Как производят ПЭТ-пластик: от сырья до перерабатываемой тары

Пластик из полиэтилентерефталата (ПЭТ) — один из наиболее часто используемых пластиков в мире, известный своей универсальностью, прочностью и возможностью вторичной переработки. ПЭТ широко используется в упаковке, особенно для продуктов питания и напитков, благодаря своим превосходным барьерным свойствам и профилю безопасности. Понимание того, как производится ПЭТ-пластик, может дать представление о его широком использовании и преимуществах, которые он дает.

Шаг 1. Сырье

Производство ПЭТ-пластика начинается с сырья этиленгликоля и терефталевой кислоты. Они получаются из нефти посредством ряда химических процессов. Этиленгликоль — бесцветная жидкость без запаха, а терефталевая кислота — белый кристаллический порошок. Оба являются важными строительными блоками в синтезе ПЭТ.

Этиленгликоль обычно получают из этилена, а терефталевую кислоту получают путем окисления пара-ксилола, продукта переработки сырой нефти. Зависимость от нефтяного сырья подчеркивает важность переработки ПЭТ для снижения зависимости от ископаемого топлива.

Шаг 2: Этерификация

Первым этапом процесса производства ПЭТ является этерификация. На этом этапе этиленгликоль и терефталевая кислота соединяются при высоких температурах с образованием мономеров. Во время этерификации два сырья реагируют с образованием бис(2-гидроксиэтил)терефталата (BHET) и воды. Образовавшаяся вода удаляется из реакции, чтобы довести ее до завершения.

Этерификация проводится в реакторе при температуре от 220°С до 260°С. Удаление воды имеет решающее значение, поскольку оно смещает химическое равновесие в сторону образования БГЭТ, обеспечивая более высокий выход желаемых мономеров. Этот шаг закладывает основу для создания длинных полимерных цепей на последующих этапах.

Шаг 3: Поликонденсация

После этерификации BHET подвергается поликонденсации — процессу, при котором мономеры соединяются вместе с образованием длинных полимерных цепей. Это достигается путем нагревания BHET при пониженном давлении, что позволяет удалить этиленгликоль как побочный продукт. В результате получается расплавленная смола ПЭТ с высокой молекулярной массой, образующая основную структуру ПЭТ-пластика.

Поликонденсация обычно происходит при температуре от 270°C до 280°C в условиях вакуума. Удаление этиленгликоля облегчается применением вакуума, что снижает температуру кипения соединения и обеспечивает эффективное удаление. Полученная ПЭТ-смола имеет высокую степень полимеризации, что способствует ее прочности и долговечности.

Шаг 4. Твердотельная полимеризация (необязательно)

Для достижения более высоких молекулярных масс ПЭТ смола может подвергаться полимеризации в твердом состоянии (SSP). Этот процесс включает нагрев гранул ПЭТ в твердом состоянии под вакуумом или в атмосфере инертного газа. SSP улучшает свойства полимера, что делает его пригодным для более требовательных применений, например, для изготовления бутылок для напитков, требующих высокой прочности и прозрачности.

SSP выполняется при температурах ниже точки плавления ПЭТ, обычно от 200 до 220 °C. Этот этап увеличивает молекулярную массу полимера, не вызывая его плавления, улучшая его механические свойства и устойчивость к термическому разложению. SSP особенно важен для производства ПЭТ, используемого в высокопроизводительных приложениях.

Шаг 5: Экструзия и гранулирование

После достижения желаемой молекулярной массы ПЭТ-смола охлаждается и экструдируется в длинные нити. Эти пряди затем разрезаются на небольшие гранулы, с которыми легче обращаться и транспортировать. Эти ПЭТ-гранулы служат сырьем для производства различной ПЭТ-продукции.

Экструзия включает в себя продавливание расплавленного ПЭТ через матрицу с образованием непрерывных нитей, которые затем охлаждаются и затвердевают. Затвердевшие пряди измельчаются в однородные гранулы, которые упаковываются для распределения. Эти гранулы являются основным сырьем для различных процессов производства ПЭТ.

Шаг 6: Производство продукции

Пеллеты ПЭТ можно плавить и формовать в различные формы и изделия с помощью различных производственных процессов:

Литье под давлением: Пеллеты ПЭТ плавятся и впрыскиваются в формы для создания преформ, которые имеют небольшую форму, похожую на пробирку. Эти преформы являются отправной точкой для изготовления бутылок и контейнеров.

Выдувное формование: преформы нагреваются и помещаются в выдувные формы, где они надуваются, чтобы придать окончательную форму бутылкам или контейнерам. Выдувное формование обеспечивает равномерную толщину и прочность готового изделия.

