聚酯回收再生技术的新进展

1 从回收瓶碎片到纤维

据统计，2014年全球聚酯瓶回收市场规模已达 670万t，预计2020年将达到1 500 万t。其中回收聚酯至纤维的比例占85%，回收聚酯瓶至聚酯瓶约占12%，其余3%为包装带、单丝和工程塑料等。

长期以来，回收再生聚酯瓶至纤维的工艺路线一般是将聚酯瓶粉碎、分拣清洗、熔融造粒然后切片干燥后进行螺杆纺丝。由于熔融造粒和切片干燥过程相对原生聚酯难控制，因此瓶片至纤维的产品往往局限于对染色、纤维均匀性要求相对较低的领域。

近几年来，德国Gneuss（格诺斯）塑料技术公司开发了回收瓶片至纺丝的成套技术，主要由 3 部分构成。

一是特殊的挤出机MRS，提供了一种脱除小分子的新方法，其在单螺杆中设有特殊的排气区用于脱去挥发物。在该区中，聚合物流过转鼓（其实质是一放大的单螺杆），转鼓上设有 8 个带有较小卫星螺杆的槽，可将大约30%的挥发物脱去。这些卫星螺杆围绕着自身轴旋转的同时也围绕着主螺杆轴旋转，精密地控制着与熔体接触的表面温度。与普通挤出机相比，MRS挤出机接触到的聚合物表面更多，超过双螺杆挤出机25倍。因此再生PET即便没有进行过干燥，也可在MRS中熔融去除水分和其它有机小分子，达到纺丝要求。

二是聚合物旋转熔体过滤器RSFgenius，可确保压力和工艺的稳定，能提供精细过滤并在纺丝要求前提下缩短熔体停留时间，设备具有自清洗功能。

三是在线黏度计VIS，在旁通处实时监控稳定的聚合物流。除此之外，因 MRS 挤出机对真空度变化的反应时间非常短暂，在线黏度计VIS装有独特的控制回路，可根据测得的黏度调节真空度，从而使聚合物黏度精确地保持在设定值。所有这些均有利于确保纤维均匀、断头率低及力学性能良好。

北爱尔兰的Wellman International（威尔曼国际）公司是欧洲最大的再生PET企业，目前具备年产8.5万t再生纤维和2.2万t双组分纤维的能力，每天约可回收450万个聚酯瓶，其产品主要应用领域为填充材料和非织造布。近年来，该企业对应用市场进行了细分，开发了三大系列、18个品牌产品，如表 9 所示。

中国纺织科学研究院上海聚友化工有限公司也开发了从瓶片至涤纶工业丝的关键技术，主要包括以下 3 项。

一是废瓶片杂质分离、清洗及干燥技术。针对回收瓶片来源复杂、含杂量高、分子量分布宽等问题，该公司开发了瓶片除铁、水分离瓶盖筛选优化装置，研制了瓦片挡料板预结晶装置、螺旋式搅拌器与两道卸环干燥机以及二级过滤技术，使废聚酯瓶片熔体得到净化，从而得到可纺性较好的废聚酯瓶片熔体。

二是平推流液相增黏反应器及配套技术。该公司自主设计和开发了平推流单轴液相增黏反应器及其工艺技术，操作性能稳定，搅拌轴附有可随轴转动的叶片，与安装于壳体上的静止叶片相交，可起到清洁成膜叶片和设备表面的作用；同时也起到熔体成膜和输送的作用，确保熔体表面更新速率，设备内熔体填充率通常可达30% ～ 60%，具有足够的脱挥空间，避免高黏度熔体返混，熔体流动无死角，防止熔体热降解。

三是废瓶片直纺涤纶工业丝纺丝技术。将净化处理过的废聚酯瓶片熔体增黏使其符合涤纶工业丝的技术指标，结合研制了专用于纺工业丝的高黏度熔体低温输送系统和小型节能纺丝箱体、专用组件，以及多级拉伸热定形卷绕一体机，从而形成废聚酯瓶片直纺涤纶工业丝集成技术。2011年，山东龙福环能科技股份有限公司采用该成套技术建成了年产5 000 t的废聚酯瓶片直纺涤纶工业丝生产线，并投入运行。

2 从纺织品至纤维的回收技术（化学回收）

尽管化学回收可得到相对纯净的聚合物，但真正实现产业化的企业并不多，到目前为止，该技术仅在日本帝人和台湾南亚等少数企业得到成功应用。化学回收的最新进展是位于印度的Polygenta Technologies Limited（PTL）公司开发的糖酵解再生工艺法，通过该工艺其在 POY/DTY纺丝中直接添加了20%的回收聚酯。

所谓“化学回收”的工业化应用技术，一般指粉碎聚酯瓶，用比重法分拣去除聚烯烃，水洗去除饮料残留物，然后进入加热条件下的乙二醇醇解罐，将PET醇解为BHET（对苯二甲酸双羟乙酯），经过滤、脱色后进入大型连续聚酯装置的酯化工序，添加10%的量可供直接纺丝。

2013年，上海聚友化工有限公司与中国人民解放军总后军需所、北京服装学院、浙江富源再生资源有限公司等共同承担了涤纶及涤棉废旧纺织品再生利用关键技术研究，并在浙江诸暨建成了年产3 000 t再生聚酯中试示范线。其主要技术包括：废旧纺织品破碎技术；醇解温度为200 ～260 ℃的连续醇解供料技术；醇解系统杂质捕集系统，有效部分捕集废旧纺织品带入的杂质组分，减少后续装置回收压力；涤棉织物快速醇解、分离系统，有效提高涤棉织物醇解效率，实现涤棉织物的连续快速分离回收；高效降膜式预缩聚反应装置，有效实现回收过程中的脱挥效果；等。其中，聚友化工开发的笼框式拉膜网盘终缩聚反应器，具有单位产量设备体积小、效率高的特点。网盘式成膜内件为乙二醇脱出提供了充裕的表面，网盘与笼框的组合保证物料始终在反应器内螺旋前进，无返混流动。（未完待续）