PET回收料的材質(zhì)、顏色各異，這給回收商帶來了巨大的挑戰(zhàn)。MultiPet GmbH攜手位于德國施滕達爾的馬格德堡應(yīng)用科學大學，共同研究能利用混合PET生產(chǎn)出高品質(zhì)多結(jié)構(gòu)注塑件的可注塑成型共混物。只有在回收的透明PET樣品方面沒有達到預期的性能。與單一分揀PET瓶相比，從雙系統(tǒng)回收混雜PET碎片（瓶子、泡罩、托盤等）的要求更高。

混合PET碎片的加工會帶來哪些問題

由于PET混合碎片中含有大量雜質(zhì)、化合物組分和其它塑料，加之已發(fā)生的降解對PET造成的損害，回收該材料可能會出現(xiàn)諸多挑戰(zhàn)。

◆PET可以吸收大量水分，因而必須將其徹底干燥，以防止在混合過程中發(fā)生水解降解。

◆在將二次原料（分類后的PET混合碎片）加工成薄片的過程中，會出現(xiàn)帶有各種染料和顏料的混合物，這些色澤經(jīng)混合后存留在混合物中，從而出現(xiàn)從灰色到棕色的雜色。

◆在新產(chǎn)品中使用PET回收物時，氧氣清除劑等添加劑的存在，會在加工過程中因承受新的熱應(yīng)力而導致物料黃化。由于所有填料在處理后仍存留在薄片中，因此材料重熔后可能會產(chǎn)生不透明材料。

◆目前還不清楚不同類型塑料中的各種添加劑是如何相互作用并導致PET降解的。

◆回收商并不知道混合PET中摻雜了哪些類型的其它塑料。

◆該混合物可能含有部分聚酰胺（PA）以及在加工過程中導致降解跡象的雜質(zhì)。

所以，目前還沒有使用PET混合碎片的商業(yè)化回收材料選項。因此，現(xiàn)在的目標是使用適當相容劑，從消費后PET塑料混合碎片中生產(chǎn)可用于注塑產(chǎn)品用的回收物。所需的技術(shù)功能

待開發(fā)的可注塑成型PET共混物必須具有一定的技術(shù)功能性，且應(yīng)進行相應(yīng)的優(yōu)化。目標是針對PET類型獲得 [n]=0.7dl/g至0.8dl/g的特性粘度。適當相容劑的使用應(yīng)通過降低界面能，形成外來塑料的最佳分布，從而獲得較大的表面積，且最好能提高抗沖擊強度/缺口沖擊強度。此外，結(jié)晶性能必須適應(yīng)常規(guī)PET注塑成型類型，并且可能需要通過添加成核劑進行調(diào)整。PET共混物的機械性能應(yīng)與商用PET注塑成型材料的機械性能一致。

取樣和表征

在所需材料的選擇和表征過程中，對混合PET 50/50（328-3）和混合PET 70/30（328-2）規(guī)格進行了質(zhì)量分析（圖1）。在分析中，“其它尺寸穩(wěn)定的PET包裝”碎片被逐項分類為托盤、帶剝離膜的托盤和泡罩，現(xiàn)有的碎片被劃分為食品和非食品范疇。隨后，通過差示掃描量熱法（DSC）、熔體流動指數(shù)（MFI）和烘烤試驗對分類碎片的提取樣品進行檢查。根據(jù)質(zhì)量分析的結(jié)果創(chuàng)建地籍，該地籍表包含可回收塑料的質(zhì)量分布，與在兩種規(guī)格的各個分類部分中發(fā)現(xiàn)的異物和雜質(zhì)以及它們屬于食品或非食品領(lǐng)域有關(guān)。

擴大可回收物鏈和加工

材料和工藝工程因素，如變色、細巖石包裹體（黑點）、IV（特性粘度）下降等，可能會對回收物的使用造成障礙。由于消費后PET（PCPET）分子量損失大，因此在擠出過程中添加了不同的添加劑。在進一步加工過程中，將生成的rPET混合化合物注塑成多用途測試棒，并測試其材料性能（圖2）。少量則通過DSC和MFI進行檢查。

