PET回收过程中如何区分固态增粘及液相增粘

2025/06/23

在某些高端应用(如饮料瓶再生、高性能纤维等领域)中,需要提高PET的特性粘度(IV值)。PET的固有粘度直接影响其分子量和机械性能,再生PET经过熔融加工后IV值通常会下降0.05-0.15dl/g,因此需要通过增粘工艺恢复其性能。目前主要的IV增粘技术可分为固态增粘和液相增粘两大类:

1. 固态增粘设备


固态增粘是目前工业上最成熟的PET增粘技术,通过在玻璃化温度以上、熔点以下的温度条件下,使PET颗粒发生固相缩聚反应,提高分子链长度。

典型SSP系统组成:
- 预结晶器:先将PET颗粒加热至160-180℃,防止后续处理时结块
- 预热塔:温度升至190-210℃,活化端基
- 反应塔:核心设备,温度控制在210-230℃,在氮气或真空环境下反应8-16小时
- 冷却塔:将产品冷却至50℃以下
- 气体净化系统:处理副产物乙醛和乙二醇

工艺特点:
- IV值可从0.72dl/g提升至0.80-1.0dl/g
- 乙醛含量可降至1ppm以下
- 能耗相对较低(约0.3-0.5kWh/kg)
- 适合大批量连续生产

2. 液相增粘设备


液相增粘技术是指在PET熔点以上(通常275-295℃)的熔融状态下进行缩聚反应,适用于需要更高IV值(>1.0dl/g)的特殊应用。

主要技术路线:
- 反应釜式系统:
  - 串联式反应釜设计
  - 高真空环境(<1mbar)
  - 停留时间2-4小时
  - 可达到IV 1.2dl/g

- 薄膜反应器技术:
  - 熔体形成薄膜增加表面积
  - 强化传质和副产物脱除
  - 反应时间缩短至30-60分钟
  - 德国Barmag公司的Discage反应器为代表

- 挤出反应技术:
  - 在专用反应挤出机中完成
  - 添加扩链剂(如环氧类、噁唑啉类)
  - 适合小批量多品种生产

工艺对比:

参数 固态增粘 液相增粘
反应温度 210-230℃ 275-295℃
IV提升范围
0.75→0.85-1.0
0.75→1.0-1.3
反应时间
8-16 hours
2-4 hours
设备投资
中等
较高
能耗
较低
较高
产品品质
乙醛含量低
可能色相略深

3. 技术选择建议

- 饮料瓶级rPET:推荐SSP路线,满足0.80-0.85dl/g的IV要求,同时控制乙醛含量
- 工业丝级:可采用SSP或温和的液相增粘,目标IV 0.90-1.0dl/g
- 轮胎帘子线等高端用途:需要液相增粘LSP获得1.2dl/g以上的高IV产品
- 小批量特种产品:可考虑反应挤出技术,灵活调整配方

最新发展趋势包括微波辅助SSP技术、超临界流体增粘工艺等创新方法,可进一步缩短反应时间、提高能效。在选择增粘设备时,需综合考虑目标IV值、产能要求、能耗指标和产品用途等关键因素。