聚对苯二甲酸乙二醇酯

由PET聚酯制成的塑料瓶被广泛用于软饮料。对于某些特殊的瓶子，例如那些指定用于啤酒容器的瓶子，PET聚酯夹入附加的一层聚乙烯醇 (PVOH)以进一步降低其透氧性。

双轴向PET聚酯薄膜(“聚酯薄膜”是其被人熟知的商品名之一)可以通过蒸镀法在其表面镀铝，能够降低它的渗透性，并使其具有反射性和不透明性。这些特性在许多应用中很有用，包括食品软包装和隔热材料(如太空毯)。由于其具有高机械强度，PET聚酯薄膜常用于胶带领域，例如磁带载体或者压敏胶带背衬。

无取向PET聚酯片材可以通过热成型制作包装托盘和泡罩包装。^[4]如果使用结晶PET聚酯，托盘可应用于速冻餐，因为它们既能经受冷冻温度又能经受烤箱烘烤温度。无定形PET聚酯和PET聚酯薄膜对肉眼都是透明的。着色染料可以容易地调配进PET聚酯片材。

当用玻璃颗粒或纤维填充时，它明显变得更硬且更耐用。

PET聚酯也用作薄膜太阳能电池的基底。

涤纶(由聚对苯二甲酸乙二酯转变而成的商标)也可拼接成钟形顶绳，用以防止绳索穿过天花板时发生磨损。

自2014年底以来，PET聚酯被应用于IV型复合高压气瓶的内胆材料。与早期使用的聚乙烯相比，PET聚酯对氧气的隔绝性能好得多。^[5]

PET聚酯可用作3D打印丝线，也可用作3D打印的PETG塑料。

PET聚酯于1941年由约翰·雷克斯·温菲尔德(John Rex Whinfield)，詹姆斯·滕南特·迪克森(James Tennant Dickson)及其雇主英国曼彻斯特棉纺印染协会(the Calico Printers' Association of Manchester, England)申请获得专利。美国特拉华州杜邦·德讷穆尔公司(E. I. DuPont de Nemours)于1951年6月首次使用Mylar这一商标，并于1952年获得注册。^[6]这一商标仍然是聚酯薄膜最著名的名称。该商标目前的所有者是杜邦-帝人薄膜美国有限合伙公司(DuPont Teijin Films US)，这是一家日本公司的合作伙伴。^[7]

在苏联，PET聚酯于1949年首次在苏联科学院高分子化合物研究所的实验室制造，其名称“Lavsan”是其首字母缩略词。^[8]

PET聚酯塑料瓶于1973年由纳撒尼尔·怀斯(Nathaniel Wyeth)申请获得专利。^[9]

PET聚酯在其自然状态下是无色的半结晶树脂。根据加工方式，PET聚酯可以是半刚性到刚性的，并且非常轻。它能很好地阻隔气体和水分，还能很好地阻隔酒精(需要额外的隔绝处理)和溶剂。它坚固且耐冲击。当暴露于氯仿和某些其他化学物质如甲苯时，PET聚酯会变成白色。^[10]

除了聚酯纤维以外，商品PET聚酯的结晶度上限大约在60%。透明产品可以通过将熔融聚合物快速冷却到玻璃化转变温度(T_g)以下得到，形成的是无定形固体。像玻璃一样，当熔体冷却时，如果分子没有足够的时间以有序的结晶方式排列，无定形PET聚酯就会形成。在室温下，分子被冻结在适当的位置，但如果加热到玻璃化转变温度(T_g)以上时，分子吸收足够的热能，它们就会开始再次移动，使晶体成核并生长。这个过程被称为固相结晶。

缓慢冷却时，熔融聚合物会形成结晶度更高的材料。当从无定形固体结晶时，这种材料会形成包含有许多小微晶的球晶，而不是形成一个大的单晶。当光穿过微晶和无定形区域之间的边界时，会产生散射。这种散射意味着结晶PET聚酯在大多数情况下是不透明的和白色的。拉丝是少数能够生产近乎单晶产品的工业工艺之一。

