RU2481951C1 - Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate - Google Patents

Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate Download PDF

Info

Publication number
RU2481951C1
RU2481951C1 RU2011153493/05A RU2011153493A RU2481951C1 RU 2481951 C1 RU2481951 C1 RU 2481951C1 RU 2011153493/05 A RU2011153493/05 A RU 2011153493/05A RU 2011153493 A RU2011153493 A RU 2011153493A RU 2481951 C1 RU2481951 C1 RU 2481951C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zone
tape
zones
extrusion
waste
Prior art date
Application number
RU2011153493/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Владимировна Веселова
Татьяна Ивановна Андреева
Лариса Юльевна Чиванова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова" filed Critical Открытое акционерное общество "Институт пластмасс имени Г.С. Петрова"
Priority to RU2011153493/05A priority Critical patent/RU2481951C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481951C1 publication Critical patent/RU2481951C1/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to production of polymer tape from secondary polyethylene terephtalate suitable for use as edge tape in making seamless 3D geoweb, etc. In compliance with this invention, amorphous crystalline wastes of polyethylene terephtalate are mixed with 0.1-1.0 wt % of 1,3-phenylene-bis(2-oxazoline). Produced mix is extruded at residual pressure, preferably, 8.0-8.5 kPa and extrusion temperature distributed among the zones: I-III zones - 250-260°C, IV-X zones - 255-265°C, XI main zone - 200-210°C. Produced strand is cooled, pelletised and dried at 150±2°C to residual humidity of not over 0.02% and pellets are extruded at: I zones - 245-255°C, II, III zones 265-275°C, IV zone - 255-265°C, V main zone - 240-250°C with subsequent tape forming by calendaring at three-roll calendar cooled by running water circulated inside the rolls.
EFFECT: better mechanical properties.
3 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к производству полимерной ленты из вторичного полиэтилентерефталата (ВПЭТФ), пригодной для использования в качестве бордюрной ленты как основы при производстве бесшовной объемной георешетки и т.п.The invention relates to the production of a polymer tape from secondary polyethylene terephthalate (VPETF), suitable for use as a border tape as a basis for the production of a seamless volumetric geogrid, etc.

Известно, что в процессе экструзии отходов ПЭТФ происходит деструкция последнего. Уменьшение молекулярной массы полимера обусловлено наличием в отходах влаги, вызывающей гидролиз полимера в процессе экструзии, которую не удается полностью удалить сушкой, и повышенным по сравнению с первичным материалом содержанием концевых групп (преимущественно карбоксильных и гидроксильных) во вторичном сырье.It is known that during the extrusion of PET waste, the latter is destroyed. The decrease in the molecular weight of the polymer is due to the presence of moisture in the waste, which causes hydrolysis of the polymer during extrusion, which cannot be completely removed by drying, and an increase in the content of end groups (mainly carboxyl and hydroxyl) in the secondary raw material compared to the primary material.

Известны способы получения гранулированного ПЭТФ из вторичного сырья, направленные на повышение термостабильности вторичного ПЭТФ, улучшающей устойчивость вторичного материала к деполимеризации в процессе воздействия на материал повышенных температур, развиваемых при экструзии ПЭТФ при его переработке, за счет повышения его молекулярной массы. Они предусматривают экструзию смеси отходов ПЭТФ при температуре 260-320°С в присутствии функциональных добавок:Known methods for producing granular PET from recycled materials, aimed at increasing the thermal stability of secondary PET, improving the resistance of the secondary material to depolymerization during exposure to the material at elevated temperatures developed during the extrusion of PET during its processing, by increasing its molecular weight. They provide for the extrusion of a mixture of PET waste at a temperature of 260-320 ° C in the presence of functional additives:

- ангидридов органических дикарбоновых кислот, например малеиновой, фталевой, метилтетрагидрофталевой, янтарной и др. (авт. свид. СССР 567309, C08J 11/06, опубл. 1993);- anhydrides of organic dicarboxylic acids, for example maleic, phthalic, methyltetrahydrophthalic, succinic, etc. (ed. certificate of the USSR 567309, C08J 11/06, publ. 1993);

- фениловых эфиров (ди- и трифениловых) неорганических кислот, например дифенилового эфира угольной кислоты, трифенилового эфира ортофосфорной кислоты, и эфиров многоосновных неорганических кислот и замещенных фенола- трикрезилфосфита, триэтилфенилфосфита, три-орто-хлорфенилфосфита, три-п-нирофенилфосфата, три-н-октилфенилфосфата (авт. свид. СССР 567309, C08J 11/06, опубл. 1993);- phenyl ethers of (di- and triphenyl) inorganic acids, for example diphenyl carbonate, triphenyl ether orthophosphoric acid, and esters of polybasic inorganic acids and substituted phenol-tricresylphosphite, triethylphenylphosphite, tri-ortho-chlorophenylphosphite, tri-p-triphenyl n-octyl phenyl phosphate (ed. certificate of the USSR 567309, C08J 11/06, publ. 1993);

- дифениловых эфиров дикарбоновых кислот, в частности 4,4-дифенилоксиддикарбоновой кислоты и адипиновой кислоты (авт. свид. СССР 603650, C08J 11/04, опубл. 1978).- diphenyl esters of dicarboxylic acids, in particular 4,4-diphenyl oxide dicarboxylic acid and adipic acid (ed. certificate of the USSR 603650, C08J 11/04, publ. 1978).

