CN111378258A - 用于废旧pet纺织品回收的增粘剂以及废旧pet纺织品的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于废旧PET纺织品回收的增粘剂，所述增粘剂为聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其中聚苯乙烯的质量百分比为60～70％。本发明还涉及废旧PET纺织品的回收方法。本发明通过SG对回收的PET粒料进行了增粘扩链，提高了PET的粘度，使其满足工业纺丝的需要而直接用于纺丝。实现了废旧PET纺织品的回收，回收工艺简单，产品粘度可控，避免了使用溶剂对环境造成污染，适合于大规模工业应用。

Description

用于废旧PET纺织品回收的增粘剂以及废旧PET纺织品的回收 方法

技术领域

本发明涉及废旧衣服处理技术领域。具体为聚酯类废旧纺织品中PET的回收。

背景技术

聚酯纤维涤纶是产量最大的化学纤维，聚酯纤维的主要品种就是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。目前，国内外以聚酯瓶为代表的非纤聚酯回收再生技术较为成熟，而废旧聚酯纺织品循环利用技术仍处在初级阶段。部分原因是非纤聚酯成分相对单一，杂质少，易处理，回收再利用成本低。而纯涤及涤棉废旧纺织品堆积密度小，成分复杂，含染料、颜料及油剂、助剂等添加剂，回收难度大、成本高、效益低。但废旧聚酯纺织品产生量巨大，其回收利用技术的进展值得广泛关注。

物理法回收涤纶类纺织品聚酯纤维的方法也在不断的发展，从简单的机械利用到物理熔融和溶解的多元化回收利用。物理机械回收方法是将废旧纺织品不经分离，而直接进行机械加工制备，从纱线到纤维再到面料的技术。该回收方法从清洗、干燥、破碎到开松，工艺和设备均比较简单，投资成本低。总体来说，涤棉类废旧纺织品物理机械回收利用法方法简单，工艺较成熟，但制备出的再生纤维为低中档产品，适用于装饰用和产业用的场合。物理熔融回收方法是将废旧纺织品通过开松机和剪切机开松打碎，然后采用X射线探测分离器、悬液分离技术等打碎的杂物分离，并清洗干燥熔融造粒或直接制作为原料，用于纺丝加工或者其它塑料产品加工。物理溶解回收方法是利用溶剂对聚酯成分易溶，而对其它成分不溶的特性，将聚酯从废旧纺织品中回收的技术。该回收技术的工艺流程为先进行分类、破碎、清洗、干燥，然后溶解、溶剂分离，最后造粒或直接纺丝。物理溶解回收方法的关键技术是找出合适的溶解溶剂，溶剂分离之后可实现提纯后重复利用是该方法工业化生产的核心技术。废旧聚酯物理溶解回收利用法如果能实现溶剂的重复利用，就有望实现低成本高效率的工业化生产。可见，物理法回收涤纶类纺织品的方法里，物理机械回收方法简单，工艺较成熟，用于装饰用和产业用的场合；物理熔融回收方法用于纺丝加工或者其它塑料产品加工；物理溶解回收方法如果能实现溶剂的重复利用，就有望实现低成本高效率的工业化生产。传统的化学回收PET纤维方法主要有醇解法、水解法和氨解法，其中以醇解法最为常用。甲醇醇解法是指在温度为180℃至280℃，压力为2MPa至4MPa这样合适的条件下，用甲醇将PET纤维解聚为对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)，然后采用结晶和蒸馏等步骤进行纯化，得到高纯度的产品。解聚反应的催化剂主要有锌、钴、镁的醋酸盐，磷酸钙、磷酸锰、二氧化铅等。废旧聚酯纺织品甲醇醇解回收时，产物中含有较多的乙醇、乙二醇、邻苯二甲酸衍生物等杂质，这些物质在分离纯化过程中所需的设备投资较大。水解法是在酸性、碱性或者中性介质条件下，将废旧PET水解成对苯二甲酸以及乙二醇的一种方法。酸性水解法常以浓硫酸作为水解催化剂在常压下反应，与中性水解相比酸性水解所得到的对苯二甲酸纯度较高，但是强酸具有强腐蚀性，不仅腐蚀设备而且反应过程中产生的大量废水和无机盐污染环境。碱性水解法的过程分为两步，首先PET经解聚形成对苯二甲酸盐和乙二醇，然后经酸洗对苯二甲酸盐，得到纯度较高的对苯二甲酸，碱性水解法得到的产品纯度较高，但是速度较慢。中性水解法即在无酸碱催化剂的情况下，利用水或者水蒸气对废旧PET直接解聚，由于对环境的污染可降到最低，所以倍受关注。化学法的主要问题是溶剂污染，过程复杂等)由此可见，化学法和物理溶解回收方法回收PET面临溶剂污染和工艺复杂等问题；因此，物理机械回收方法和物理熔融回收方法具有更重要的应用，而在该方法中，由于多次熔体加工，难以避免PET的水解问题，分子量大幅度降低，造成回收材料粘度降低，进而造成其无法直接用于纺丝。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种用于废旧PET纺织品回收的增粘剂以及废旧PET纺织品的回收方法，采用该增粘剂对废旧PET纺织品回收材料进行增粘扩链，扩链后的PET材料分子量增加，可以直接用于纺丝。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于废旧PET纺织品回收的增粘剂，所述增粘剂为聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其中聚苯乙烯的质量百分比为60～70％。