3.1 特性粘度

PET聚酯最重要的特征之一是其特性粘度。^[11]

材料的特性粘度，通过外推至溶液浓度趋于零时的比浓粘度而得到，以分升/克(dℓ/g)度量。特性粘度取决于其聚合物链的长度，由于外推至零浓度，可以不用单位表示。聚合物链越长，链之间的缠结越多，粘度就越高。特定批次树脂的平均链长可以在缩聚过程中控制。

PET聚酯的特性粘度范围:^[12]

纤维级:

0.40–0.70 纺织品

0.72–0.98 工业及轮胎帘线

薄膜级:

0.60–0.70 BoPET(双轴向PET聚酯薄膜)

0.70–1.00 热成型片材

瓶级:

0.70–0.78 水瓶(扁平)

0.78–0.85 碳酸软饮

单丝，工程塑料

1.00–2.00

PET聚酯易吸湿，这意味着它能够从周围环境中吸收水分。然而，当这种“潮湿”的PET聚酯被加热时，会发生水解从而降低它的弹性。因此，在树脂进入成型机加工之前，必须将其干燥。PET聚酯在进入加工设备前的干燥处理是通过使用干燥剂或干燥机完成的。

在干燥机内，干热空气被泵入装有树脂的料斗底部，使其向上流经粒料，在途中除去水分。湿热空气离开料斗顶部，首先流经后冷却器，因为从冷空气中去除水分比从热空气中去除水分更容易。产生的湿冷空气然后通过干燥剂层。最后，离开干燥剂层的干冷空气在加热炉中被再次加热，并在闭环中通过相同的过程返回。通常，树脂中的残留水分含量在加工前必须小于百万分之五十(重量份数)。在干燥机内的停留时间不应短于四小时。这是因为要在不到4小时内完成干燥过程需要高于160℃的温度，在这一温度下颗粒在被干燥前内部就开始发生水解。

PET聚酯也可以在压缩空气树脂干燥器中干燥。压缩空气干燥器不重复使用干燥空气。干燥、加热的压缩空气像在干燥机中一样循环通过聚酯粒料，然后释放到大气中。

除纯PET聚酯(均聚物)外，还可以通过共聚反应得到改性的PET聚酯。

在某些情况下，改性共聚物更适合特定的应用。例如，环己烷二甲醇 (CHDM)可以代替乙二醇添加到聚合物主链中。因为这一构件比它所取代的乙二醇单元大得多(增加了6个碳原子)，所以它不像乙二醇单元那样适合相邻链。这会影响到结晶并降低聚合物的熔化温度。通常，这种PET聚酯被称为PETG或PET-G(改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；伊斯曼化学公司(Eastman Chemical)，SK化学公司(SK Chemicals Selenis)都是PETG制造商)。PETG是一种透明的无定形热塑性塑料，可以注塑成型、挤出片材或挤出成细丝，用于3D打印。它可以在加工过程中着色。

另一种常见的改性剂是间苯二甲酸，取代部分1，4-(对-)连接的对苯二甲酸单元。1，2-(邻-)或1，3-(间-)键连结构在链中产生一个角度，这也会影响结晶度。

这种共聚物对于某些模塑应用是有利的，例如热成型，可用于由共聚酯薄膜或无定形聚酯片材(A-PET/PETA)或PETG片材制造的托盘或泡罩包装。另一方面，结晶度对于有机械和尺寸稳定性要求的其他应用很重要，例如安全带。对于PET塑料瓶，少量使用间苯二甲酸、CHDM、二甘醇 (DEG)或其他共聚单体可能是有用的: 只要使用少量共聚单体，结晶会减慢，但不会被完全阻止。因此，塑料瓶可以通过拉伸吹塑成型(“SBM”)获得，塑料瓶既透明又具有足够的结晶度阻挡气味，甚至是气体，例如碳酸饮料中的二氧化碳。

聚对苯二甲酸乙二醇酯可由乙二醇和对苯二甲酸二甲酯(DMT) (C₆H₄(CO₂CH₃)₂)或对苯二甲酸制备。^[13]

