科罗拉多大学开发电解法回收PET塑料技术

科罗拉多大学博尔德分校的化学家开发了一种回收PET塑料的新方法,以汽水瓶和其他包装常用PET为原料。该团队的方法是利用电和某些特殊化学反应分解塑料,而且非常简单。2023年7月3日,研究人员在《Chem Catalysis》杂志上介绍了这种化学回收新方法。

回收PET改性PEI薄膜在油水分离中的应用

利用回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)瓶作为添加剂,并利用湿式相转化方法制备PET/聚醚酰亚胺(Polyetherimide,PEI)混合膜,应用于水中乳化油分离的研究。结果表明,随着PET比例由0增加至15%,混合膜的纯水通量和乳化油的去除通量越大,去除效率越低。在0.2 MPa操作压力下;5%PET/PEI薄膜的纯水通量、渗透通量、乳化油分离效率以及反洗后通量分别为883.33、586.67 L/m^(2) h、90.66%及365.26 L/m^(2) h,具有较佳的通量及乳化油分离效率。

回收PET的反应挤出增黏

在废弃PET瓶瓶片中添加不同质量分数的1,6-己二异氰酸酯(HDI)作为扩链剂,利用反应挤出技术在同向双螺杆挤出机中反应,分析测试反应产物的羧基质量摩尔浓度、羟基质量摩尔浓度、热学性能、特性黏度及力学性能。实验结果表明:HDI是一种有效的扩链剂,反应后PET特性黏度由0.66dL/g提高至0.92dL/g,摩尔质量亦显著提高,羧基质量摩尔浓度及羟基质量摩尔浓度下降近一半,同时断裂伸长率得到极大提高。

PP／回收PET共混物的动态流变行为

为了研究回收PET对PP流变行为的影响,用双螺杆挤出机制备了PP/回收PET和增容PP/回收PET共混物,研究了回收PET用量、不同相容剂对PP/回收PET共混物的动态流变行为的影响。结果表明,PP/回收PET共混物的复数黏度随回收PET含量增加而降低,具有明显的剪切变稀特性。PP-g-MA提高回收PET复数黏度,但PP-g-GMA降低共混物的复数黏度,表明回收PET与PP-g-MA的化学作用较PP-g-GMA强。PP-g-MA提高PP/回收PET共混物的动态弹性模量,但PP-g-GMA使共混物的动态弹性模量和动态黏性模量降低。PP-g-MA加入使PP/回收PET共混物tanδ降低,但PP-g-MA用量过高,tanδ反而提高;PP-g-GMA使共混物的tanδ提高,归结于相容剂的增容和增塑作用。

扩链剂对反应挤出回收PET瓶分子量的影响

分别使用双口恶唑啉(BOZ)、均苯四酐(PMDA)及两者的混合物作为回收PET瓶的扩链剂,研究扩链剂的种类、扩链剂用量和反应挤出机加工工艺条件对PET产品相对分子质量(η)的影响。实验结果表明:在扩链剂用量均为0.2%(质量分数)时,BOZ可使产品的η提高4600 g/mol;BOZ和PMDA联用有一定的扩链效果,但不够理想;而使用PMDA可使产品的η提高9300 g/mol,达到33300 g/mol,扩链效果显著。使用PMDA为扩链剂时,反应挤出机的最佳工艺条件为:反应段温度260℃、螺杆转速45 r/min、真空度0.1 MPa。

2,2-双(2-噁唑啉)改性回收PET的研究

以扩链剂 2 ,2 -双 ( 2 -唑啉 )对回收PET进行扩链增粘 ,从特性粘度和羧值的变化考察了其扩链效果 ,并用DSC法研究了不同添加量唑啉对PET热性能的影响。结果表明 :双唑啉对PET有一定的扩链效果 ,且影响PET的冷结晶行为。

增容PP/回收PET共混物的非等温结晶和熔融行为研究

双螺杆挤出机制备了相容剂PP-g-MA或PP-g-GMA增容PP/回收PET(r-PET)(质量比为80/20)共混物,DSC研究了相容剂含量、熔融温度与时间以及降温速率对共混物非等温结晶与熔融行为的影响。加入PP-g-MA或PP-g-GMA对PP结晶温度影响不明显或使其有所降低,与相容剂种类及其用量有关。PP-g-MA增容共混物中r-PET熔点比PP-g-GMA增容的低,表明相容剂PP-g-MA与共混物中r-PET的作用比PP-g-GMA的明显。熔融温度提高,共混物中PP结晶和熔点降低,r-PET熔融峰形和熔点取决于熔融温度。

