CN110204869A - 一种pet废料的改性再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PET废料的改性再生方法,涉及塑料再生技术领域,包括以下步骤:(1)PET废料的清洗,(2)PET废料的烘干,(3)PET废料的破碎,(4)改性剂的设计,(5)熔融挤出,(6)冷却造粒;本发明以PET废料为主料,通过辅料和功能助剂的协同作用实现PET废料的再生利用,从而避免PET废料对环境造成的污染;并且所制PET再生塑料颗粒的加工成型性好,由其加工制得的塑料制品具有良好的力学性能,尤其抗冲击性能优异,明显改善了PET废料力学性能骤降的问题。
Description
技术领域:
本发明涉及塑料再生技术领域,具体涉及一种PET废料的改性再生方法。
背景技术:
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯,然后再进行缩聚反应制得。PET属于结晶型饱和聚酯,为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽。PET价格低廉,具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性,广泛用于合成涤纶纤维及薄膜制造、民用吹塑等领域。
一次性PET包装瓶的应用十分广泛,但被丢弃后造成的环境污染日益严重,已经引起了人们的关注。回收废旧PET瓶不但可以减少环境污染,还可以实现资源的最大化利用。然而,PET废料的使用性能相对于PET新料来说显著下降,直接由PET废料制成的塑料制品无法满足使用需求,并且也存在成型性差的问题。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种PET废料的改性再生方法,该方法操作简单易行,不仅实现了PET废料的再生利用,而且所制PET再生塑料颗粒具有优良的力学性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种PET废料的改性再生方法,包括以下步骤:
(1)PET废料的清洗:将PET废料加入清洗槽中,搅拌使PET废料充分润湿,浸泡完成后排尽清洗液,然后向清洗槽中注入清水,搅拌后排尽清洗废水,利用清水清洗2-3次;
(2)PET废料的烘干:将清洗后的PET废料转入旋转式干燥机中,于70-80℃下烘干水分;
(3)PET废料的破碎:将烘干后的PET废料经破碎机制成片料,即得废旧PET片料;
(4)改性剂的设计:将线性低密度聚乙烯、纳米填料、抗冲击改性剂、无机阻燃剂、紫外线吸收剂经组合后作为改性剂;
(5)熔融挤出:将废旧PET片料和改性剂加入双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度分别为:一区210-220℃、二区220-230℃、三区220-230℃、四区230-240℃、五区230-240℃、六区240-250℃、七区240-250℃、八区250-260℃、九区250-260℃、十区260-270℃,螺杆转速400-600r/min,机头温度250-260℃,经挤出制成条状再生料;
(6)冷却造粒:将条状的再生料经风冷后送至切粒机进行造粒,风冷温度15-25℃,即得PET再生塑料颗粒。
所述抗冲击改性剂是由二甲基丙烯酸镁、烯丙基缩水甘油醚在引发剂作用下经聚合反应制成。
所述引发剂选自过氧化物引发剂或偶氮类引发剂。
所述二甲基丙烯酸镁、烯丙基缩水甘油醚、引发剂的摩尔比为3:1:0.05。
所述废旧PET片料、线性低密度聚乙烯、纳米填料、抗冲击改性剂、无机阻燃剂、紫外线吸收剂的质量比为80-130:5-15:5-15:1-10:1-10:1-10。
所述清洗液由清洗剂加水配制而成,清洗剂选用葡萄糖酸钠,清洗剂与水的质量比为90-99:1-10。
所述纳米填料选自纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化铝中的一种。
所述无机阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、氧化锑中的一种。
所述紫外线吸收剂选自二苯甲酮类或苯并三唑类紫外线吸收剂。
为了进一步提高清洗液对PET废料上附着污物的清除率,还可以对葡萄糖酸钠进行改性处理,具体技术方案如下:
所述葡萄糖酸钠经焦谷氨酸改性处理,其改性操作为:将葡萄糖酸钠和焦谷氨酸溶解于水中,并加入浓硫酸,然后加热至70-80℃保温反应,反应结束后减压浓缩,浓缩剩余物用0-5℃冷水洗涤三次,最后经烘干后制成粉体,即得改性葡萄糖酸钠。
葡萄糖酸钠与焦谷氨酸发生酯化反应,生成的改性葡萄糖酸钠的清洗能力更优于葡萄糖酸钠,并且不会增加清洗所产生废水的污染性。
本发明的有益效果是:本发明以PET废料为主料,通过辅料和功能助剂的协同作用实现PET废料的再生利用,从而避免PET废料对环境造成的污染;并且所制PET再生塑料颗粒的加工成型性好,由其加工制得的塑料制品具有良好的力学性能,尤其抗冲击性能优异,明显改善了PET废料力学性能骤降的问题。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)PET废料的清洗:将PET废料加入清洗槽中,搅拌使PET废料充分润湿,浸泡完成后排尽清洗液,然后向清洗槽中注入清水,搅拌后排尽清洗废水,利用清水清洗2次;
清洗液由清洗剂加水配制而成,清洗剂选用葡萄糖酸钠,清洗剂与水的质量比为95:5;
(2)PET废料的烘干:将清洗后的PET废料转入旋转式干燥机中,于80℃下烘干水分;
(3)PET废料的破碎:将烘干后的PET废料经破碎机制成片料,即得废旧PET片料;
(4)改性剂的设计:将8kg线性低密度聚乙烯、8kg纳米二氧化硅、5kg抗冲击改性剂、3kg硼酸锌、1kg紫外线吸收剂UV-531经组合后作为改性剂;
抗冲击改性剂的制备:向500mL甲醇中加入58.2g二甲基丙烯酸镁和1.2g偶氮二异庚腈,再匀速滴加11.4g烯丙基缩水甘油醚,滴完后升温至63℃保温反应3h,反应结束后减压浓缩回收甲醇,并向浓缩剩余物中加250mL水搅拌,过滤,所得固体于80℃下烘干至恒重,即得抗冲击改性剂;
(5)熔融挤出:将110kg废旧PET片料和上述改性剂加入双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度分别为:一区215℃、二区221℃、三区226℃、四区234℃、五区238℃、六区244℃、七区248℃、八区253℃、九区255℃、十区264℃,螺杆转速450r/min,机头温度257℃,经挤出制成条状再生料;
(6)冷却造粒:将条状的再生料经风冷后送至切粒机进行造粒,风冷温度20℃,即得PET再生塑料颗粒。
实施例2
(1)PET废料的清洗:将PET废料加入清洗槽中,搅拌使PET废料充分润湿,浸泡完成后排尽清洗液,然后向清洗槽中注入清水,搅拌后排尽清洗废水,利用清水清洗2次;
清洗液由清洗剂加水配制而成,清洗剂选用葡萄糖酸钠,清洗剂与水的质量比为95:5;
(2)PET废料的烘干:将清洗后的PET废料转入旋转式干燥机中,于80℃下烘干水分;
(3)PET废料的破碎:将烘干后的PET废料经破碎机制成片料,即得废旧PET片料;
(4)改性剂的设计:将10kg线性低密度聚乙烯、8kg纳米二氧化硅、5kg抗冲击改性剂、3kg硼酸锌、1kg紫外线吸收剂UV-531经组合后作为改性剂;
抗冲击改性剂的制备:向500mL甲醇中加入58.2g二甲基丙烯酸镁和1.2g偶氮二异庚腈,再匀速滴加11.4g烯丙基缩水甘油醚,滴完后升温至63℃保温反应3h,反应结束后减压浓缩回收甲醇,并向浓缩剩余物中加250mL水搅拌,过滤,所得固体于80℃下烘干至恒重,即得抗冲击改性剂;
(5)熔融挤出:将120kg废旧PET片料和上述改性剂加入双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度分别为:一区215℃、二区221℃、三区226℃、四区234℃、五区238℃、六区244℃、七区248℃、八区253℃、九区255℃、十区264℃,螺杆转速450r/min,机头温度257℃,经挤出制成条状再生料;
(6)冷却造粒:将条状的再生料经风冷后送至切粒机进行造粒,风冷温度20℃,即得PET再生塑料颗粒。
实施例3
以实施例1为对照,设置对清洗剂葡萄糖酸钠进行改性处理的实施例3,其余操作条件与实施例1完全相同。
葡萄糖酸钠的改性:将10g葡萄糖酸钠和1g焦谷氨酸溶解于水中,并加入0.05g浓硫酸,然后加热至80℃保温反应,反应结束后减压浓缩,浓缩剩余物用0-5℃冷水洗涤三次,最后经烘干后制成粉体,即得改性葡萄糖酸钠。