前者是酯交换反应，而后者是酯化反应。

6.1 对苯二甲酸二甲酯工艺(DMT)

在对苯二甲酸二甲酯 (DMT)工艺中，这一化合物和过量的乙二醇在碱性催化剂作用下于150-200℃熔体中发生反应。甲醇(CH₃OH)通过蒸馏除去，以促进反应进行。过量的乙二醇在高温真空中蒸除。二次酯交换步骤在270-280℃下进行，乙二醇也同样连续蒸除。^[13]

这些理想化的反应如下:

第一步

C ₆H ₄(CO ₂CH ₃) ₂ + 2 HOCH ₂CH ₂OH → C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂OH) ₂ + 2 CH ₃OH

第二步

n C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂OH) ₂ → [(CO)C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂O)] _n + n HOCH ₂CH ₂OH

6.2 对苯二甲酸工艺

在对苯二甲酸工艺中，乙二醇和对苯二甲酸的酯化反应直接在中压(2.7-5.5 bar)和高温(220-260 ℃)下进行。水在反应中通过连续蒸馏除去:^[13]

n C ₆H ₄(CO ₂H) ₂ + n HOCH ₂CH ₂OH → [(CO)C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂O)] _n + 2 n H ₂O

PET聚酯在加工过程中会发生各种类型的降解。主要可能发生的降解方式包括水解和热氧化作用，后者可能是最主要的。当PET聚酯降解时，会发生几种情况: 变色、断链作用导致分子量降低、乙醛的形成以及交联作用(“凝胶”或“鱼眼”的形成)。变色是由高温下长时间热处理后形成的各种发色团导致的。当对聚合物的光学要求非常高时，例如在包装应用中，这就成了一个问题。热和热氧化降解导致材料的加工特性和性能变差。

缓解这种情况的一种方法是使用共聚物。共聚单体如CHDM或间苯二甲酸降低了熔融温度并降低了PET聚酯的结晶度(当该材料用于塑料瓶制造时尤其重要)。因此，树脂可以在较低的温度及较小的作用力下塑性成型。这有助于防止降解，将成品中的乙醛含量降低到可接受(即不明显)的水平。提高聚合物稳定性的另一种方法是使用稳定剂，主要是抗氧化剂，如亚磷酸酯。最近，通过纳米结构化学提高材料在分子水平上的稳定性也被考虑。

7.1 乙醛

乙醛是一种无色挥发性物质，有水果味。虽然它在一些水果中会自然形成，但它在瓶装水中会引起异味。乙醛是因为不当的处理导致PET降解而形成的。高温(PET聚酯在300 ℃或570 ℉以上分解)、高压、挤出速度(过高的剪切流会升高温度)和长的机筒停留时间都有助于乙醛的产生。当乙醛产生时，有部分仍溶解在容器壁里，然后扩散并贮存在产品中，改变味道和气味。对于非消耗品(如洗发水)、果汁(已含有乙醛)或软饮料等味道浓烈的饮料来说，这不是问题。然而，对于瓶装水来说，低含量乙醛也会很严重，因为如果没有任何东西掩盖气味，即使乙醛浓度极低(在水中为十亿分之10-20)也会产生异味。

7.2 锑

锑(Sb)是一种准金属元素，在PET聚酯生产中以三氧化锑(Sb₂O₃)或三醋酸锑化合物形式作为催化剂使用。在完工的产品表面会发现可检测量的锑。这种残留物可以通过洗涤除去。锑也残留在材料本身中，因此可以迁移到食物和饮料里。将PET聚酯暴露在沸水或微波下会显著增加锑的含量，可能超过美国环保局的最大污染水平。^[14]世卫组织评估的饮用水限量为十亿分之二十(WHO，2003年)，而美国的饮用水限量为十亿分之六。^[15]虽然口服三氧化二锑毒性低，^[16]但它的存在仍然令人担忧。瑞士联邦公共卫生局通过比较PET聚酯塑料瓶和玻璃瓶装的水来调查锑的迁移量: PET瓶中水的锑浓度较高，但仍远低于允许的最大浓度。瑞士联邦公共健康办公室得出结论，少量锑从PET迁移到瓶装水中，但由此产生的低浓度锑对健康的风险可以忽略不计(世卫组织确定的“每日可耐受摄入量”的1%)。随后(2006年)一项更为广泛宣传的研究发现PET瓶中水的锑含量与之相似。^[17]世卫组织发布了饮用水中锑含量的风险评估。^[16]