在此基礎(chǔ)上，確定了合適的添加劑及其用量。在典型的加工溫度下，鏈片段與線性和環(huán)狀低聚物反應(yīng)，含有羧基的片段會反過來催化分解過程。這些反應(yīng)對粘度有負面影響，并會導致機械性能退化。

由于一些已降解的消費后PET含有的添加劑不同，因此無法假定預干燥的固定時間值。此外，需持續(xù)檢查樣品的殘余含水量，直至達到預期目標值。該工藝可確保避免表面缺陷、進一步水解降解以及產(chǎn)品上出現(xiàn)條紋。多用途棒的生產(chǎn)基于各自DIN法規(guī)的標準，以確保結(jié)果的可比性和再現(xiàn)性。

完成試樣后，檢查這些試樣是否有劃痕、扭曲、缺口、凹痕和毛刺。試樣還通過直尺和平板進行額外的檢查。

有偏差的樣品被排除在試驗之外，并由新的樣品代替。在測試之前，多用途棒被保護在密封容器中，以免受環(huán)境影響導致結(jié)果失真。根據(jù)ISO 291，所有試樣在試驗前均在23°C、50%相對濕度下處理16小時。

測試棒注塑成型后，進行分析和優(yōu)化

為了表征消費后PET化合物的性能，實驗對其機械性能（拉伸、彎曲和沖擊試驗）以及熔體體積流動速率（MFR）、特性粘度（IV）以及物理和化學轉(zhuǎn)化過程（DSC）進行了研究。

高活性擴鏈添加劑用于抵消加工過程中的降解過程。相介質(zhì)用于基質(zhì)中雜質(zhì)的精細分散分布和相調(diào)解。通過添加聚碳酸酯，可控制沖擊強度、柔韌性和預期結(jié)晶行為。

根據(jù)結(jié)果，可以確定：

◆rPET共混物的拉伸模量；

◆聚碳酸酯的含量為20%，大致相當于高性能材料中的含量；

◆添加1%的SEBS馬來酸酐，可顯著提高抗拉強度和斷裂伸長率；

◆加入1%的亞乙基辛烯共聚物馬來酸酐，可顯著提高材料的彎曲模量和抗彎強度；

◆通過添加約1%的低聚物擴鏈劑，共混物的沖擊強度大大提高；

◆所有測得共混物的特性粘度均低于0.7 dl/g的要求值。

根據(jù)獲得的結(jié)果，進行了以下優(yōu)化：

◆添加不同的環(huán)氧基擴鏈劑；

◆使用不同濃度的聚碳酸酯與擴鏈劑變體的組合；

◆以不同濃度添加聚碳酸酯與幾種不同擴鏈劑的組合。

在實際測試中，rPET與聚碳酸酯共混物的性能最好

在所測試的共混物中，含有大量聚碳酸酯的rPET共混物在所進行的所有機械試驗中均取得了良好的結(jié)果。所有其它共混物均顯示出不足，尤其是拉伸模量，剛度也沒有達到參照塑料的水平。rPET與聚碳酸酯共混物的特性粘度為0.63 dl/g，低于目標特性曲線，常規(guī)PET注塑成型等級的特性粘度要求為0.7至0.8 dl/g（圖3）。

rPET與聚碳酸酯和一種特殊的多功能反應(yīng)性聚合物的共混物的特性粘度（IV）增加至0.72 dl/g。該共混物非常適合注塑成型，并表現(xiàn)出一貫的高產(chǎn)品質(zhì)量，大致符合市售原生PET的期望性能曲線。所用材料（rPET）甚至適用于精細結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)。由原生材料與再生材料制成的產(chǎn)品在視覺、觸覺上均無明顯差異。此外，兩種產(chǎn)品的機械性能也處于同一水平。

在進一步加工過程中，對已回收的透明PET碎片樣品（瓶、托盤和泡罩）的性能進行了檢查。托盤和泡罩碎片的機械性能相對較低。所有試驗碎片均不符合特性粘度為0.7至0.8 dl/g的目標特性曲線。特別是，食品行業(yè)的剝離物部分（帶剝離膜）的特性粘度最低，分別為0.52和0.53 dl/g。獲得的結(jié)果可以表明哪些碎片可能降低回收材料性能。