优选的，所述无规共聚物的数均分子量为2000-5000，更优选为3200；重均分子量为6000-10000，更优选为6800；无规共聚物的数均分子量、重均分子量太低会导致交联，分子量太高，增粘效果差。

本发明还涉及一种废旧PET纺织品的回收方法，采用前面所述的增粘剂。

一种废旧PET纺织品的回收方法，包括如下步骤：

(1)对废旧PET纺织品进行预处理，破碎开松，得到类似棉花的团状物，干燥；

(2)将干燥后的团状物采用挤出机挤出，再经切粒得到PET粒料；

(3)将PET粒料、聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物加入密炼机中熔融共混，得到回收后的PET。

优选的，步骤(1)中，干燥温度为75～85℃，干燥时间为10～14小时；选择这个温度范围，在尽可能低的温度下，达到去除水分的目的，降低能耗。

优选的，步骤(2)中，挤出机的料筒温度为255～265℃，口模温度为245～255℃，螺杆转速为40～60rpm。选择上述温度范围，主要是为了让废旧PET处于熔融状态，并保持较为适宜的粘度，以便于加工。

优选的，步骤(3)中，熔融温度为255～265℃，熔融时间为8～12min。选择上述温度范围，主要是为了让废旧PET处于熔融状态，并保持较为适宜的粘度，以便于加工；熔融时间选择上述范围是为了让PET粒料和无规共聚物尽量混合并发生反应。

优选的，步骤(3)中，加入的聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物占总质量的2％以上。

加入的聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物太少的话，乌氏粘度太低仍然无法直接用于纺丝，太多的话，粘度差异不明显；优选的，步骤(3)中，加入的聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物占总质量的2～15％。更优选的，加入的聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物占总质量的2～3％

废旧PET纺织品在回收加工过程中容易发生水解，回收的PET材料分子量大幅度降低，从而造成PET材料粘度降低，PET材料粘度下降使之无法直接用于纺丝。本发明通过反应性增粘剂对废旧PET纺织品回收的PET材料进行增粘扩链，扩链后的PET材料分子量增加，提高了PET的粘度，可将其直接用于纺丝。

所述的增粘扩链剂为聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物(PS-r-GMA)，在这里将它命名为SG。由于PET分子链末端含有羧基，它易与GMA发生反应形成接枝共聚物，因此达到了扩链的作用。分子量的增加提高了PET的粘度，最终达到了增粘扩链的目的。SG为聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其结构如下：

本发明的有益效果在于：本发明通过SG对回收的PET粒料进行了增粘扩链，提高了PET的粘度，使其满足工业纺丝的需要而直接用于纺丝。实现了废旧PET纺织品的回收，回收工艺简单，产品粘度可控，避免了使用溶剂对环境造成污染，适合于大规模工业应用。

附图说明

图1为实施例及对比例的乌氏粘度值。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。本发明未提及部分均为现有技术。

实施例中，将聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物命名为SG，实施例中SG的数均分子量为2000-5000，重均分子量为6000-10000。

实施例1

一种废旧PET纺织品的回收方法，包括如下步骤：

(1)将回收的聚酯类废旧纺织品根据颜色进行分类，对衣物上其它材料的装饰物进行分离，再将处理后的衣物进行统一的清洗，晾干处理，对处理过的废旧衣物破碎开松，得到类似棉花的团状物，将团状物放于80℃真空烘箱内干燥12h。

(2)将干燥后的团状物采用微型挤出机挤出，微型挤出机的料筒温度为260℃，口模温度为250℃，螺杆转速为50rpm；之后再经切粒机切粒得到PET粒料。

(3)将PET粒料、SG(SG中聚苯乙烯的质量百分比为65％，SG的加入量占总质量的2％)加入密炼机中熔融共混，熔融温度为260℃，熔融时间为10min，密炼机转子的转速40～60rpm，得到回收后的PET。

