От отходов бутылок к высококачественным ПЭТ-хлопьям: лучшие практики и отраслевые инсайты

ПЭТ-хлопья производятся из отходов ПЭТ-бутылок с помощью таких процессов, как сортировка, мойка, дробление, разделение и сушка. Качество конечного продукта напрямую определяет характеристики переработанных изделий, поэтому понимание различных факторов, влияющих на качество ПЭТ-хлопьев, имеет решающее значение.

Определение и применение ПЭТ-хлопьев

ПЭТ-хлопья — это небольшие кусочки переработанного пластика, полученные в результате переработки использованных ПЭТ-бутылок путем сортировки, дробления, мойки и сушки.

В отличие от ПЭТ-гранул, хлопья используются либо для дальнейшей переработки в гранулы, либо для прямого экструзионного формования. Гранулы (Pellets/Granules) — это цилиндрические или полосообразные частицы одинакового размера, образованные путем дальнейшего плавления, экструзии и гранулирования хлопьев.

Основные области применения:

1. Текстильная промышленность: Это самая большая область применения переработанного ПЭТ. Хлопья расплавляются и прядутся в переработанное полиэфирное волокно (штапельное волокно rPET), которое используется для производства одежды, ковров, наполнителей (например, для подушек и пуховиков) и нетканых материалов.

2 . Упаковочная промышленность:

«Бутылка в бутылку» (Bottle-to-Bottle): Прозрачные хлопья высшего сорта могут быть повторно использованы для производства новых ПЭТ-бутылок, особенно для напитков, обеспечивая настоящий замкнутый цикл переработки.

Листы и контейнеры: Используются для производства пищевых лотков, прозрачных упаковочных коробок (например, контейнеров для клубники), блистерных упаковок и т.д.

3. Строительная отрасль: Используются для производства геотекстиля, гидроизоляционных материалов, утеплителей и многого другого.

4. Упаковочная лента: Используется для производства высокопрочных ПЭТ-лент (стреппинг-лент).

Типы и сорта:

Прозрачные/Светло-голубые хлопья (одноцветные): Самое высокое качество, наиболее универсальны в использовании, а также самые дорогие.

Зеленые/Коричневые хлопья (одноцветные): В основном используются для производства бутылок того же цвета или волокон определенного цвета.

Разноцветные хлопья (Микс): Самая низкая стоимость, обычно используются для производства темных волокон или продуктов с низкими требованиями к цвету.

Сорта качества:

Пищевой сорт (Food-Grade): Чрезвычайно низкое содержание примесей (обычно требуется содержание ПВХ <10 ppm), проходят специальную очистку и подходят для упаковки, контактирующей с пищевыми продуктами. Ищете линию мойки ПЭТ-бутылок пищевого класса?

Волоконный сорт / Сорт для нитей: Высокая чистота со стабильным значением IV (характеристическая вязкость), подходит для прядения нитей. Ищете линию мойки ПЭТ-бутылок волоконного класса?

Общий сорт / Технический сорт: Используется в приложениях с более низкими требованиями к производительности, таких как штапельное волокно и упаковочные ленты. Ищете автоматическую линию мойки ПЭТ-бутылок?

Ключевые факторы, влияющие на качество ПЭТ-хлопьев

1.Тип сырья и загрязнений: Тип входного перерабатываемого пластика существенно влияет на качество ПЭТ-хлопьев. Чистые ПЭТ-бутылки, особенно пищевого класса, как правило, дают хлопья более высокого качества, тогда как смешанный пластик или отходы, содержащие значительные примеси не-ПЭТ, снижают чистоту хлопьев.

2.Параметры обработки и эффективность оборудования: Параметры процесса на линии мойки (такие как температура, pH, время пребывания, интенсивность перемешивания) и эффективность оборудования напрямую влияют на чистоту хлопьев. Правильный контроль температуры и химических реагентов помогает эффективно растворять и удалять клей и масло.

Слишком низкая температура может привести к неполной очистке, а слишком высокая — к хрупкости ПЭТ, трещинам или пожелтению. Аналогично, эффективность сушки имеет решающее значение — содержание влаги после обезвоживания должно быть чрезвычайно низким (обычно ниже 1%), чтобы избежать гидролиза при последующем плавлении.

3.Однородность хлопьев: Высококачественные хлопья должны иметь чистый цвет, однородный размер и низкое содержание влаги. Изменение цвета или пожелтение указывает на загрязнение (например, следы ПВХ или окисление в процессе переработки).

Постоянный размер и форма хлопьев облегчают дальнейшую экструзию или прядение, снижают износ оборудования и обеспечивают однородность расплава. Механическая прочность и долговечность хлопьев зависят от молекулярной массы и уровня переработки исходного ПЭТ; высококачественный вторичный ПЭТ должен сохранять высокую характеристическую вязкость (IV).

