收集废弃的PET瓶→分拣→破碎→清洗→脱水→预结晶处理→高温干燥→挤出造粒
一、分拣
分拣是获得高品质PET回收料的重要工序。分拣的具体内容如下:
⒈去除瓶盖
目前的PET瓶盖大多由PP、HDPE制成,在破碎瓶子前应将其剔除。如果让其混入PET中,由于PE、PP与PET的相容性不好,将会导致PET回收料的物理机械性能明显下降。
⒉去除标贴
PET包装瓶的标签,一般是由PVC收缩膜制成的。PVC的热稳定性较差,在180℃左右,经较长时间加热即会分解。而PET挤出造粒温度高达265℃左右,如果其中混有PVC,在如此高温下则会严重分解、焦化,导致回料品质大幅度下降,甚至失去应用价值,因此在回收造粒过程中,必须彻底清除PVC标贴,以确保回收料的品质。
目前剔除PET瓶上的PVC标贴的工作,主要是依靠人工分拣的方法。在破碎PET瓶之前,标贴较完好,容易取下分离;一旦破碎之后,标贴则很难剔除了,因此去除标贴的工作应该安排在破碎瓶子之前进行;分拣出来的标贴,也可以集中起来加以应用。
二、 破碎
废PET瓶的破碎,原则上可以采用普通塑料破碎机,但由于PET瓶的壁厚较薄,破碎时定和动之间的间距应该尽量小,同时考虑到PET瓶有较大的硬度和韧性,且回收废PET瓶中难免混有杂物,会加剧的磨损,因此动与定虽然均可采用高
碳钢制造,但还是采用耐磨性较佳的硬质合金钢制造。
在破碎过程中,为避免大量灰尘飞扬,生产中常将水通入破碎机的粉碎室中,不仅可以有效地防止粉尘飞扬,还有助于及时带走热量,确保有效冷却,有利于破碎工序的顺利进行。
破碎过程中有个值得重视的问题是:动与筛板之间的距离,要与筛板的孔径相适应,如果距离过大,积存在筛板上、未通过筛板孔的较粗瓶片,再粉碎就较困难,生产效率将明显下降。
三、清洗
清洗工序包括用洗涤液清洗与用清水漂洗两个步骤。
洗涤液由洗涤剂(或皂粉)加水配成,其主要作用是促进油脂类的杂物、粉尘等与PET碎片分离,漂洗则是将那些杂物带走。漂洗可采用普通自来水清洗,直至可溶性杂质全部除去;并且沉淀除去大量泥沙之类的不溶性杂质。
洗涤可以在的洗涤池中或者洗涤机中进行。zui简单的洗涤机是回转式洗涤机,它由壳体、内筒、搅拌桨等主要部件组成。外壳内盛水,内筒是一个有许多小孔的不锈钢筒,其中安装有搅拌桨;破碎好的PET碎片装入不锈钢筒中之后,放入洗涤液,开动搅拌桨进行清洗,油脂类的物质就溶解于洗涤液中;泥沙类的不溶性杂质则通过小孔下沉,随洗涤液放出。洗涤之后放入清水进行漂洗。漂洗过程中,搅拌桨同样旋转搅动,直至漂洗的PET碎片完全洗净,然后停止通水,卸出物料,准备脱水。
洗涤液的浓度和清洗漂洗的时间,主要取决于PET碎片本身的清洁度,也和清洗设备、洗涤液及水温等因素有关,具体条件可通过试验确定。
洗涤液和漂洗用水的回收处理是一个值得重视的问题,因为大量废水的排放会造成环境污染。废水处理大体上通过过滤(包括粗滤、细滤)、沉淀、活性炭吸附等工序来完成。经过净化处理后的水可以再用于PET碎片的清洗。
四、脱水
漂洗后的PET碎片含有大量的水分,为了有利于后续结晶过程的进行,减少加热热量的耗费,先进行脱水是十分必要的。脱水可以在普通的离心机中进行。为防止已经洗净的PET碎片二次污染,选用的离心机的内胆应当是用不锈钢制造的。
五、预结晶
预结晶的作用是让PET碎片结晶,提高其熔融温度,防止在后面的加热干燥过程中,出现PET碎片结块的问题。预结晶可以在普通的干燥箱中进行,也可以在类似于高速混合机的机械式干燥机中进行。后者依靠机械摩擦使物料升温,这种方法升温速度快,对水份的挥发也较为有利,是比较可取的。如果采用干燥箱进行预结晶处理,干燥箱的温度可设为120℃或稍高,直到PET碎片失去透明性,即可认为预结晶过程完成。
六、干燥
PET树脂在高温下对水较敏感,微量的水分也会使其在挤出中发生降解,使制品的熔体强度降低,使制品泛黄。因此,在挤出或吹瓶前必须进行充分干燥处理。常用的干燥方法有鼓风烘箱干燥、真空干燥、红外烤箱等。经过预结晶处理后的PET碎片,再于更高温度下加热干燥,除去残留的水份。例如在150℃的干燥箱中再干燥6个小时以上,使碎片中的含水量低于0.05%以下,以避免在后续的挤出造粒过程中,PET高温水解而导致分子量的急剧下降,粘度急剧下降。
七、挤出造粒
挤出造粒加工一般采用螺杆挤出机,将PET熔融挤出形成料条,然后经过水冷却以后,送入切粒机中,切成圆柱形的粒子。
挤出机可以用单螺杆挤出机,也可以用双螺杆挤出机。当采用双螺杆挤出机时,PET料在挤出机中停留的时间比较接近(死角少),又便于抽真空排除残余水份,减少PET料的水解,对于提高粒料的品质较为有利,而且双螺杆挤出机的产量高,因此使用双螺杆挤出机是比较理想的;但其设备价格比较昂贵,一次性投资比较大,因此在实际生产中,采用单螺杆挤出机较多。选用的单螺杆挤出机,其长径比应该足够的大(25:1以上),另外还需采用突变型螺杆,以利于PET碎片的塑化和顺利挤出,PET碎片挤出时,其温度(机头和均化段)在265℃左右。
尽管回收的废旧PET瓶在挤出造粒之前,已经过了仔细的分拣、清洗等处理,但还是难免混有或多或少的杂质;为了保证回收料的品质,以及避免因滤网的阻塞而导致挤出和出料速度降低,因此需要经常更换滤网。停机换网不仅会增加操作人员的劳动强度,还会浪费有效生产时间。所以在挤出机和模头之间安装自动换网装置。