Полученный в соответствии с рассмотренными техническими решениями из ПЭТФ-отходов волокон и пленок гранулированный вторичный ПЭТФ может быть использован как в качестве добавки к исходному сырью при производстве волокон и пленок, так и в качестве самостоятельного материала. В названых авт. свид. в каждом конкретном случае используются отходы одного конкретного производства и технология получения гранул предусматривает обязательную сушку.The granular secondary PET obtained in accordance with the considered technical solutions from PET-waste fibers and films can be used both as an additive to the feedstock in the production of fibers and films, and as an independent material. In the named auth. testimonial. in each case, waste from one specific production is used and the technology for producing granules provides for mandatory drying.

Процесс твердофазной полимеризации (ТФП) отходов ПЭТФ применительно к изготовлению на основе полученного вторичного ПЭТФ полимерных лент активно разрабатывался фирмой США Illinois Tool Works Inc. с 1997 г. по 2000 г. и защищен блоком патентов, в том числе в России:The process of solid-phase polymerization (TFP) of PET waste in relation to the manufacture of secondary PET based polymer tapes was actively developed by the United States Illinois Tool Works Inc. from 1997 to 2000 and is protected by a block of patents, including in Russia:

Первый из них - патент US 5886058, заявленный 03.02.1997, №794538, как и последующие три патента этого блока, касается прямой ТФП гетерогенной смеси, полученной совместным измельчением смеси, собранной из отходов первичного или вторичного ПЭТФ, включающих множество неоднородных компонентов типа хлопьев и комков и имеющих широкий диапазон характеристической вязкости [η], главным образом, от 0,60 до 0,80 дл/г при отличии в этих значениях, по крайней мере, 0,2. В результате ТФП получен гетерогенный материал, имеющий среднее значение [η], по крайней мере, 0,85. В дальнейшем его подвергают прокатке под давлением и последующему экструдированию в материал с [η], по крайней мере, 0,90 дл/г, но в диапазоне от 0,90 до 1,5 дл/г.The first of these is US patent 5886058, filed February 3, 1997, No. 794538, as well as the subsequent three patents of this block, pertain to direct DFT of a heterogeneous mixture obtained by co-grinding a mixture collected from primary or secondary PET waste, including many heterogeneous components such as flakes and lumps and having a wide range of characteristic viscosity [η], mainly from 0.60 to 0.80 dl / g with a difference in these values of at least 0.2. As a result of DFT, a heterogeneous material was obtained having an average value [η] of at least 0.85. Subsequently, it is subjected to pressure rolling and subsequent extrusion into a material with [η] of at least 0.90 dl / g, but in the range from 0.90 to 1.5 dl / g.

В следующих патентах фирмы US 6284808 и US 6288131, заявленных одновременно 13.10.1998 г., авторы совершенствуют предыдущую разработку для повышения эффективности и снижения времени производственного процесса за счет:In the following patents of the company US 6284808 and US 6288131, filed simultaneously October 13, 1998, the authors improve the previous development to increase efficiency and reduce the time of the production process due to:

- удаления из неоднородной смеси отходов ПЭТФ, включающей существенно кристаллические сегменты хлопья и существенно некристаллические сегменты (комки) последних, способных в ходе процесса к быстрой кристаллизации с генерированием существенного количества тепла кристаллизации, что повышает температуру процесса и ухудшает текучесть смеси;- removal of PET waste from an inhomogeneous mixture, including substantially crystalline segments of flakes and substantially non-crystalline segments (lumps) of the latter, capable of rapid crystallization during the process with the generation of a significant amount of crystallization heat, which increases the temperature of the process and impairs the fluidity of the mixture;

- уточнения отличий значений характеристической вязкости собранного начального материала: они должны быть не менее 0,05 дл/г, лучше 0,10 дл/г и могут находиться в интервале значений 0,10-0,30 дл/г.- clarification of differences in the values of the intrinsic viscosity of the collected starting material: they should be at least 0.05 dl / g, better than 0.10 dl / g and can be in the range of 0.10-0.30 dl / g.

Патент US 6376563, заявленный 26.12.2000, фактически подводит итоги предыдущим публикациям, исключая некоторые ранее внесенные уточнения (укрупняя притязания) и акцентируя внимание на производстве полимерных лент. В конечном счете защищаются:Patent US 6376563, filed December 26, 2000, actually sums up the results of previous publications, excluding some previously made clarifications (enlarged claims) and focusing on the production of polymer tapes. Ultimately protected:

- процесс формирования смешанного ПЭТФ материала, подходящего для последующей переработки, включающий сбор ПЭТФ-материалов с широким диапазоном значений [η] (0,60-0,80 дл/г), совместное измельчение в гетерогенную смесь с удалением существенно некристаллических сегментов, за счет чего предотвращается генерирование тепла кристаллизации в процессе дальнейшего повышения значения [η];- the process of forming a mixed PET material suitable for further processing, including collecting PET materials with a wide range of [η] values (0.60-0.80 dl / g), co-grinding into a heterogeneous mixture with the removal of substantially non-crystalline segments, due to which prevents the generation of heat of crystallization in the process of further increasing the value [η];

- процесс производства ПЭТФ-материала, включающего вышеназванные этапы и дополнительно этап, на котором полученный гетерогенный смешанный ПЭТФ-материал, включающий только существенно кристаллические сегменты, подвергается процессу ТФП с получением гетерогенного материала, имеющего повышенное среднее значение [η], по крайней мере, 0,90 дл/г, в интервале от 0,90 до 1,5 дл/г;- a process for the production of PET material comprising the above steps and, optionally, the stage where the resulting heterogeneous mixed PET material including only substantially crystalline segments is subjected to a DFT process to produce a heterogeneous material having an increased average value [η] of at least 0 90 dl / g, in the range of 0.90 to 1.5 dl / g;

- процесс формирования ПЭТФ-материала, пригодный для производства полимерных лент с высокими характеристиками, включающий дополнительно процесс экструзии для получения ленты.- the process of forming a PET material suitable for the production of polymer tapes with high characteristics, including the extrusion process to obtain the tape.