4.Типы и причины дефектов: Распространенные дефекты ПЭТ-хлопьев включают пожелтение, смешение цветов, запах, плохую прозрачность и неоднородность размеров. Они часто возникают из-за проблем с сырьем или ошибок обработки. Например, пожелтение, вызванное органическими красителями или окислением, снижает прозрачность расплава; остатки чернил или материалов ПВХ могут привести к локальным дефектам расплава или запаху.

Избыточная температура окружающей среды и влажность во время мойки или сушки могут привести к неравномерному высыханию и нестабильности влажности, что вызывает пузыри или пустоты в конечном продукте. Механическое напряжение (например, чрезмерное дробление) может создавать хлопья неправильной формы, влияя на сыпучесть. Чрезмерное количество дефектов может вызвать пятна, пузыри или изменение цвета в экструдированных или выдувных изделиях.

Наличие неполимерных загрязнений, таких как ПВХ или бумага, может вызвать неравномерное окрашивание, желтые края, снижение прозрачности и засорение в процессе плавления. В тяжелых случаях они значительно снижают физическую прочность конечного продукта.

Остаточная влага приводит к гидролизу при нагревании и плавлении, разрушая молекулярные цепи ПЭТ. Это приводит к снижению вязкости расплава (значение IV) и негативно влияет на блеск и прочность готового изделия.

Включение разноцветных хлопьев (например, зеленых или коричневых) загрязняет прозрачный материал, ограничивая дальнейшее использование приложениями с пониженными требованиями.

Чрезмерное содержание влаги при высокотемпературной экструзии вызывает образование пара, который задерживается внутри пластика, создавая микропузырьки внутри продукта, что ухудшает как прозрачность, так и прочность.

Как производить высококачественные ПЭТ-хлопья

1. Строгий отбор сырья и сортировка

Определение подходящих отходов ПЭТ: Отдавайте приоритет закупке кипованных ПЭТ-бутылок, прошедших предварительную сортировку. Понимание источника и возможностей сортировки поставщика имеет решающее значение.
Тонкая сортировка: Даже кипованные «кирпичи» бутылок требуют вторичной сортировки.
Автоматическая сортировка: Используйте современное оборудование, такое как сортировщики ближнего инфракрасного диапазона (NIR), для удаления не-ПЭТ пластиков, и цветосепараторы (фотосепараторы) для разделения ПЭТ-бутылок по цвету. Установите пункты ручного контроля качества в качестве дополнения.

2. Равномерное измельчение (Дробление)

Дробите ПЭТ-бутылки на хлопья одинакового размера (обычно 6–15 мм). Высококачественные моющие дробилки одновременно распыляют воду для предварительной очистки и снижения температуры ножей, обеспечивая постоянный размер хлопьев и минимизируя образование мелкой пыли.

3. Мойка и деконтаминация

Предварительная мойка и удаление этикеток: Используйте механическое трение (этикеткоотделитель) для удаления большинства пластиковых этикеток и промывайте холодной водой для удаления поверхностной грязи и песка.
Горячая химическая мойка: Варите хлопья в высокотемпературном щелочном растворе для омыления и растворения стойких масел и клеев.
Фрикционная мойка: Используйте высокоскоростные вращающиеся лопасти для оттирания остаточных загрязнений.
Полоскание: Несколько ванн флотации тщательно смывают оставшиеся химикаты и взвешенные примеси.

4. Эффективное разделение загрязнений

Разделение в флотационной ванне (Тонет-Плывет): ПЭТ (плотность >1 г/см³) тонет, в то время как большинство крышек и этикеток (ПП/ПЭ) всплывают. Этот метод эффективно удаляет материал крышек.
Воздушная сепарация (Z-образный сепаратор): Использует воздушный поток для выдувания легких частиц (этикетки, пленка, пыль), позволяя более тяжелым хлопьям ПЭТ падать и собираться.
Сортировка по материалу и цвету: При высоких требованиях к качеству вымытые хлопья проходят еще один раунд сортировки по материалу и цвету для удаления мельчайших примесей и хлопьев другого цвета.
Вихретоковая сепарация и металлодетекция: Установите вихретоковые сепараторы и металлодетекторы для устранения алюминия (например, колец от крышек) и черных металлов на ключевых этапах производственной линии.

5. Процесс сушки

Механическое обезвоживание: Центрифуги для обезвоживания используют высокоскоростное вращение для удаления большей части поверхностной влаги с хлопьев.
Сушка горячим воздухом: Обезвоженные хлопья отправляются в систему сушки горячим воздухом. Правильный контроль температуры воздуха и времени воздействия необходим для снижения влажности ниже 1%, избегая при этом слипания или термической деградации.

6 . Лабораторный анализ

Тестирование содержания загрязнений: Отбор проб и тестирование на уровень ПВХ, других пластиков, металлов и бумаги (измеряется в PPM).
Тестирование содержания влаги: Используйте анализатор влажности для точного измерения.
Тестирование характеристической вязкости (IV): Оценка молекулярной массы материала — это основной показатель качества переработки.
Анализ температуры плавления и цвета: Используйте дифференциальную сканирующую калориметрию (DSC) и колориметры для оценки тепловых свойств и постоянства цвета.