对照例1
以实施例1为对照,设置以等量二甲基丙烯酸镁和烯丙基缩水甘油醚的混合物作为抗冲击改性剂的对照例1,其余操作条件与实施例1完全相同。
对照例2
以实施例1为对照,设置不添加抗冲击改性剂的对照例2,其余操作条件与实施例1完全相同。
对照例3
以实施例1为对照,设置不添加线性低密度聚乙烯的对照例3,其余操作条件与实施例1完全相同。
分别利用实施例1-3、对照例1-3由同批PET废料加工制备PET再生塑料颗粒,并测试其使用性能,测试结果如表1所示。
拉伸强度测试方法:GB/T 1040-2006;
屈服强度测试方法:GB/T 1040-2006;
悬臂梁冲击强度测试方法:GB/T 1843-2008。
表1实施例所制PET再生塑料颗粒的性能测试数据
“/”代表未测试。
由表1可知,实施例3通过对清洗剂葡萄糖酸钠的改性处理取得了显著提高对PET废料污物清除率的技术效果,而实施例1通过所述抗冲击改性剂的使用取得了显著所制PET再生塑料颗粒抗冲击性能的技术效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种PET废料的改性再生方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)PET废料的清洗:将PET废料加入清洗槽中,搅拌使PET废料充分润湿,浸泡完成后排尽清洗液,然后向清洗槽中注入清水,搅拌后排尽清洗废水,利用清水清洗2-3次;
(2)PET废料的烘干:将清洗后的PET废料转入旋转式干燥机中,于70-80℃下烘干水分;
(3)PET废料的破碎:将烘干后的PET废料经破碎机制成片料,即得废旧PET片料;
(4)改性剂的设计:将线性低密度聚乙烯、纳米填料、抗冲击改性剂、无机阻燃剂、紫外线吸收剂经组合后作为改性剂;
所述抗冲击改性剂是由二甲基丙烯酸镁、烯丙基缩水甘油醚在引发剂作用下经聚合反应制成;
(5)熔融挤出:将废旧PET片料和改性剂加入双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度分别为:一区210-220℃、二区220-230℃、三区220-230℃、四区230-240℃、五区230-240℃、六区240-250℃、七区240-250℃、八区250-260℃、九区250-260℃、十区260-270℃,螺杆转速400-600r/min,机头温度250-260℃,经挤出制成条状再生料;
(6)冷却造粒:将条状的再生料经风冷后送至切粒机进行造粒,风冷温度15-25℃,即得PET再生塑料颗粒。
2.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述引发剂选自过氧化物引发剂或偶氮类引发剂。
3.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述二甲基丙烯酸镁、烯丙基缩水甘油醚、引发剂的摩尔比为3:1:0.05。
4.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述废旧PET片料、线性低密度聚乙烯、纳米填料、抗冲击改性剂、无机阻燃剂、紫外线吸收剂的质量比为80-130:5-15:5-15:1-10:1-10:1-10。
5.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述清洗液由清洗剂加水配制而成,清洗剂选用葡萄糖酸钠,清洗剂与水的质量比为90-99:1-10。
6.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述纳米填料选自纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米氧化铝中的一种。
7.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述无机阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、氧化锑中的一种。
8.根据权利要求1所述的PET废料的改性再生方法,其特征在于:所述紫外线吸收剂选自二苯甲酮类或苯并三唑类紫外线吸收剂。
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