实施例2

一种废旧PET纺织品的回收方法，包括如下步骤：

(1)将回收的聚酯类废旧纺织品根据颜色进行分类，对衣物上其它材料的装饰物进行分离，再将处理后的衣物进行统一的清洗，晾干处理，对处理过的废旧衣物破碎开松，得到类似棉花的团状物，将团状物放于75℃真空烘箱内干燥14h。

(2)将干燥后的团状物采用微型挤出机挤出，微型挤出机的料筒温度为265℃，口模温度为250℃，螺杆转速为55rpm；之后再经切粒机切粒得到PET粒料。

(3)将PET粒料、SG(SG中聚苯乙烯的质量百分比为60％，SG的加入量占总质量的2.5％)加入密炼机中熔融共混，熔融温度为265℃，熔融时间为8min，密炼机转子的转速40～60rpm，得到回收后的PET。

实施例3

一种废旧PET纺织品的回收方法，包括如下步骤：

(1)将回收的聚酯类废旧纺织品根据颜色进行分类，对衣物上其它材料的装饰物进行分离，再将处理后的衣物进行统一的清洗，晾干处理，对处理过的废旧衣物破碎开松，得到类似棉花的团状物，将团状物放于85℃真空烘箱内干燥10h。

(2)将干燥后的团状物采用微型挤出机挤出，微型挤出机的料筒温度为255℃，口模温度为255℃，螺杆转速为45rpm；之后再经切粒机切粒得到PET粒料。

(3)将PET粒料、SG(SG中聚苯乙烯的质量百分比为70％，SG的加入量占总质量的3％)加入密炼机中熔融共混，熔融温度为255℃，熔融时间为12min，密炼机转子的转速40～60rpm，得到回收后的PET。

实施例4

一种废旧PET纺织品的回收方法，包括如下步骤：

(1)将回收的聚酯类废旧纺织品根据颜色进行分类，对衣物上其它材料的装饰物进行分离，再将处理后的衣物进行统一的清洗，晾干处理，对处理过的废旧衣物破碎开松，得到类似棉花的团状物，将团状物放于75℃真空烘箱内干燥14h。

(2)将干燥后的团状物采用微型挤出机挤出，微型挤出机的料筒温度为265℃，口模温度为250℃，螺杆转速为55rpm；之后再经切粒机切粒得到PET粒料。

(3)将PET粒料、SG(SG中聚苯乙烯的质量百分比为60％，SG的加入量占总质量的13％)加入密炼机中熔融共混，熔融温度为265℃，熔融时间为8min，密炼机转子的转速40～60rpm，得到回收后的PET。

对比例1

(1)将回收的聚酯类废旧纺织品根据颜色进行分类，对衣物上其它材料的装饰物进行分离，再将处理后的衣物进行统一的清洗，晾干处理。对处理过的废旧衣物破碎开松，得到类似棉花的团状物，将团状物放于80℃真空烘箱内干燥12h。

(2)将干燥后的团状物采用微型挤出机挤出，微型挤出机的料筒温度为260℃，口模温度为250℃，螺杆转速为40～60rpm；之后再经切粒机切粒得到PET粒料。

PET能够纺丝的最低乌氏粘度是0.67，采用乌氏粘度计对实施例及对比例的乌氏粘度进行测量，具体数据参见图1，图中虚线为纺丝所需乌氏粘度，结果发现实施例中对废旧PET纺织品回收的PET材料均可直接用于纺丝。

上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于废旧PET纺织品回收的增粘剂，其特征在于所述增粘剂为聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其中聚苯乙烯的质量百分比为60～70％。

2.根据权利要求1所述的增粘剂，其特征在于，所述无规共聚物的数均分子量为2000-5000，重均分子量为6000-10000。

3.一种废旧PET纺织品的回收方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的增粘剂。

4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)对废旧PET纺织品进行预处理，破碎开松，得到类似棉花的团状物，干燥；

(2)将干燥后的团状物采用挤出机挤出，再经切粒得到PET粒料；

(3)将PET粒料、聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物加入密炼机中熔融共混，得到回收后的PET。

5.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，步骤(1)中，干燥温度为75～85℃，干燥时间为10～14小时。

6.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，步骤(2)中，挤出机的料筒温度为255～265℃，口模温度为245～255℃，螺杆转速为40～60rpm。

7.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，步骤(3)中，熔融温度为255～265℃，熔融时间为8～12min。

8.根据权利要求4所述的回收方法，其特征在于，步骤(3)中，加入的聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物占总质量的2％以上。

9.根据权利要求8所述的回收方法，其特征在于，步骤(3)中，加入的聚苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物占总质量的2～15％。

Images