然而，在英国生产的用PET聚酯瓶装浓缩果汁(未制定相关标准)中锑含量高达44.7 µg/L，远高于欧盟对自来水5 µg/L的限制。^[18][19]

7.3 生物降解

诺卡氏菌(Nocardia)属中至少有一种细菌可以用酯酶降解PET聚酯。^[20]

日本科学家已经分离出一种细菌， Ideonella sakaiensis细菌，它拥有两种酶，可以将PET分解成细菌可以消化的碎片。Ideonella sakaiensis 菌落可以在大约六周内分解塑料薄膜。^[21][22]

2010年4月发表于《环境与健康展望》(Environmental Health Perspectives) 杂志的评述提出PET聚酯可能在常用条件下产生内分泌干扰物，并建议对此课题进行研究。^[23]作者提出的机制里包含邻苯二甲酸酯以及锑的浸出。2012年4月发表于《环境监测杂志》(Journal of Environmental Monitoring)上的一篇文章得出的结论表明即使在高达60℃(140 °F)的温度下短暂储存，PET瓶中储存的去离子水中锑的浓度仍保持在欧盟可接受的限度内。但在室温下储存不到一年的瓶装内容物(水或软饮料)也会偶尔超过欧盟的限制。^[24]

PET聚酯塑料瓶有两种基本成型方法，一步成型法和两步成型法。在两步成型法中，需要用到两台独立的机器。第一台机器通过注塑得到预成型件，它类似于试管，瓶盖螺纹已经成型到位。管的主体明显更厚，因为它将在第二步中使用拉伸吹塑膨胀成其最终形状。

在第二步中，预成型件被快速加热，然后向两个半模膨胀，形成瓶子的最终形状。预成型品(未充气的瓶子)本身现在也可用作坚固且独特的容器；除了可以存放新奇的糖果之外，某些红十字分会也将它们作为“生命之瓶”计划的一部分分发给房主用以存储病史，以便提供给紧急救援人员。

在一步成型法中，从原材料到成品容器的整个过程都在一台机器上进行，这让它特别适合于塑造非标准形状(定制模制品)，包括广口瓶、扁平椭圆形、烧瓶形状等。它最大的优点是减少了占用空间、降低产品处理量和能量消耗，并且视觉质量比两步法系统高得多。

据2016年的估计，每年生产的PET聚酯达5600万吨。^[25]虽然大多数热塑性塑料原则上都可以回收利用，但PET聚酯塑料瓶的回收比许多其他应用塑料更有实用性，因为树脂价值高，并且PET聚酯几乎广泛应用于用水和碳酸软饮装瓶。PET聚酯的树脂识别码为1。^[26]回收PET聚酯的主要用途是制作聚酯纤维、扎带和非食品容器。^[26]

PET聚酯作为地毯纤维正在迅速获得市场份额，这是由于PET聚酯具有可回收性并且有很多用后的瓶装废品。莫霍克工业公司(Mohawk Industries)于1999年发布了一种由100%用后回收的PET制成的聚酯纤维，everSTRAND。从那时起，超过170亿个塑料瓶被回收到地毯纤维中。^[27]Pharr Yarns是众多地毯制造商的供应商，包括Looptex、Dobbs Mills和Berkshire Flooring公司，^[28]它生产了一种蓬松丝(bulk continuous filament，BCF)状PET地毯纤维，其至少含有25%用后回收原料。