В описании к патенту описано подходящее промышленное оборудование («destoner», например, Forsberg G-4 Sorter или Forsberg P-6R Vacuum Destoner) для удаления существенно некристаллических сегментов, чтобы перевести оставшуюся смесь в полностью кристаллический материал или сегменты. Такая смесь, исключая нежелательную теплоту кристаллизации, способна увеличить [η] за относительно короткое время, предотвратить тенденцию материала к слипанию, агломерации и засорению аппаратуры.The patent specification describes suitable industrial equipment (“destoner”, for example, Forsberg G-4 Sorter or Forsberg P-6R Vacuum Destoner) for removing substantially non-crystalline segments to convert the remaining mixture into fully crystalline material or segments. Such a mixture, excluding undesirable heat of crystallization, can increase [η] in a relatively short time, prevent the tendency of the material to stick together, agglomerate and clog the equipment.

В разделе описания «Детальное описание предпочтительного осуществления» отмечается, что после того, как хлопья пропускают через загрузочный бункер и бункерные структуры первого и второго этапов процесса ТФП, продукт удаляется из бункера второго этапа ТФП и непосредственно направляется в горячем состоянии к питающему загрузочному бункеру экструдера, из которого должна быть произведена лента с высокими характеристиками. Подача горячего продукта прямо со второго этапа ТФП в производящий ленту экструдер экономически выгодна, т.к. консервирует значительное количество тепла полимерного материала и соответственно снижает потребность в энергии на массу экструдируемого полимера.In the description section “Detailed Description of the Preferred Embodiment”, it is noted that after the flakes are passed through the feed hopper and hopper structures of the first and second stages of the DFT process, the product is removed from the hopper of the second step of the DFT and directly goes hot to the feed hopper of the extruder, from which the tape with high characteristics should be made. The supply of the hot product directly from the second stage of the DFT to the tape-producing extruder is economically viable, because conserves a significant amount of heat of the polymer material and, accordingly, reduces the energy requirement per mass of extrudable polymer.

Все рассмотренные патенты фирмы Illinois Tool Works Inc. базируются на использовании материала, собранного из одного или более источников, включающих бывший и не бывший в употреблении ПЭТФ, который может содержать различные примеси, главным образом ПВХ, поэтому все они предусматривают приемы, направленные на удаление этих примесей и побочных продуктов, например HCl, образующегося в ходе процесса при деструкции ПВХ, в т.ч. отделение примесей во флотационном аппарате, цикл обработки неоднородной смеси азотом в отсутствие кислорода, совмещенный с этапом ТФП. При описании известного уровня техники авторами эти особенности не рассматривались, т.к. в качестве исходных отходов авторами использован вторичный бутылочный ПЭТФ, поставляемый ООО «Чистый город» и ООО «Эксперт», не содержащий примеси ПВХ.All Patents Pending by Illinois Tool Works Inc. based on the use of material collected from one or more sources, including former and unused PET, which may contain various impurities, mainly PVC, so they all include techniques aimed at removing these impurities and by-products, for example, HCl formed during the process of destruction of PVC, incl. separation of impurities in the flotation apparatus, the treatment cycle of the inhomogeneous mixture with nitrogen in the absence of oxygen, combined with the phase of thermal transfer. When describing the prior art, the authors did not consider these features, because as initial waste, the authors used secondary PET bottle supplied by Clean City LLC and Expert LLC, which does not contain PVC impurities.

Формально каждый из этих патентов может быть принят за прототип, т.к. по технической сущности они одинаково близки к предлагаемому решению. Общими являются признаки, относящиеся к назначению объектов, использованию в качестве исходной неоднородной смеси отходов ПЭТФ с широким интервалом начальной [η] и изготовлению ленты методом экструзии.Formally, each of these patents can be taken as a prototype, because in technical essence, they are equally close to the proposed solution. The common features are those related to the purpose of the objects, the use of PET waste with a wide initial [η] interval and the manufacture of the tape by extrusion as the initial heterogeneous mixture.

Тем не менее за прототип выбрано решение по патенту US 5886058, т.к. именно эта разработка запатентована в России - патент RU 2151154, C08J 11/04, 5/08; C08G 63/183, C08L 67/02, заявл. 02.02.1998, приоритет US 03.02.1997, опубл. 20.06.2000. В нем в качестве главного объекта (в числе прочих объектов) заявлен способ получения полимерной ленты из вторичного ПЭТФ, состоящий в сборе отходов ПЭТФ, включающих неоднородную смесь отходов ПЭТФ, содержащую незначительные количества других примесей (главным образом, ПВХ) в виде хлопьев (крошки) и комков с начальной характеристической вязкостью (в пределах широкого интервала молекулярно-массового распределения) в интервале от 0,60 дл/г до 0,80 дл/г, совместном измельчении смеси, формовании ее в неоднородную смесь, сушке при температуре 270-352°F (132,22-177,78°C), разгрузке через сжимающие ролики и удалении побуревших частиц ПВХ с получением продукта, который подвергают двухстадийной полимеризации с последующей экструзией и формированием ленты.Nevertheless, the solution for the patent US 5886058, because it is this development that has been patented in Russia - patent RU 2151154, C08J 11/04, 5/08; C08G 63/183, C08L 67/02, claimed 02.02.1998, priority US 03.02.1997, publ. 06/20/2000. In it, as the main object (among other objects), a method for producing a polymer tape from recycled PET is claimed, which consists in collecting PET waste, including a heterogeneous mixture of PET waste containing minor amounts of other impurities (mainly PVC) in the form of flakes (crumbs) and lumps with an initial characteristic viscosity (within a wide range of molecular weight distribution) in the range from 0.60 dl / g to 0.80 dl / g, co-grinding the mixture, molding it into a heterogeneous mixture, drying at a temperature of 270-352 ° F (132.22-177.78 ° C), unloading through compression rollers and removing browned PVC particles to obtain a product that is subjected to two-stage polymerization, followed by extrusion and the formation of the tape.

