CN102482447B - 纯化被pla污染的常规聚合物流 - Google Patents

Abstract

一种纯化被PLA污染的传统聚合物(PE、PP、PET、PVC等)流的方法，所述PLA污染的重量比不超过50％，其包括将聚合物悬浮以及溶解PLA部分，并经过分离后回收纯化的聚合物。

Description

纯化被PLA污染的常规聚合物流

技术领域

本发明涉及的一种纯化PLA污染的常规聚合流的方法，以便常规再循环过程中可以即刻使用。

现有技术

塑料材料寿命终止的处理是市场上存在的塑料材料的生存性的一个非常重要的因素(例如，由于缺乏一个有效的回收系统，聚氯乙烯已经在塑料瓶市场被剔除)。对来自非再生资源(石油化学)的塑料的情况下，即使其寿命终止的渠道是多不胜数，考虑到这种寿命终止的处理方式，生物聚合物仍面临技术挑战。特别地，涉及物品市场上巨大的体积的产生。为此，解决这个问题非常重要。

回收商品聚合物(PET，PP等)的方法已经存在很多，如机械回收的PET。PET瓶经过再循环器转换成芯片、干净的颗粒或即刻转换为半成品。2007年，Fost Plus(比利时促进、协调和提供资金的选择性的收集，分类和回收家庭包装的机构)对所有销售的PET进行全面的进一步处理。同样，在比利时，经过机械回收PET瓶后的残留率相对较低，即15％。在一些国家，这个速度可以接近8％。

此外，生物大分子(从可再生原料获得)，更具体地说，PLA，聚乳酸或聚丙交酯正在开发和扩大应用其范围。迄今为止，PLA已表现出了诸多优势，如透明或不透明，柔韧性或刚性(类似于聚酯)，而且光泽可比聚苯乙烯。所有上述优势，必然导致这种聚合物在包装领域的兴旺。进一步，鉴于味觉和嗅觉的阻隔性能，以及其对脂肪渗透提高的抵抗力，PLA尤其是适用于食品包装。如硬质新鲜农产品托盘，生菜打包包装，一次性瓶子和器具(盘子，杯子，餐具等)，在市场上蓬勃发展，越来越多的应用。

伴随日常使用的这些新材料的不断增加的到来，不可避免地产生了更多的“常规”聚合物寿命终止处理方面的一些问题。事实上，可以观察到PLA瓶污染的PET瓶流开始出现在市场上，因为普遍实施的分拣技术并不能在石化聚合物和生物聚合物中作出简单和绝对的区别。显然，目前基于光学特性的分离技术(而不是物理性质，因为两个聚合物的密度非常相似的)只有很少回收中心安装，但它们也不是100％有效。

不过，虽然回收PET的方法是非常有效的，但是所述方法比较复杂和敏感。事实上，即使很低的水平，在百分之一的范围内，也已经证明PLA的存在能够完全打乱进程。事实上，残留率较高(因此合格率也不佳)，最终获得的PET质量也受损。

本发明旨在提供一种解决该问题的方法，所述方法包括预处理聚合物流，目的是去除最低水平的PLA含量。

发明之简要说明

本发明涉及一种纯化被PLA污染的传统聚合物(PE、PP、PET、PVC等)流的方法，所述PLA污染的重量比不超过50％。

本发明所述方法包括将污染的混合物悬置于乳酸酯中，PLA组分溶于乳酸酯。为后续的分别处理，所述乳酸酯、PLA和其它不溶的杂质随后回收。不溶解的聚合物通过传统的回收方式处理回收。

发明之详细说明

本发明所述方法相继地包括如下步骤。首先，粉碎常规聚合物流(PE、PP、PET、PVC等)，所述聚合物流中包含的PLA重量百分比不超过50％。乳酸酯是用来溶解PLA和其他可溶性污染物，从而去除它们，以获得能够满足常规回收利用要求的聚合物。因此，同时包括悬浮的多个步骤与溶液化之间是有区别的，一方面，分离，另一方面，是该方法的基本步骤。

1、粉碎含有PLA的废弃物

在本发明的范围内，PLA污染的常规聚合物(PE、PP、PET、PVC等)的粉碎可以使用各种技术，如剪切、冲击、干燥或水下粉碎。在本发明范围内，可实施一个或多个粉碎步骤，其数量依赖于最初的产品，以及依赖于这些操作的成本和所需的最终成粒。

也可以预先处理或后处理这种含PLA的聚合物混合物，特别是用水或其它溶液洗涤。

根据本发明，依照进一步的具体化，要处理的流体里的材料，如果有一个合适的表面积，能够溶解或悬浮，这种粉碎的一步可以省去，不保留在该方法的范围内。

粉碎步骤一旦完成后，为有利于自动化和可加工，拟加一个致密化步骤以紧密材料，但是这可能会减缓后续步骤。这是本发明进一步的具体化。

2、溶解PLA和其它可溶物于乳酸酯中

PLA污染的聚合物流放入乳酸酯中与其接触，所述聚合物随意地粉碎和随意地紧密。所述乳酸酯可以为乳酸烷酯，其烷基包含1至12个碳原子的烷基。乳酸烷酯优选选自乳酸甲基、乙基、丙基、丁基或己基酯。