与许多塑料一样，PET聚酯也是热焚烧处理极佳的候选材料，因为它由碳、氢和氧组成，只有痕量的催化剂元素(但没有硫)。PET聚酯具有烟煤的能量含量。

在回收聚对苯二甲酸乙二醇酯时，通常有三种方式需要区分:

1. 化学循环回收成初始原料，这一过程导致聚合物结构被完全破坏，并被转化为纯对苯二甲酸 (PTA)或对苯二甲酸二甲酯 (DMT)和乙二醇 (EG)，或者转化为加工过程中的中间体，如双(2-羟基乙基)对苯二甲酸酯。
2. 机械回收，聚合物原本的性质被保持或者重构。
3. 发生酯交换反应过程的化学循环回收，将其他二醇/多元醇或甘油加入制备多元醇聚酯，可用于其他领域，例如聚氨酯生产或聚氨酯泡沫生产。^[29][30]

只需具有每年超过50，000吨高容量的回收线，PET聚酯的化学回收就会有成本效益。这样的生产线即使有也只能在非常大的聚酯制造商的生产现场看到。曾有多次建设这种化学回收工厂的尝试，但都没有取得较大成功。到目前为止，即便是很有前景的日本化学回收行业也未取得工业上的突破。主要有两种原因造成了这一状况: 首先，要在单一地点持续大量采购废塑料瓶很困难，其次，废塑料瓶的收购价格一直上升并持续波动。例如，2000年至2008年间，包装瓶的价格大概从50欧元/吨上升到2008年的500欧元/吨以上。

目前，PET聚酯以聚合物状态通过多种形式进行回收或直接循环利用。这些过程是中小型工厂的典型模式。产能在5000-20,000吨/年范围内的工厂，其成本效益就可以实现。在这种情况下，几乎当今所有类型的可回收利用的材料都可能反馈回物料循环中。这些不同的回收过程将在下文详细讨论。

除了第一次加工和使用过程中产生的化学污染物和降解产物之外，机械性杂质是回收线上导致品质降低的主要杂质部分。回收材料越来越多地被引入到制造过程，尽管这些过程最初只为新材料设计。因此，高效分选、分离和清洁过程对于回收高质量的聚酯变得至关重要。

谈到聚酯回收行业，我们主要关注的是PET聚酯塑料瓶的回收，它可以应用于各种液体包装，如水、碳酸软饮料、果汁、啤酒、酱油、洗涤剂、家用化学品等。因为形状及其相似性，瓶子很容易被辨认，且通过自动或手动分拣过程可以从废塑料流中分离。已建立的聚酯回收工业主要由三个部分组成:

• PET聚酯塑料瓶的收集及废品分离: 废品物流
• 干净瓶片的生产: 薄片生产
• PET聚酯薄片转化为最终产品: 薄片加工

第一部分的中间产品是PET聚酯含量大于90%的包装瓶废品。最常见的交易形式是捆包，但在市场上也常见到砖砌的，甚至是松散的，预切割后的瓶子。在第二部分，回收的瓶子被转化为干净的PET聚酯瓶片。该步骤可能或多或少有些复杂，而这取决于最终所需的薄片质量。在第三步中，PET聚酯瓶片被加工成任何种类的产品，如薄膜、瓶子、纤维、细丝、扎带或中间体，如进一步加工和工程塑料所用的粒料。

除了这种外部(消费后)形式的聚酯瓶回收，还有许多内部(消费前)回收过程，废弃的聚合物材料不会离开生产现场进入自由市场，而是在同一生产回路中重复使用。通过这种方式，纤维废料被直接再利用来生产纤维，预成品废料被直接再利用来生产预成品，薄膜废料被直接再利用来生产薄膜。