Способ обеспечивает получение ленты с высокими прочностью при растяжении и свариваемостью, достигаемыми, как указывают авторы, «не вследствие узкого интервала характеристической вязкости изготавливаемого изделия, а за счет средней конечной характеристической вязкости на уровне по меньшей мере 0,80 дл/г» (п.10 формулы), 0,90 дл/г (п.12 формулы) и от 0,90 до 1,5 дл/г (п.11 формулы). При этом в качестве исходной смеси для изготовления ленты фактически используется продукт, полученный в результате второй стадии ТФП, т.е. имеющий среднее значение характеристической вязкости 0,95 дл/г, но в диапазоне 0,7-1,5 дл/г.The method provides a tape with high tensile strength and weldability, achieved, as the authors indicate, "not due to the narrow range of characteristic viscosity of the manufactured product, but due to the average final characteristic viscosity of at least 0.80 dl / g" (p. 10 formulas), 0.90 dl / g (p. 12 of the formula) and from 0.90 to 1.5 dl / g (p. 11 of the formula). At the same time, the product obtained as a result of the second stage of DFT, i.e. having an average intrinsic viscosity of 0.95 dl / g, but in the range of 0.7-1.5 dl / g.

Конкретные значения эксплуатационных характеристик в патенте не приводятся, однако необходимость выполнения ТФП, являющейся основой процесса, проводимой в две стадии (I стадия - нагрев крошки в отсутствие кислорода в присутствии азота до достижения температуры ~420-470°F или 215,56-221,11°С; удаление нагретой смеси из бункера и направление ее в другой бункер; II стадия - температура ~380-425°F или 193,38-218,33°С - цикл обработки крошки азотом в отсутствие кислорода в течение примерно 4 часов), делает процесс получения ленты длительным, сложным и энергоемким.The specific values of the operational characteristics are not given in the patent, however, the need to perform DFT, which is the basis of the process, carried out in two stages (Stage I - heating the chips in the absence of oxygen in the presence of nitrogen until the temperature reaches ~ 420-470 ° F or 215.56-221, 11 ° C; removing the heated mixture from the hopper and directing it to another hopper; stage II - temperature ~ 380-425 ° F or 193.38-218.33 ° C - the treatment cycle of the crumb with nitrogen in the absence of oxygen for about 4 hours) , makes the process of obtaining the tape long, complex and energy intensive.

Следует отметить, что описание изобретения не содержит конкретных примеров по технологии процесса, и только на одном графике (фиг.3) представлены не полученные, а «ожидаемые результаты».It should be noted that the description of the invention does not contain specific examples of the process technology, and only one graph (figure 3) presents not the results obtained but the “expected results”.

К числу основных эксплуатационных характеристик ленты, используемой при изготовлении лент-заготовок для производства объемных бесшовных георешеток, применяемых для обустройства несминаемых газонов и экологических автостоянок, относятся прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве.Among the main operational characteristics of the tape used in the manufacture of blanks for the production of volumetric seamless geogrids used to equip crush-resistant lawns and ecological parking lots are tensile strength and elongation at break.

Техническая задача изобретения состоит в разработке процесса получения ленты на основе вторичного ПЭТФ с повышенными прочностью на растяжение и относительным удлинением, пригодной, в частности, для изготовления таких изделий, как бордюрная лента и бесшовная георешетка, не требующих особо высоких эксплуатационных характеристик.The technical problem of the invention is to develop a process for producing a tape based on secondary PET with increased tensile strength and elongation, suitable, in particular, for the manufacture of products such as border tape and seamless geogrid, which do not require particularly high operational characteristics.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения полимерной ленты из вторичного полиэтилентерефталата, содержащего неоднородную смесь отходов полиэтилентерефталата с начальной характеристической вязкостью в интервале 0,60-0,80 дл/г, экструдированием расплава и формированием ленты в качестве исходных отходов применяют отходы аморфнокристаллического полиэтилентерефталата, которые смешивают с 0,1-1,0 мас.% 1,3-фенилен-бис(2-оксазолина) (ФБО), смесь экструдируют в стренгу при вакууме, полученную стренгу охлаждают, гранулируют, сушат при температуре 150±2°С до остаточной влажности не более 0,02% и экструдируют гранулы с последующим формированием ленты методом каландрования.This object is achieved by the fact that in the method of producing a polymer tape from secondary polyethylene terephthalate containing a heterogeneous mixture of polyethylene terephthalate waste with an initial characteristic viscosity in the range of 0.60-0.80 dl / g, melt extrusion and tape formation, amorphous crystalline polyethylene terephthalate waste is used as the initial waste. which are mixed with 0.1-1.0 wt.% 1,3-phenylene bis (2-oxazoline) (TSF), the mixture is extruded into a strand under vacuum, the resulting strand is cooled, granulated, dried When a temperature of 150 ± 2 ° C and residual humidity not more than 0.02%, and extruded pellets, followed by formation of tape calendering.

