumasar kana pelet primér atanapi lebur. Gumantung kana kasucian bahan didaur, poliéster tiasa dianggo ayeuna dina kaseueuran prosés pembuatan poliéster salaku campuran sareng polimér parawan atanapi langkung janten 100% polimér didaur. Sababaraha pengecualian sapertos pilem BOPET ketebalan rendah, aplikasi khusus sapertos pilem optik atanapi benang ngalangkungan FDY-spinning di> 6000 m / mnt, mikrofilamen, sareng serat mikro dihasilkeun tina poliéster parawan waé.

Basajan ulang pelletizing flakes botol

Proses ieu diwangun ku ngarobih sampah botol kana flakes, ku ngeringkeun sareng ngarkiskeun flakes, ku palapis sareng saringan, ogé ku pelletizing. Produk mangrupikeun deui kakurangan tina kekentongan intrinsik dina kisaran 0.55-0.7 dℓ / g, gumantung kana sabaraha parpasan péparasi pepet anu parantos dilakukeun.

Fitur khusus nyaéta: Acetaldehyde sareng oligomer dikandung dina pelet di tingkat handap; viskositas diréduksi kumaha waé, peletna amorfna sareng kedah diasah sareng garing sateuacan diolah deui.

Ngolah pikeun:

• Pilem A-PET pikeun thermoforming
• Tambihan kanggo produksi parawan Pél
• BoPET bungkusan pilem
• Botol pepet résin ku SSP
• Benang karpét
• Téknik plastik
• Sél
• Non-ranginang
• Bungkus belang
• Serat serat.

Milih cara ulang pelletizing hartosna gaduh prosés konvérsi tambahan nyaéta, di hiji sisi, intensif énergi sareng nganggo biaya, sareng nyababkeun karusakan termal. Di sisi anu sanés, léngkah pelletizing masihan kaunggulan ieu:

• Éktéh ngalembereh saringan
• Kontrol kualitas pertengahan
• Modifikasi ku aditif
• Pilihan produk sareng pamisahan dumasar kualitas
• Ngolah kalenturan ningkat
• Pelesiran kualitas.

Pabrik Petét atanapi pelet kanggo botol (botol ka botol) sareng A-Pet

Prosés ieu, dina prinsipna, sarua jeung anu ditétélakeun di luhur; Nanging, pelet anu dihasilkeun sacara langsung (teras-terasan atanapi teu teras-terasan) dikristalisasi teras dikengingkeun kana polikondensasi padet (SSP) dina pengering anu murag atanapi réaktor tabung nangtung. Salami léngkah ngolah ieu, viskositas intrinsik saluyu sareng 0.80-0.085 dℓ / g ngawangun deui sareng, dina waktos anu sami, eusi acetaldehyde diréduksi janten <1 ppm.

Kanyataan yén sababaraha manufaktur mesin sareng tukang lini di Éropa sareng AS ngadamel upaya nawiskeun prosés daur ulang mandiri, sapertos anu disebut prosés botol-to-botol (B-2-B), sapertos BePET, Jalak, URRC atanapi BÜHLER, tujuanana umumna nyayogikeun buktina "ayana" résidu ékstraksi anu diperyogikeun sareng ngaleungitkeun rereged modél numutkeun FDA anu ngalarapkeun uji coba anu disebut, anu diperyogikeun pikeun aplikasi poliéster anu diubaran dina séktor pangan. Disagigireun ti prosés ieu disatujuan perlu pikeun pangguna naon waé prosés sapertos kitu kedah teras-terasan mariksa wates-wates FDA pikeun bahan baku anu didamel ku nyalira pikeun prosés na.

Konversi langsung flakes botol

Pikeun ngirit biaya, paningkatan produsén panengah poliéster sapertos ngagiling ménu, pabrik ménu, atanapi pabrik pilem tuang damel langsung kana pép-flakes, tina perawatan botol anu dianggo, kalayan tujuan pikeun manufaktur beuki ningkat jumlah panengah poliéster. Pikeun nyaluyukeun viskositas anu diperyogikeun, salian tina pengeringan efisien flakes, jigana dipikabutuh pikeun ngarobih deui deui kalenturan liwat polikondénsi dina fase ngalembereh atanapi solid-state polycondensation tina flakes. Proses konversi flake Pet anu pang anyarna nyaéta nerapkeun extruders kembar kembar, extruder multi skru atanapi sistem multi rotasi sareng vakum anu kabeneran pikeun nyingkirkeun Uap sareng nyingkahan panyebaran flake. Proses ieu ngamungkinkeun konvérsi flakes Pet anu henteu resep tanpa panurunan viskositas ageung disababkeun ku hidrolisis.

Kalayan ngeunaan konsumsi flakes botol pepet, bagian utama sakitar 70% dirobih kana serat sareng filamén. Nalika nganggo bahan sekundér langsung sapertos flakes botol dina prosés spinning, aya sababaraha prinsip pamolah pikeun dipikabutuh.

Proses spinning laju pikeun pabrik POY biasana peryogi kekentalian tina 0.62-0.64 dℓ / g. Dimimitian tina flakes botol, viskositas tiasa diatur via tingkat pengeringan. Anggoan TiO tambahan₂ dipikabutuh pikeun benang pinuh atanapi benang kusam. Kanggo ngalindungan spinnerét, filtrasi édisién éfisién nyaéta, dina hal naon waé diperyogikeun. Pikeun waktos, jumlah POY anu diwangun tina 100% daur ulang poliéster rada handap sabab prosés ieu butuh kamurnian anu luhur ngalembereh. Kaseueuran waktos, campuran parawan sareng pelet didaur ulang.