10.1 PET聚酯塑料瓶回收

纯化和去污

所有成功的回收理念都隐藏纯化和去污效率里，这需要在加工过程中恰当的时机进行并能够达到必要或期望的程度。

一般来说，下述原则是通用的: 在该过程中，异物越早去除，去除越彻底，该过程就越有效。

PET聚酯需要高达280℃(536 ℉)的增塑温度，这就是为什么几乎所有常见的有机杂质如 PVC 、PLA 、聚烯烃、化学木浆和造纸纤维、聚醋酸乙烯酯、熔融粘合剂、着色剂、糖和蛋白质残余物都会转化为有色降解产物的原因，这些降解产物又可能释放出另外的反应性降解产物。这使得聚合物链中的缺陷数量显著增加。杂质的粒度分布很广，尺寸在60–1000 µm的大颗粒(裸眼可见，可滤除)影响较小，因为它们的总表面积相对较小，因此降解速度也较慢。微小颗粒的影响相对较大(因为有很多)，它们会增加聚合物中缺陷的频率。

在许多回收过程中，“眼不见，心不烦”这一格言非常重要。因此，在这种情况下，除了高效分拣之外，通过熔体过滤工艺去除可见杂质颗粒也有特别的作用。

一般来讲，从收集的瓶子中制造PET聚酯瓶片的方法是多种多样的，因为不同的废品流在成分和质量上是不同的。从技术角度来看，不会只有一种方法。与此同时，提供薄片生产工厂和部件的工程公司有很多，很难为这个或那个工厂定好设计。然而，有些过程也会共享大部分这些原则。根据流入材料的成分和杂质水平，以下基本工艺步骤是通用的。^[31]

1. 拆包，拆块
2. 按不同颜色分类和挑选，去除外来物，包括薄片、纸张、玻璃、沙子、土壤、石头和金属，外来聚合物特别是聚氯乙烯也要去除
3. 不切割预清洗
4. 干切削或结合预洗
5. 清除石头、玻璃和金属
6. 空气筛分去除薄片、纸张和标签
7. 研磨、干燥和/或加湿
8. 通过密度差异去除低密度聚合物(如杯子)
9. 热洗
10. 苛性碱清洗，表面腐蚀，保持特性粘度和去污
11. 漂洗
12. 清水漂洗
13. 干燥
14. 空气筛分薄片
15. 自动分拣薄片
16. 水循环和水处理技术
17. 薄片质量控制

杂质和材料缺陷

考虑到使用期限延长，终端应用频次增加以及多次的重复回收利用，聚合物材料中积累的杂质和材料缺陷的数量都会持续增长(无论是在加工过程还是在使用过程都会发生)。就PET聚酯塑料瓶的回收而言，上述缺陷可分为以下几类:

1. 具有反应活性的OH-或COOH-端基转变为惰性或不具反应活性的端基，例如，对苯二甲酸通过脱水或脱羧形成乙烯基酯端基，OH-或COOH-端基与单官能降解产物如单个羧酸或醇发生反应。结果导致再缩聚或再次固相缩聚的反应活性降低，分子量分布变宽。
2. 热氧化降解导致端基更多地向COOH基团转变。结果使反应性能降低，潮湿环境下热处理过程引起的酸自催化分解反应增加。
3. 多官能大分子的数量增加。凝胶及支化长链缺陷积累。
4. 异类聚合物以及有机和无机杂质的数量、浓度和种类增加。在新的热应力作用下，有机异物将通过分解发生反应。这使得进一步的降解产物(基底物质和有色物质)被释放出来。
5. 在空气(氧气)和潮湿环境中，羟基和过氧基团会在聚酯产品的表面生成。紫外线会加速这一过程。在进一步的处理过程中，氢过氧化物会生成氧自由基，氧自由基则是氧化降解的根源。氢过氧化物的破坏作用会发生在第一次热处理之前或塑化过程中，并且适当的添加剂如抗氧化剂会促进这一过程。

考虑到上述化学缺陷和杂质，在每个循环过程中，需要对以下聚合物的特性进行持续修改，这些特性可通过化学和物理实验分析检测出来。

特别是:

• COOH端基的增加
• 重色号的增加
• 模糊度的增加(透明产品)
• 低聚物含量的增加
• 可滤性的减少
• 副产物如乙醛、甲醛含量的增加
• 可提取外来污染物的增加
• 轻颜色减少
• 特性粘度或动态粘度降低
• 结晶温度降低，结晶速度提高
• 机械性能如拉伸强度、断裂伸长率或弹性模量降低
• 分子量分布变宽