При этом экструдирование смеси аморфно-кристаллических отходов полиэтилентерефталата с 1,3-фенилен-бис(2-оксазолином) проводят при остаточном давлении 8,0-8,5 кПа и при температуре по зонам: I-III зона 250-260°С, IV-X зона 255-265°С, XI головная зона 200-210°С, а температурный режим экструзии гранул по зонам составляет: I зона 245-255°С, II, III зона 265-275°С, IV зона 255-265°С, V головная зона 240-250°С.In this case, the extrusion of a mixture of amorphous-crystalline wastes of polyethylene terephthalate with 1,3-phenylene bis (2-oxazoline) is carried out at a residual pressure of 8.0-8.5 kPa and at a temperature in the zones: I-III zone 250-260 ° С, IV-X zone is 255-265 ° С, XI head zone is 200-210 ° С, and the temperature regime of granule extrusion into zones is: I zone 245-255 ° С, II, III zone 265-275 ° С, IV zone 255- 265 ° C, V head zone 240-250 ° C.

Каландрование предпочтительно осуществлять на трехвалковом каландре, охлаждаемом циркулирующей внутри валков проточной водой.Calendering is preferably carried out on a three-roll calender cooled by running water circulating inside the rolls.

В качестве исходного материала для изготовления ленты использован вторичный бутылочный ПЭТФ, характеризующийся следующими показателями: характеристическая вязкость 0,6-0,8 дл/г, температура плавления - 247°С, массовая доля воды 0,46%, насыпной вес - 300 кг/м3, содержание СООН-групп - 4,7 мг КОН/г, примеси ПВХ и полиолефинов отсутствуют.Secondary PET bottle is used as the starting material for the production of the tape, characterized by the following indicators: characteristic viscosity 0.6-0.8 dl / g, melting point - 247 ° C, mass fraction of water 0.46%, bulk density - 300 kg / m 3 , the content of COOH groups - 4.7 mg KOH / g, impurities of PVC and polyolefins are absent.

Испытания материалов проводились в соответствии с представленной ниже документацией:Material testing was carried out in accordance with the documentation below:

ГОСТ 21553-76. «Пластмассы. Методы определения температуры плавления»;GOST 21553-76. “Plastics. Methods for determining the melting temperature ";

ISO 1628-5 «Пластмассы. Определение числа вязкости и предельного числа вязкости. Часть 5. Гомополимеры и сополимеры насыщенных полиэфиров»;ISO 1628-5 “Plastics. Determination of viscosity number and limit viscosity number. Part 5. Homopolymers and copolymers of saturated polyesters ";

ГОСТ 18249-72 «Пластмассы. Метод определения вязкости разбавленных растворов полимеров»;GOST 18249-72 "Plastics. Method for determining the viscosity of dilute polymer solutions ";

ГОСТ 11262-80. «Пластмассы. Метод испытания на растяжение».GOST 11262-80. “Plastics. Tensile Test Method. "

Данное изобретение иллюстрируется примерами 1-3.The invention is illustrated by examples 1-3.

Пример 1.Example 1

На первой стадии экструдирования вторичный бутылочный полиэтилентерефталат с характеристиками, приведенными выше, без предварительной сушки смешивают с 0,5 мас.% 1,3-фенилен-бис(2-оксазолина), загружают в бункер экструдера (Labtech Scientific типа LTE-20-40 фирмы Labtech Engineering Company LTD), который оснащен системой вакуумной дегазации. Двухшнековым дозатором смесь подают в экструдер с диаметром шнеков 20 мм, соотношением длины L и диаметра D шнеков 40.In the first stage of extrusion, a secondary polyethylene terephthalate bottle with the characteristics described above is mixed without preliminary drying with 0.5 wt.% 1,3-phenylene bis (2-oxazoline), loaded into an extruder hopper (Labtech Scientific type LTE-20-40 Labtech Engineering Company LTD), which is equipped with a vacuum degassing system. The twin-screw batcher mix is fed into the extruder with a screw diameter of 20 mm, a ratio of the length L and the diameter D of the screws 40.

Технологический режим экструзии.Technological mode of extrusion.

Температурный режим экструзии по зонам: I-III зона 250-260°С, IV-X зона 255-265°С, XI головная зона 200-210°С.The temperature regime of extrusion in the zones: I-III zone 250-260 ° C, IV-X zone 255-265 ° C, XI head zone 200-210 ° C.

Частота вращения шнеков 200 об/мин.Screw speed 200 rpm.

Частота вращения шнека дозатора 40 об/мин.Dispenser screw rotation speed 40 rpm.

Остаточное давление 8,0-8,5 кПа.The residual pressure is 8.0-8.5 kPa.