Serat serat dipintal dina jarak viskositas intrinsik anu tempatna rada handap sareng anu kedahna diantara 0.58 sareng 0.62 dℓ / g. Dina hal ieu, teuing, kalenturan anu diperyogikeun tiasa disaluyukeun liwat panyaring atanapi penyesuaian vakum upami disemprotkeun vakum. Pikeun nyaluyukeun viskositas, kumaha oge, panambahna modifier ranté panjang sapertos étiléna glikol or diétilén glikol ogé tiasa dianggo.

Spinning non-anyaman — dina widang titer halus pikeun aplikasi tékstil ogé spinning beurat non-anyaman salaku bahan dasar, contona pikeun panutup hateup atanapi dina wangunan jalan — tiasa diproduksi ku flakes botol anu dipintal. Kekabadian anu dipintal deui dina kisaran 0.58-0.65 dℓ / g.

Salah sahiji widang anu ningkat minat dimana bahan daur ulang anu dianggo nyaéta pabrik jalur bungkusan tenacity tinggi, sareng monofilament. Dina dua kasus ieu, bahan atah awal mangrupikeun bahan didaur ulang tina viskositas intrinsik anu langkung luhur. Jalur kemasan tinggi-tenacity ogé monofilament teras didamel dina ngalembereh prosés dipintal.

Daur ulang ka monomer

Polyethylene terephthalate bisa dikurangan ku ngahasilkeun monomér konstituén. Saatos dimurnikeun, monomer tiasa dianggo pikeun nyiapkeun poliétilén terephthalate. Beungkeut éster na polétilén terephthalate tiasa dipasihan ku hidrolisis, atanapi ku cara transesterifikasi. Réaksi ieu ngan saukur ngabalikeun tina anu dianggo dina produksi.

Glikolisis parsial

Glikolisis parsial (transesterifikasi sareng étiléna glikol) ngarobah polimér anu kaku jadi oligomer anu pondok caket anu tiasa dileburkeun dina hawa séhat. Saatos dikosongkeun tina najis, oligomer tiasa disusahkeun deui kana prosés produksi pikeun polimérisasina.

Tugas ieu diwangun dina nyeusian 10-25% flakes botol bari ngajaga kualitas pelet botol anu didamel dina jalur. Tujuan ieu direngsekeun ku ngahinakeun flakes botol PET-enggeus aya dina plastikisasi anu munggaran, anu tiasa dilaksanakeun dina hiji extruder tunggal- atanapi multi skru — ka kalenturan intrinsik sakitar 0.30 dℓ / g ku nambihan jumlah étiléna glikol sareng ku tunduh viskositas cair leburkeun kana panyaringan cekap langsung saatos palapis. Leuwih jauh, suhu dibawa ka wates anu paling handap. Salaku tambahan, ku cara ku cara ngolah ieu, kamungkinan panyurutan kimia hidroksida peroksida tiasa dilaksanakeun ku nambihan p-stabilizer langsung nalika palapis. Karusakan gugus hidroksida nyaéta, kalayan prosés-prosés sanés, parantos dilaksanakeun dina prosés pengobatan flake anu terakhir ku nambihan H₃PO₃. Bahan daur ulang sawaréh glycolyzed and finely saring terus diasongkeun kana ésterterisasi atanapi réaktor prepolikondensasi, jumlah dosis bahan baku anu disaluyukeun saluyu.

Jumlah glikolisis, métanolisis, jeung hidrolisis

Pangobatan runtah poliéster ngalangkungan total glikolisis pikeun ngarobih polyester ka bis (2-hydroxyethyl) terephthalate (C₆H₄(CO₂CH₂CH₂OH)₂). Sanyawa ieu dimurnikeun ku distilasi vakum, sareng mangrupikeun perantara anu dianggo dina pabrik poliéster. Réaksi anu ngalibatkeun ieu:

[(CO) C₆H₄(CO₂CH₂CH₂O)]_n + n BUKU₂CH₂OH → n C₆H₄(CO₂CH₂CH₂OH)₂

Rute daur ulang ieu pareksekusi dina skala industri di Jepang salaku produksi percobaan.

Sarua jeung glikolisis total, métanolisis ngarobah poliéster ka dimétil terephthalate, anu tiasa disaring sareng vakum sulingan:

[(CO) C₆H₄(CO₂CH₂CH₂O)]_n + 2n CH₃OH → n C₆H₄(CO₂CH₃)₂

Métanolisis ngan jarang dilaksanakeun dina industri ayeuna sabab produksi poliéter dumasar kana dimétil terephthalate parantos nyusut, sareng seueur produsén terétthilate dimétri leungit.

Ogé sakumaha di luhur, poliétilén terephthalate tiasa dihidrolisis jadi asam terephthalic sareng étiléna glikol dina hawa tinggi sareng tekenan. Asam terephthalic bumi anu terhasil tiasa dimurnikeun ku rekreasi pikeun ngahasilkeun bahan anu cocog pikeun ulang polimérisasina:

[(CO) C₆H₄(CO₂CH₂CH₂O)]_n + 2n H₂O → n C₆H₄(CO₂H)₂ + n BUKU₂CH₂OH

Metoda ieu henteu katingalina parantos komersil acan.