PET聚酯塑料瓶回收同时也有一个由各种工程公司提供的工业标准流程。^[32]

10.2 聚酯回收加工实例

聚酯回收工艺过程几乎与基于初级粒料或熔体的制造工艺过程一样多种多样。根据回收材料的纯度，聚酯可以与原生聚合物混合或者以100%回收的聚合物为原料应用于大多数的聚酯制造工艺中。但也有些例外，比如低厚度的双轴向聚酯薄膜，具有特殊用途的光学薄膜，以大于6000米/分钟的速度纺丝的纱线，微丝和微纤维都只能通过原生聚酯生产。

瓶片的简单再造粒过程

这个过程需要通过干燥、结晶、塑化、过滤以及造粒过程将废品瓶转化成薄片。产品是无定形再造颗粒，特性粘度在0.55-0.7 dℓ/g范围内的，而这取决于PET聚酯薄片预干燥过程的完成度。

产品的特点是: 乙醛和低聚物在颗粒中含量较低；粘度降低，颗粒是无定形的，进一步加工之前必须结晶和干燥。

可用于:

• 热成型用无定形聚酯片材
• PET聚酯原料添加品
• 双轴向PET聚酯包装薄膜
• 固相缩聚PET瓶树脂
• 地毯纱线
• 工程塑料
• 细丝
• 无纺布
• 包装条纹布
• 人造短纤维。

选择再造粒这一方式意味着需要额外多一步转化过程，一方面，这个过程是高能耗且高成本的，并会导致热损害。但另一方面，造粒步骤具有以下优点:

• 强化熔体过滤
• 中间产品质量控制
• 添加剂改性
• 依据质量进行产品选择和分离
• 处理灵活性增加
• 品质均化。

瓶用PET聚酯颗粒或薄片(瓶到瓶)和无定形PET聚酯的制造

这个过程基本类似于上述过程；然而，所生产的粒料直接(连续或不连续)结晶，然后在滚筒式干燥器或立管式反应器中进行固相缩聚。在该加工步骤中，0.80-0.085 dℓ/g的相应特性粘度得到复原，同时乙醛含量降低到 1 ppm 以下。

事实上，欧洲和美国的一些机器制造商和生产线建造商(例如BePET^[33]公司、Starlinger^[34]公司、URRC公司、BÜHLER公司)正努力提供独立的回收工艺，比如所谓的瓶对瓶(B-2-B)工艺，目的在于应用所谓的挑战性测试方法提供所需提取残留物“存在”以及模拟污染物去除的普遍证明，根据美国食品和药物管理局(FDA)要求，要将处理过的聚酯应用于食品行业这一测试是必需的。除了该工艺需要获得批准外，任何此类工艺的用户都必须经常检查美国食品和药物管理局(FDA)为其工艺生产原材料设置的限制。

瓶片的直接转化

为了节约成本，越来越多的聚酯中间体生产商，如纺纱厂、扎带厂或流延薄膜制造厂，都致力于直接使用从二手塑料瓶回收的聚酯薄片，期望由此制造出更多的聚酯中间体。为了调节必要的粘度，除了将薄片进行有效的干燥处理外，还可能需要将薄片进行熔体缩聚或固相缩聚过程以重新构造粘度。最新的PET聚酯薄片转化工艺采用双螺杆挤出机、多螺杆挤出机或多次旋转系统以及配套的真空脱气设备来去除水分并避免薄片发生预干燥。这些方法可以未干燥的聚酯薄片转化，不会因水解而显著降低粘度。