Термоформование: Для производства таких предметов, как лотки и раскладывающаяся упаковка, листы ПЭТ нагревают и формуют до желаемой формы с использованием методов вакуумной формовки или формовки под давлением.

Литье под давлением используется для производства преформ, которые затем повторно нагреваются и выдуваются в окончательную форму бутылки. Выдувное формование можно разделить на два основных типа: литье с раздувом (IBM) и выдувное формование с вытяжкой (SBM). IBM используется для контейнеров меньшего размера, а SBM — для бутылок большего размера. Термоформование — это еще один метод изготовления жестких изделий из ПЭТ, при котором листы ПЭТ нагреваются до тех пор, пока они не станут гибкими, а затем формуются в изделия с помощью форм.

Переработка ПЭТ-пластика

Одним из существенных преимуществ ПЭТ-пластика является его возможность вторичной переработки. Вторичный ПЭТ (rPET) можно производить путем сбора использованных продуктов из ПЭТ, их очистки и переработки в хлопья или гранулы. Эти гранулы вторичного ПЭТ затем могут быть использованы для производства новых продуктов из ПЭТ, замыкая цикл и способствуя развитию экономики замкнутого цикла. Переработка ПЭТ не только экономит ресурсы, но и снижает воздействие на окружающую среду, связанное с производством нового пластика из нефти.

Процесс переработки включает в себя несколько этапов:

• Коллекция: Использованные ПЭТ-контейнеры собираются в рамках программ вторичной переработки и систем возврата депозитов.
• Сортировка: Собранный ПЭТ сортируется от других пластиков и загрязнений.
• Уборка: Отсортированный ПЭТ очищается от этикеток, клея и остатков.
• Уничтожение: Чистый ПЭТ измельчается на мелкие хлопья.
• Пеллетирование: Хлопья плавятся и формируются в гранулы, которые можно использовать для изготовления новых изделий из ПЭТ.

Переработка ПЭТ очень эффективна и помогает сократить количество пластиковых отходов, попадающих на свалки или в окружающую среду. Кроме того, использование вторичного ПЭТ в новых продуктах позволяет экономить сырье и снижает выбросы углекислого газа при производстве ПЭТ.

Экологические аспекты

Производство ПЭТ-пластика является энергоемким процессом, но возможность его вторичной переработки помогает смягчить некоторые последствия для окружающей среды. Легкий характер ПЭТ также снижает выбросы при транспортировке по сравнению с более тяжелыми упаковочными материалами, такими как стекло. Кроме того, текущие инновации направлены на повышение устойчивости производства ПЭТ, например, использование биологического сырья и совершенствование технологий переработки.

Инновации в производстве ПЭТ включают разработку ПЭТ на биологической основе, изготовленного из возобновляемых ресурсов, таких как растительные материалы, что может снизить зависимость от ископаемого топлива. Кроме того, достижения в области химической переработки направлены на расщепление ПЭТ на сырье, что позволяет осуществлять бесконечную переработку без ухудшения качества.

Производство ПЭТ-пластика включает в себя несколько химических и механических процессов, начиная с сырья и заканчивая универсальными, пригодными для вторичной переработки ПЭТ-бутылками и контейнерами. Понимание жизненного цикла ПЭТ помогает оценить его роль в современной упаковке и его потенциал для содействия более устойчивому будущему. 

Ванкай предоставляет высококачественная ПЭТ-чип и смолы пищевого и промышленного качества для удовлетворения различных потребностей продукции. Их Бутылочная ПЭТ-чипса разработаны в соответствии со строгими стандартами безопасности, гарантируя, что они безопасны для использования в упаковке расходных материалов, таких как напитки, пищевые контейнеры и другие продукты, которые вступают в прямой контакт с пищевыми продуктами. Эти ПЭТ-чипсы обладают превосходной прозрачностью, прочностью и барьерными свойствами, что делает их идеальными для сохранения свежести и безопасности упакованных товаров.

Для промышленного применения компания Wankai предлагает надежные ПЭТ-смолы специально разработан для удовлетворения требований упаковки непищевых продуктов, текстиля и других промышленных целей. Эти ПЭТ-смолы разработаны для обеспечения превосходной долговечности, химической стойкости и механических свойств, гарантируя, что они могут выдерживать суровые условия промышленных процессов и применений. Будь то создание прочных и легких упаковочных решений или прочных и надежных промышленных компонентов, компании WankaiПромышленные ПЭТ-смолы Обеспечьте стабильную производительность и качество.