Выходящую из головки экструдера стренгу охлаждают в ванне с холодной водой (температура воды 10-50°С, лучше 15-40°С) и подают в гранулятор. Полученные гранулы сушат в вакуумном шкафу при температуре 150±2°С до остаточной влажности не более 0,02% и направляют на вторую стадию экструдирования в бункер экструдера, а из него дозатором в одношнековый экструдер с диаметром шнеков 33 мм, соотношением L/D 30, оснащенный плоскощелевой головкой, через которую расплав полимера продавливают на трехвалковый каландр. Температура циркулирующей внутри валков воды 15-20°С. Полученную ленту со скоростью 2 м/мин наматывают на барабан.The strand emerging from the extruder head is cooled in a bath of cold water (water temperature 10-50 ° C, preferably 15-40 ° C) and fed to the granulator. The obtained granules are dried in a vacuum oven at a temperature of 150 ± 2 ° C to a residual moisture content of not more than 0.02% and sent to the second stage of extrusion into the extruder hopper, and from it into a single-screw extruder with a screw diameter of 33 mm, ratio L / D 30 equipped with a flat-slit head through which the polymer melt is pressed onto a three-roll calender. The temperature of the water circulating inside the rolls is 15-20 ° C. The resulting tape at a speed of 2 m / min is wound on a drum.

Технологический режим экструзии ленты.Technological mode of extrusion of the tape.

Температурный режим экструзии: I зона 245-255°С, II, III зона 265-275°С, IV зона 255-265°С, V головная зона 240-250°С.The temperature regime of extrusion: I zone 245-255 ° С, II, III zone 265-275 ° С, IV zone 255-265 ° С, V head zone 240-250 ° С.

Частота вращения шнеков 100 об/мин;Screw rotation speed 100 rpm;

Частота вращения валков 42 м/мин.The frequency of rotation of the rolls is 42 m / min.

Ленты по примерам 2, 3 получены по технологии, аналогичной примеру 1, но с использованием граничных количеств ФБО (верхний предел - 1,0% и нижний предел - 0,1%).The tapes of examples 2, 3 were obtained using a technology similar to example 1, but using boundary quantities of TSF (the upper limit is 1.0% and the lower limit is 0.1%).

Характеристики полученных лент представлены в таблице, в которой для сравнения приведены характеристики ленты, полученной из первичного полиэтилентерефталата без добавки ФБО.The characteristics of the obtained tapes are presented in the table, which for comparison shows the characteristics of the tape obtained from primary polyethylene terephthalate without the addition of TSF.

ТаблицаTable Характеристики ленты (толщина 1,5 мм)Characteristics of the tape (thickness 1.5 mm) Содержание ФБО, мас. %TSF content, wt. % ПЭТФ (контроль)PET (control) 1one 22 33 0,50.5 0,10.1 1,01,0 00 ХарактеристическаяCharacteristic вязкость, дл/гviscosity, dl / g 0,850.85 0,730.73 0,850.85 0,770.77 ТемператураTemperature плавления, °Сmelting ° C 246246 246246 246246 245245 Остаточная кристалличность, %Residual crystallinity,% 15fifteen 20twenty 15fifteen 2626 Предел текучестиYield strength при растяжении, МПаtensile, MPa 5353 4545 5454 4242 ОтносительноеRelative удлинение при растяжении, %elongation in tension,% 377377 350350 380380 348348

Из представленных в таблице сведений следует, что для ленты из ВПЭТФ толщиной 1,5 мм величина остаточной кристалличности составляет 15% против 26% для ленты той же толщины из первичного ПЭТФ; при этом предел прочности при растяжении возрастает на 26%;(53 МПа против 42 МПа), относительное удлинение при растяжении - на 8% (377% против 348%).From the information presented in the table it follows that for a 1.5 mm thick VPETF tape, the residual crystallinity is 15% versus 26% for a tape of the same thickness from primary PET; in this case, the tensile strength increases by 26%; (53 MPa versus 42 MPa), the relative elongation in tension - by 8% (377% against 348%).

Наличие кристалличности увеличивает риск разрушения пленки [Производство упаковки из ПЭТ. Давид Брукс, Джефер Джайлз, СПб., Профессия, 2006 г., с.199], в связи с чем снижение остаточной кристалличности приобретает особое значение. В соответствии с изобретением для пленки, сформованной методом каландрования, остаточная кристалличность снижается с 26% до 15%, т.е. имеет место улучшение показателя на 58%.The presence of crystallinity increases the risk of destruction of the film [Production of packaging from PET. David Brooks, Jefer Giles, St. Petersburg, Profession, 2006, p.199], in connection with which the decrease in residual crystallinity is of particular importance. According to the invention, for a calendered film, the residual crystallinity is reduced from 26% to 15%, i.e. there is an improvement of 58%.

ПЭТФ является высокогигроскопичным по природе и очень быстро поглощает влагу до уровня насыщения; сырье перед переработкой обычно сушат очень тщательно. Повышенная кристалличность должна привести к уменьшению количества присутствующей воды, причем имеет место пропорциональное соотношение между поглощением воды и объемом аморфной фракции [Производство упаковки из ПЭТ. Давид Брукс, Джефер Джайлз, СПб., Профессия, 2006 г., с.93-94]. Так как в качестве исходного ВПЭТФ используется аморфно-кристаллический полимер, в котором содержание воды будет повышенным, возможность осуществления процесса экструдирования на первой стадии без предварительной сушки представляется неочевидным эффектом.PET is highly hygroscopic in nature and absorbs moisture very quickly to a saturation level; raw materials are usually dried very thoroughly before processing. Increased crystallinity should lead to a decrease in the amount of water present, and there is a proportional relationship between the absorption of water and the volume of the amorphous fraction [Production of packaging from PET. David Brooks, Jefer Giles, St. Petersburg, Profession, 2006, pp. 93-94]. Since an amorphous-crystalline polymer is used as the initial VPETF, in which the water content will be increased, the possibility of the extrusion process at the first stage without preliminary drying seems to be an unobvious effect.