固相挤出制备回收PET基复合材料的研究

采用一种新的固相双螺杆挤出法制备回收PET基复合材料与传统的熔融挤出法进行对比,所用的无机填料为片状的滑石粉及球状的碳酸钙。通过考察熔体流动速率的变化评价回收PET的降解程度,DSC考察结晶性能,SEM观察填料分散情况,并测定弯曲、冲击性能及热变形温度。研究发现,相对于熔融挤出,固相挤出制备rPET复合材料有效缓解rPET降解程度,无机填料分散更细微,结晶度提高,力学性能改善。并且发现用C aCO3填充rPET时,材料性能的改善则不如T alc显著。

增容对回收PET/PP共混物的结晶与熔融行为的影响

制备了不同相容剂增容回收PET/PP共混物,用DSC方法研究了相容剂对r-PET结晶与熔融行为的影响,r-PET对PP结晶与熔融行为的影响和相容剂对r-PET/PP共混物结晶与熔融行为的影响,观察到PP结晶温度随着r-PET含量增加而提高,r-PET结晶温度随着PP含量增加而降低,相容剂加入明显降低共混物中r-PET结晶温度,但不同相容剂对共混物中r-PET结晶与熔融行为影响不大,共混物中PP结晶性能与相容剂的大分子链有关。

回收PET的扩链增粘改性研究

采用均苯四甲酸二酐(PMDA)对回收PET(rPET)进行扩链增粘,从特性粘度和端羧基含量的变化考察了PMDA的扩链效果,并借助DSC研究了扩链剂对rPET结晶行为的影响。结果表明:PMDA扩链剂对rPET具有良好的扩链增粘作用,当PMDA用量为1.25%时,rPET的特性粘度达到0.813dL/g,满足作为工程塑料使用的粘度要求;rPET的结晶行为与其特性粘度有关,随着特性粘度升高,结晶度降低,结晶更加困难。

回收PET制备聚酰胺-酯二元醇的研究

以回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为主要原料,通过胺醇解-酯化工艺制得用于制备聚氨酯材料的新型PET基聚酰胺-酯二元醇,探讨了原料的加入量对生成的聚酰胺-酯二元醇酸值、羟值以及黏度的影响,优化的乙醇胺、回收的PET、醋酸锌和苯酐的用量分别为12.5、27.5、0.30 g和17.5 g,以优化的原料制备的聚酰胺-酯二元醇酸值为3.76 mg(KOH)/g,羟值为386.8 mg(KOH)/g,黏度为2 044 m Pa·s。红外光谱表征了聚酰胺-酯二元醇的生成。

回收PET扩链研究

采用环氧树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、均苯四甲酸酐等扩链剂对回收PET在密炼机中进行了共混扩链,并对其扩链效果进行了分析和研究。结果表明,环氧树脂在较低的共混温度下就能起到较好的扩链效果,当环氧树脂含量为0.5%时,改性PET特性粘度达到0.935 dL/g;随着共混温度的提高,均苯四甲酸酐扩链效果有显著的提升;当环氧树脂含量为0.5%,聚苯四甲酸酐含量为0.5%时,复合扩链剂扩链效果最好,改性PET特性粘度达到0.987 dL/g。

CESA-Extend母粒提高了回收PET和PLA的包装性能

据“www.plasticstoday.com”报道,特种化学品生产商科莱恩有限公司提供一种增强母料配方“CESA Extend”,可将回收料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乳酸（PLA）和聚碳酸酯（PC）材料的重要性能恢复。这意味着在纯树脂中即使混合高比例的回收料也不会显著降低食品包装和其他高性能包装应用中所需的物理性能。

不同环氧值环氧树脂对回收PET扩链研究

采用不同环氧值的环氧树脂扩链剂对回收PET在密炼机中进行反应扩链,利用DSC、转矩流变仪和特性粘度测试对其扩链效果进行了分析和研究。结果表明,环氧树脂改性PET的DSC曲线无明显玻璃化转变和冷结晶峰,且环氧树脂环氧值越小,改性PET结晶速度越快,熔点越高;随着环氧树脂扩链剂含量的增大,扩链改性PET特性粘度先增大后减小,且环氧树脂环氧值越小,改性PET特性粘度越大;当环氧值为0.238的环氧树脂扩链剂EP1添加量为1.3%时,扩链效果最好,改性PET特性粘度达到0.977 d L/g。

低成本组合式回收PET系统

据“Plastics ＆ Rubber Asia，2009，（Sep）：6”报道，美国Plastics Technologies公司旗下的PTIRecyclirgSys—tems（PTI回收系统）公司供应使用回收食品级PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的回收系统LNOx，生产能力为4．5kt／a，设备是组合式的，容易搬迁。