这一步优先进行搅拌完成。

聚合物流与乳酸烷酯的重量比优先在0.1～1之间，取决于所处理流体的密度和污染程度。该比例优选为在0.5～1之间。

温度条件适宜在50℃和待纯化聚合物的熔点温度之间。

压力是紧紧围绕工作温度，可以介于0.05～20巴，优选地，1～10巴，更优选地，1～5巴。

选择压力和温度的条件以及聚合物流与乳酸酯的重量比，这样以至于该方法是经济可行的，回收的聚合物不会变形。

因此，优选地，在大气压力下处理，假定压力能够让温度达到小于或略高小于使用的乳酸酯的沸点：例如，在50℃和乳酸烷酯的沸点。

由于PLA在这些条件下的溶解依赖于温度，接触时间范围从几分钟到几个小时。在高温下工作时，优选接触时间短，以防止被处理聚合物的任何降解。

3、通过分离回收纯化的聚合物

经处理后的聚合物流现在已是悬浊液的形式。通过分离的方式，乳酸、PLA和任何溶解的杂质已被去除。这种分离是通过过滤或任何其他手段，使固/液分离。

在传统的回收步骤中，根据进一步的实施方案，回收的聚合物可以直接使用，或用水或其他物质清洗，以去除残留的乳酸，或用水或其他物质进行清洗后烘干使用。

4、含有PLA的酯的后续处理

从第3步，例如可根据醇PLA化学回收方法处理滤液，以使得PLA产生乳酸酯。此酯交换解聚方法所用的醇会优先对应用于纯化聚合物流的乳酸酯。

本发明的其他细节和特征，通过非限制性的例子在下文中给出，从描述中说明一些可能的实施方案。

例1：乳酸酯中的溶解测试

在本实施例的范围内，切碎的PLA杯溶于各种乳酸酯，乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯，在大气压力下置于130℃烘箱内，未搅拌。该溶解情况的结果载于表1。

表1PLA溶于各种乳酸酯的溶解情况

也尝试在130℃，大气压下溶解各种常规聚合物在乳酸乙酯中，4小时，未搅拌。结果载于表2。

表2各种切碎的聚合物在乳酸乙酯中的溶解情况

*作为比较例

这个例子可以证明只溶解PLA而不改变要回收的聚合物的可能性。HDPE、PP和PET的悬浮液随后过滤，干燥和称重。没有质量损失。

例2：PET(90％)和PLA(10％)混合物的处理

本示例范围内，切碎的PET瓶按照10％的比例随意被切碎的PLA瓶污染。该混合物模仿高污染有可能在来自传统分类方法的PET瓶流中观察到。

500克这种聚合物的混合物被放置在一个2升的烧瓶中，加入1千克乳酸乙酯处理，在常压下，温度为130℃，搅拌1小时。

该处理一旦进行，悬浊液过滤回收PET。滞留物用水洗涤以去除残余的乳酸酯，然后干燥。剩余的聚合物经过处理后质量为450克，对应最初的混合物中PET的质量。

滤液在95℃和100毫巴下蒸发以去除乳酸乙酯。蒸发完毕，回收聚合物，并用大量的水冲洗，随后干燥。回收物的质量为52.5克。然后将所述聚合物放置在烧杯中，并浸于185℃的油浴中。15分钟后，所有的聚合物处于熔融状态。这证明了大约50克回收物由PLA污染的最初的混合物组成。事实上，PET的熔点为260℃，这明显高于185℃在处理过程中的应用温度。

最后一个例子有利于证明从待处理混合物中去除PLA污染的可能性。PET随后可以重复使用，而不存在机械回收过程中的问题。

Claims (10)

1.一种纯化包含PE、PP、PET和/或PVC以及重量比不超过50%聚乳酸PLA的聚合物流的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 

a）将所述聚合物流悬浮于一种乳酸酯中，所述乳酸酯适合溶解所述PLA，所述悬浮以聚合物流：乳酸酯重量比为0.1至1，温度在50℃至所述聚合物流的熔点之间，且工作压力为0.05至20巴进行； 

b）一方面分离出所述乳酸酯、PLA和其它溶解的杂质，以及另一方面，分离出纯化的聚合物流。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述悬浮之前进行粉碎。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物流：乳酸酯重量比介于0.5～1。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物流悬浮于乳酸酯中的温度为50℃和所述乳酸酯的沸点温度之间。 

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作压力为1～10巴。 

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作压力为1～5巴。 

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述乳酸酯选自烷基乳酸酯，其中烷基包括1～12个碳原子。 

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述烷基乳酸酯选自乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯或乳酸己酯。 

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离之后洗涤所述纯化的聚合物流。 

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离之后干燥所述纯化的聚合物流。