Значение характеристической вязкости для полученной ленты составляет 0,85 дл/г, т.е. превосходит данный показатель для ленты из первичного ПЭТФ на 25%, что также подтверждает неочевидность разработки.The intrinsic viscosity value for the resulting tape is 0.85 dl / g, i.e. exceeds this indicator for the tape from primary PET by 25%, which also confirms the non-obviousness of the development.

Относительно применения ФБО в сочетании с ПЭТФ известно, что ФБО используют:Regarding the use of TSF in combination with PET, it is known that TSF is used:

- для удлинения цепи полиэфиров, в частности ПЭТФ (Journal of Applied Polymer Science, 32, 1986, 5193-5202; Polym. Prepr., 1998, 29(1), 567-570);- for lengthening the chain of polyesters, in particular PET (Journal of Applied Polymer Science, 32, 1986, 5193-5202; Polym. Prepr., 1998, 29 (1), 567-570);

- в качестве термостабилизаторов, в т.ч. с одновременным улучшением механических характеристик (US 3959215, опубл. 1976; добавление к гранулам ПЭТФ перед прядением волокон);- as thermal stabilizers, incl. while improving mechanical properties (US 3959215, publ. 1976; adding to the granules of PET before spinning fibers);

- в качестве сшивающих агентов (JP 63248852 А, опубл. 1988);- as crosslinking agents (JP 63248852 A, publ. 1988);

- в качестве агентов, улучшающих перерабатываемость (JP 63118360, опубл. 1988; JP 62230844 А, опубл. 1987; JP 0258557 А, JP 0258558, JP 0258561, опубл. 1990);- as agents that improve processability (JP 63118360, publ. 1988; JP 62230844 A, publ. 1987; JP 0258557 A, JP 0258558, JP 0258561, publ. 1990);

- в качестве агентов, улучшающих совместимость термопластов, применяемых при получении формовочных композиций (US 5378765, опубл. 1995);- as agents that improve the compatibility of thermoplastics used in the preparation of molding compositions (US 5378765, publ. 1995);

- в непрерывном процессе для реактивного совмещения полимеров, включающем взаимодействие бисоксазолина с одним или более первым полимером в соотношении от 1:2 до 1:6 с образованием реакционноспособного при повышенной температуре полимера с последующим добавлением последнего ко второму полимеру (одному или более). При этом реакционноспособный полимер включает, по крайней мере, 5 вес.% химически не связанного бисоксазолина (US 7847031, опубл. 2010).- in a continuous process for reactive combination of polymers, including the interaction of bisoxazoline with one or more of the first polymer in a ratio of 1: 2 to 1: 6 with the formation of a polymer reactive at elevated temperatures, followed by the addition of the latter to the second polymer (one or more). Moreover, the reactive polymer includes at least 5 wt.% Chemically unbound bisoxazoline (US 7847031, publ. 2010).

Авторами не выявлены источники, в которых ФБО использовался бы при переработке бутылочных отходов ПЭТФ в качественный продукт, пригодный для производства из него полимерных лент, ни сведения относительно влияния ФБО на процесс кристаллизации отходов ВПЭТФ. Проведенные авторами исследования показали, что введение добавки ФБО в количестве 0,1-1,0 мас.% на 25% снижает остаточную кристалличность.The authors did not identify sources in which the TSF would be used in the processing of PET bottle waste into a high-quality product suitable for the production of polymer tapes from it, nor the information on the influence of the TSF on the crystallization process of VPETF waste. The studies conducted by the authors showed that the introduction of TSF additives in an amount of 0.1-1.0 wt.% By 25% reduces residual crystallinity.

Claims (3)

1. Способ получения полимерной ленты из вторичного полиэтилентерефталата, содержащего неоднородную смесь отходов полиэтилентерефталата с начальной характеристической вязкостью в интервале 0,60-0,80 дл/г, экструдированием расплава и формированием ленты, отличающийся тем, что в качестве исходных отходов применяют отходы аморфно-кристаллического полиэтилентерефталата, которые смешивают с 0,1-1,0 мас.% 1,3-фенилен-бис(2-оксазолина), смесь экструдируют в стренгу при вакууме, полученную стренгу охлаждают, гранулируют, сушат при температуре (150±2)°С до остаточной влажности не более 0,02% и экструдируют гранулы с последующим формированием ленты методом каландрования.1. A method of obtaining a polymer tape from a secondary polyethylene terephthalate containing a heterogeneous mixture of polyethylene terephthalate waste with an initial characteristic viscosity in the range of 0.60-0.80 dl / g, melt extrusion and tape formation, characterized in that amorphous waste is used as the initial waste. crystalline polyethylene terephthalate, which is mixed with 0.1-1.0 wt.% 1,3-phenylene bis (2-oxazoline), the mixture is extruded into a strand under vacuum, the resulting strand is cooled, granulated, dried at a temperature of (150 ± 2) ° C d residual moisture content of not more than 0.02%, and extruded pellets, followed by formation of tape calendering. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экструдирование смеси аморфно-кристаллических отходов полиэтилентерефталата с 1,3-фенилен-бис(2-оксазолина) проводят при остаточном давлении 8,0-8,5 кПа и температуре по зонам: I-III зона 250-260°С, IV-X зона 255-265°С, XI головная зона 200-210°С, а температурный режим экструдирования гранул по зонам составляет: I зона 245-255°С, II, III зона 265-275°С, IV зона 255-265°С, V головная зона 240-250°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the extrusion of a mixture of amorphous-crystalline wastes of polyethylene terephthalate with 1,3-phenylene bis (2-oxazoline) is carried out at a residual pressure of 8.0-8.5 kPa and temperature in zones: I -III zone 250-260 ° C, IV-X zone 255-265 ° C, XI head zone 200-210 ° C, and the temperature regime of extrusion of granules in the zones is: I zone 245-255 ° C, II, III zone 265 -275 ° С, IV zone 255-265 ° С, V head zone 240-250 ° С. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что каландрование осуществляют на трехвалковом каландре, охлаждаемом циркулирующей внутри валков проточной водой. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the calendering is carried out on a three-roll calender cooled by running water circulating inside the rolls.
RU2011153493/05A 2011-12-27 2011-12-27 Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate RU2481951C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153493/05A RU2481951C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153493/05A RU2481951C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481951C1 true RU2481951C1 (en) 2013-05-20