从回收PET制备乙酸酐封端的不饱和聚酯

以回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,制备乙酸酐封端的对苯型不饱和聚酯,并测定其力学性能和耐化学腐蚀性能。通过优化制备不饱和聚酯的醇解、酯化、混合和固化的工艺参数,得到了力学性质与常规不饱和聚酯相近,且具优良耐水和耐化学腐蚀性能的不饱和树脂。

回收PET的扩链增韧工程塑料化改性

采用聚烯烃接枝物对回收PET(r-PET)进行增韧改性,以滑石粉、硬脂酸钠、Surlyn8920为成核剂改善r-PET的结晶性能,ADR4370S,PMDA为扩链剂提高r-PET的分子量,考察不同配方,不同加工工艺对r-PET性能的影响,比较得出一种综合改善r-PET性能的方法.结果表明,先用0.5%的ADR4370S对r-PET进行反应性扩链挤出,扩链后的r-PET与10%的POE-g-MAH增韧剂及滑石粉、硬脂酸钠和Surlyn8920(0.5%/0.25%/1.0%)复合成核剂二次共混挤出,制得的改性r-PET冲击强度提高近1倍,弯曲强度只稍微降低,获得了一种综合力学性能优良的改性r-PET.

基于SPME/GC×GC-QTOF MS法测定回收PET中的挥发性有机物

建立了顶空-固相微萃取(HS-SPME)结合全二维气相色谱-串联四极杆飞行时间高分辨质谱(GC×GC-QTOFMS)测定回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(rPET)中挥发性有机物的方法。比较了不同固相微萃取纤维头、萃取温度、顶空平衡时间、调制周期和升温速率对测定效果的影响,用NIST谱库结合色谱保留指数对物质进行定性,并对高频检出物质进行半定量。结果表明,最佳检测条件为:80μm DVB/C-WR/PD⁃MS萃取纤维头、萃取温度110℃、平衡时间30 min、二维调制周期4 s、色谱升温速率8℃/min。9个回收PET样品中共检出209种挥发性有机物,包括苯系物、烷烃类、醇类、醛酮类、酯类、烯烃类、萘类、羧酸类和酚类等。高频物质的最高含量为2.13 mg/kg(十四烷),未发现浓度极高的误用物质。该研究为回收PET中的挥发性有机物调查提供了科学和可靠的方法依据,并为回收PET的利用和安全评估提供了基础数据。

基于全链条的回收PET材料中非挥发性可迁移物的非靶向筛查及特征风险标志物的确定

基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF MS)对回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(回收PET,rPET)全链条中回收碎片及由碎片造粒得到的粒料、瓶坯、瓶子4个阶段rPET样品进行溶解沉淀实验及模拟迁移试验,对样品中的潜在迁移物及迁移物进行非靶向筛查,得到包括PET寡聚体、润滑剂、漂洗剂在内的30种有意、非有意添加物。使用MS-DIAL(Mass spectrometry-data independent analysis software)软件对rPET不同生产阶段的产品标志物进行快速筛选,发现在粒料到瓶坯的加工过程中,生成了新的PET寡聚体;rPET碎片样品中标志物为脂肪醇聚氧乙烯醚,分析可能由漂洗过程引入。对比PET寡聚体的相对含量发现,rPET材料中环状寡聚体的相对含量高于线性寡聚体,其中第二系列环状二聚体的相对含量最高。在rPET加工过程中部分寡聚体及润滑剂的相对含量增加。最后通过TEST(Toxicity estimation software tool)软件预测潜在迁移物及迁移物的大鼠经口急性毒性、发育毒性和致突变性,采用Toxtree软件进行Cramer分级,PET环状寡聚体及酰胺类润滑剂均被分为CramerⅢ级,毒性均高于线性寡聚体,应在rPET加工过程中引起关注。

利用回收PET改性PC及其合金的研究

用已扩链增黏的回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETr)及改性聚碳酸酯(PC),并通过熔融反应挤出制备了PC/PETr合金,采用相容剂乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)对PC/PETr合金进行增容。研究了相容剂用量对该合金拉伸强度、冲击强度和形态结构等的影响。结果表明,当m(PC)/m(PETr)为60:40,相容剂E-MA-GMA的质量分数为7.5%时,合金发生脆韧转变,缺口冲击强度达到58.76kJ/m2,同时拉伸强度达到49.96MPa。SEM观察发现,E-MA-GMA作为反应性增容剂,使得分散相PET颗粒变细。并且,随着E-MA-GMA用量的增加,PET在PC/PETr/E-MA-GMA共混体系中呈现出极不规则的近似条状或片状的形态结构。