聚酯回收再生技術的新進展

1 從回收瓶碎片到纖維

據統計，2014年全球聚酯瓶回收市場規模已達 670萬t，預計2020年將達到1 500 萬t。其中回收聚酯至纖維的比例占85%，回收聚酯瓶至聚酯瓶約占12%，其余3%為包裝帶、單絲和工程塑料等。

長期以來，回收再生聚酯瓶至纖維的工藝路線一般是將聚酯瓶粉碎、分揀清洗、熔融造粒然后切片干燥后進行螺桿紡絲。由于熔融造粒和切片干燥過程相對原生聚酯難控制，因此瓶片至纖維的產品往往局限于對染色、纖維均勻性要求相對較低的領域。

近幾年來，德國Gneuss（格諾斯）塑料技術公司開發了回收瓶片至紡絲的成套技術，主要由 3 部分構成。

一是特殊的擠出機MRS，提供了一種脫除小分子的新方法，其在單螺桿中設有特殊的排氣區用于脫去揮發物。在該區中，聚合物流過轉鼓（其實質是一放大的單螺桿），轉鼓上設有 8 個帶有較小衛星螺桿的槽，可將大約30%的揮發物脫去。這些衛星螺桿圍繞著自身軸旋轉的同時也圍繞著主螺桿軸旋轉，精密地控制著與熔體接觸的表面溫度。與普通擠出機相比，MRS擠出機接觸到的聚合物表面更多，超過雙螺桿擠出機25倍。因此再生PET即便沒有進行過干燥，也可在MRS中熔融去除水分和其它有機小分子，達到紡絲要求。

二是聚合物旋轉熔體過濾器RSFgenius，可確保壓力和工藝的穩定，能提供精細過濾并在紡絲要求前提下縮短熔體停留時間，設備具有自清洗功能。

三是在線黏度計VIS，在旁通處實時監控穩定的聚合物流。除此之外，因 MRS 擠出機對真空度變化的反應時間非常短暫，在線黏度計VIS裝有獨特的控制回路，可根據測得的黏度調節真空度，從而使聚合物黏度精確地保持在設定值。所有這些均有利于確保纖維均勻、斷頭率低及力學性能良好。

北愛爾蘭的Wellman International（威爾曼國際）公司是歐洲最大的再生PET企業，目前具備年產8.5萬t再生纖維和2.2萬t雙組分纖維的能力，每天約可回收450萬個聚酯瓶，其產品主要應用領域為填充材料和非織造布。近年來，該企業對應用市場進行了細分，開發了三大系列、18個品牌產品，如表 9 所示。

中國紡織科學研究院上海聚友化工有限公司也開發了從瓶片至滌綸工業絲的關鍵技術，主要包括以下 3 項。

一是廢瓶片雜質分離、清洗及干燥技術。針對回收瓶片來源復雜、含雜量高、分子量分布寬等問題，該公司開發了瓶片除鐵、水分離瓶蓋篩選優化裝置，研制了瓦片擋料板預結晶裝置、螺旋式攪拌器與兩道卸環干燥機以及二級過濾技術，使廢聚酯瓶片熔體得到凈化，從而得到可紡性較好的廢聚酯瓶片熔體。

二是平推流液相增黏反應器及配套技術。該公司自主設計和開發了平推流單軸液相增黏反應器及其工藝技術，操作性能穩定，攪拌軸附有可隨軸轉動的葉片，與安裝于殼體上的靜止葉片相交，可起到清潔成膜葉片和設備表面的作用；同時也起到熔體成膜和輸送的作用，確保熔體表面更新速率，設備內熔體填充率通常可達30% ～ 60%，具有足夠的脫揮空間，避免高黏度熔體返混，熔體流動無死角，防止熔體熱降解。

三是廢瓶片直紡滌綸工業絲紡絲技術。將凈化處理過的廢聚酯瓶片熔體增黏使其符合滌綸工業絲的技術指標，結合研制了專用于紡工業絲的高黏度熔體低溫輸送系統和小型節能紡絲箱體、專用組件，以及多級拉伸熱定形卷繞一體機，從而形成廢聚酯瓶片直紡滌綸工業絲集成技術。2011年，山東龍福環能科技股份有限公司采用該成套技術建成了年產5 000 t的廢聚酯瓶片直紡滌綸工業絲生產線，并投入運行。

2 從紡織品至纖維的回收技術（化學回收）

盡管化學回收可得到相對純凈的聚合物，但真正實現產業化的企業并不多，到目前為止，該技術僅在日本帝人和臺灣南亞等少數企業得到成功應用。化學回收的最新進展是位于印度的Polygenta Technologies Limited（PTL）公司開發的糖酵解再生工藝法，通過該工藝其在 POY/DTY紡絲中直接添加了20%的回收聚酯。

所謂“化學回收”的工業化應用技術，一般指粉碎聚酯瓶，用比重法分揀去除聚烯烴，水洗去除飲料殘留物，然后進入加熱條件下的乙二醇醇解罐，將PET醇解為BHET（對苯二甲酸雙羥乙酯），經過濾、脫色后進入大型連續聚酯裝置的酯化工序，添加10%的量可供直接紡絲。

2013年，上海聚友化工有限公司與中國人民解放軍總后軍需所、北京服裝學院、浙江富源再生資源有限公司等共同承擔了滌綸及滌棉廢舊紡織品再生利用關鍵技術研究，并在浙江諸暨建成了年產3 000 t再生聚酯中試示范線。其主要技術包括：廢舊紡織品破碎技術；醇解溫度為200 ～260 ℃的連續醇解供料技術；醇解系統雜質捕集系統，有效部分捕集廢舊紡織品帶入的雜質組分，減少后續裝置回收壓力；滌棉織物快速醇解、分離系統，有效提高滌棉織物醇解效率，實現滌棉織物的連續快速分離回收；高效降膜式預縮聚反應裝置，有效實現回收過程中的脫揮效果；等。其中，聚友化工開發的籠框式拉膜網盤終縮聚反應器，具有單位產量設備體積小、效率高的特點。網盤式成膜內件為乙二醇脫出提供了充裕的表面，網盤與籠框的組合保證物料始終在反應器內螺旋前進，無返混流動。（未完待續）