Family

ID=48789772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153493/05A RU2481951C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2481951C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703130C1 (en) * 2015-12-30 2019-10-15 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" Composition of concentrate, method of its production and method of increasing viscosity of polymers
RU2717664C2 (en) * 2015-12-30 2020-03-24 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" CONCENTRATE COMPOSITION AND METHOD FOR INCREASING POLYMER VISCOSITY

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959215A (en) * 1973-09-24 1976-05-25 Inventa Ag Fur Forschung Und Patentverwertung, Zurich Stabalization of linear polyesters
SU603650A1 (en) * 1975-07-29 1978-04-25 Предприятие П/Я Р-6768 Method of reprocessing polyethyleneterephthalate waste
JPH02119011A (en) * 1988-10-27 1990-05-07 Unitika Ltd Resin composition for extrusion sheet and electric insulation board
RU2151154C1 (en) * 1997-02-03 2000-06-20 Иллинойс Тул Воркс Инк. Method of producing polyethyleneterephthalate material, polyethyleneterephthalate material and plastic band based on polyethyleneterephthalate material
JP2001048965A (en) * 1999-08-11 2001-02-20 Teijin Ltd Polyester composition including bisoxazolin and production of polyester of high polymerization degree using the same
US20060293416A1 (en) * 2003-05-19 2006-12-28 Gary Peeters Polyester masterbatch composition

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3959215A (en) * 1973-09-24 1976-05-25 Inventa Ag Fur Forschung Und Patentverwertung, Zurich Stabalization of linear polyesters
SU603650A1 (en) * 1975-07-29 1978-04-25 Предприятие П/Я Р-6768 Method of reprocessing polyethyleneterephthalate waste
JPH02119011A (en) * 1988-10-27 1990-05-07 Unitika Ltd Resin composition for extrusion sheet and electric insulation board
RU2151154C1 (en) * 1997-02-03 2000-06-20 Иллинойс Тул Воркс Инк. Method of producing polyethyleneterephthalate material, polyethyleneterephthalate material and plastic band based on polyethyleneterephthalate material
JP2001048965A (en) * 1999-08-11 2001-02-20 Teijin Ltd Polyester composition including bisoxazolin and production of polyester of high polymerization degree using the same
US20060293416A1 (en) * 2003-05-19 2006-12-28 Gary Peeters Polyester masterbatch composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703130C1 (en) * 2015-12-30 2019-10-15 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" Composition of concentrate, method of its production and method of increasing viscosity of polymers
RU2717664C2 (en) * 2015-12-30 2020-03-24 Публичное акционерное общество "СИБУР Холдинг" CONCENTRATE COMPOSITION AND METHOD FOR INCREASING POLYMER VISCOSITY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5972406B2 (en) Hydrolysis resistant polyester film
TWI572646B (en) Hydrolysis resistant polyester films
Barletta et al. Recycling of PLA‐based bioplastics: the role of chain‐extenders in twin‐screw extrusion compounding and cast extrusion of sheets
CN102438832B (en) Polylactic acid resin composition and film
CN101945749A (en) Successively biaxially stretched polyglycolic acid film, process for producing the successively biaxially stretched polyglycolic acid film, and multilayered film
WO2006025520A1 (en) Polylactic acid resin composition, moldings, and process for production thereof
JP5716318B2 (en) Recycled polyester resin recycling method and molded product using recycled polyester resin
CN111621239B (en) Full-biodegradable adhesive tape and preparation method thereof
US11773215B2 (en) Polypropiolactone films, and methods of producing thereof
CN115058108B (en) Marine-degradable polyhydroxyalkanoate composition, molded body and preparation method thereof
US20070299212A1 (en) Polymer impact modifier blend concentrate
RU2481951C1 (en) Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate
JP5671990B2 (en) Production method of polyester resin
JP2003342393A (en) Polyester soft film for dicing tape
JP2022117416A (en) Polyester film and method for producing the same
JP2008231423A (en) Thermoplastic polyester mixture and manufacturing process for heat-shrinkable tube using the same
KR20130096857A (en) Method for manufacturing biodegradable polymer fibers
RU2481952C1 (en) Method of making polymer tape from secondary polyethylene terephtalate
KR20030008155A (en) PEN-PET-PEN Polymeric Film
JP2006265275A (en) Method for producing polyester composition
CA2244051C (en) Band-shaped article and production process therefor
JP2002105750A (en) Monofilament for mowing machine and method for producing the same
WO2007011045A1 (en) Purging agent
KR102300448B1 (en) Biodegradable resin composition using waste gypsum
KR20170067222A (en) Method for producing plastic goods containing coffee waste and plastic goods contating coffee waste