对于PET聚酯瓶片的消费，其主要部分的70%转化为纤维和细丝。在纺丝过程中如果直接使用二手材料如瓶片时，有几项加工原则需要遵守。

制造预取向丝(POY)的高速纺丝工艺通常需要0.62-0.64 dℓ/g的粘度。从瓶片原料开始，粘度可以通过干燥程度来设定。二氧化钛的添加使用是全消光或半消光纱线所必需的。为了保护喷丝头，将熔体进行有效过滤在任何情况下都是必要的。目前，由100%回收聚酯制造的预取向丝(POY)数量还很少，因为这一过程需要高纯度的纺丝熔体。大多数情况下使用的是原生颗粒和回收颗粒的混合物。

短纤维可以在相对较低的特性粘度范围内纺丝，所需粘度范围在0.58到0.62 dℓ/g之间。这种情况下，所需的粘度可以通过干燥或真空调节(使用真空挤出时)来控制。为了调节粘度，也可以加入长链调节剂如乙二醇或二甘醇。

纺粘无纺布——用于精纤度领域的纺织品以及作为重型纺粘无纺布基材，例如用于屋顶覆盖物或道路建筑中——可以通过纺织瓶片来制造。纺织粘度也在0.58-0.65 dℓ/g范围内。

高韧性包装条纹和单纤维丝的制造都需要用到回收的材料，并且这一领域越来越受到关注。在这两种情况下，初始原料主要是那些特性粘度较高的回收材料。然后在熔体纺丝工艺中制造高韧性包装条纹和单纤维丝。

10.3 回收成单体

聚对苯二甲酸乙二醇酯可以解聚生成单体组分。纯化后，单体可用于制备新的聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯中的酯键可以通过水解或酯交换来裂解。这些反应与生产过程中的反应完全相反。

乙二醇部分解聚

乙二醇部分解聚(与乙二醇发生酯交换反应)将刚性聚合物转化为短链低聚物，可以在低温下熔融过滤。一旦除去杂质，低聚物可以返回到生产过程中进行聚合。

这一任务需要供给10-25%的瓶片进料，同时需要保持生产线上瓶球产品的品质。实现这一目标的方法是通过加入少量乙二醇将PET聚酯瓶片降解到约0.30 dℓ/g的特性粘度(已在第一次塑化过程中，可在单螺杆或多螺杆挤出机中进行)，并且在塑化后，直接对低粘度熔体流进行有效的过滤处理。此外，温度可以降到最低限度。另外，通过这种处理方式，在增塑过程中直接添加相应的磷稳定剂，氢过氧化物可能发生化学分解。与其他过程一样(比如H₃PO₃添加过程)，氢过氧化物基团的破坏作用已经在薄片处理的最后步骤中发生。^[35]经乙二醇部分解聚并仔细过滤的回收材料被连续投料到酯化或预缩聚反应器中，同时需要相应地调整原料的剂量。

10.4 乙二醇完全解聚、甲醇解和水解

通过乙二醇完全解聚处理将聚酯完全转化为双(2-羟基乙基)对苯二甲酸酯(C₆H₄(CO₂CH₂CH₂OH)₂)。该化合物可通过真空蒸馏纯化，是聚酯生产使用的中间体之一。所涉及的反应如下:

[(CO)C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂O)] _n + n HOCH ₂CH ₂OH → n C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂OH) ₂

这一回收路线在日本已作为实验性生产在工业规模上实施。

类似于乙二醇完全解聚，甲醇解将聚酯转化为对苯二甲酸二甲酯(DMT)，并可过滤及真空蒸馏:

[(CO)C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂O)] _n + n HOCH ₂CH ₂OH → n C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂OH) ₂

如今工业上很少进行甲醇分解，因为基于对苯二甲酸二甲酯(DMT)的聚酯生产大幅萎缩，许多对苯二甲酸二甲酯(DMT)生产商也已消失。^[36]

同样如上所述，聚对苯二甲酸乙二醇酯可以在高温高压下水解成对苯二甲酸和乙二醇。所得粗对苯二甲酸可以通过重结晶纯化，得到适合再进行聚合反应的原料:

[(CO)C ₆H ₄(CO ₂CH ₂CH ₂O)] _n + 2 n H ₂O → n C ₆H ₄(CO ₂H) ₂ + n HOCH ₂CH ₂OH

这种方法似乎还没有商业化。