1  废饮料瓶的分选与分离

    分选是指把废饮料瓶按材质和（或）颜色初步分开，以便于更好、更有效地利用资源；分离是指把每个废饮料瓶按瓶体、瓶盖、瓶标签分拆开，按类回收处理。

    目前欧洲和美国使用的一种自动分选的设备，它可以将其它聚合物瓶和有颜色的瓶子从PET废饮料瓶中分离出来，以适应大规模处理物料的要求。几乎所有的分选系统都是利用不同树脂对光的吸收率不同的原理，由电脑系统通过红外线或X光探测器识别出该物质的类型，决定是否从物料流中弹出。如需弹出，在探测器后的气动阀门会立即开启，将其从料流中弹出；当可见光通过有色瓶时，瓶子会呈现阴影，这样就很容易将有色瓶子和透明瓶子分离开来，可分离出淡蓝、深蓝、黑色等不同颜色的瓶子。

    据业内人士称，我国绝大部分回收公司在处理废饮料瓶时，都采用人工分选的方法，将废饮料瓶按颜色分开，并除去杂类瓶子；还有公司按瓶标签上的生产厂家进行分类处理。经过分类的废饮料瓶再人工将瓶盖和瓶标签拆下来，若瓶盖材料为高密度聚乙烯（HDPE），可以直接挤出造粒销售；目前瓶标签多数是（乙烯／乙酸乙烯酯）共聚物（E/VAC），也有的采用聚丙烯（PP）（双向拉伸聚丙烯，BOPP)材料，可以集中挤出造粒，作为混合的废塑料使用。

2  废饮料瓶瓶体的切片清洗

    分选和分离之后，需将废饮料瓶瓶体切成大小规则、形状一致的小片，以方便运输和后续加工的计量和加料。通常使用撕碎机或切粒机对废饮料瓶的瓶体进行切片处理。

    撕碎机的2个异步或4个同步的逆转轴上装有切割盘和远程轴环，相邻盘产生撕碎作用，碎片的长度是由切割盘周围的“小钩”的数量决定。由于同时进行撕裂和切割作用，非常适用于处理废饮料瓶；切粒机由多个旋转刀片和3～4个静止刀片组成，通过旋转刀片和静止刀片的切割作用将瓶体切成小颗粒，刀与刀之间的旋切间隙越精细，相应的颗粒质量越高，操作费用越低。

    美国Sorema公司已经开发出用于废饮料瓶的切片清洗技术和成套设备，包括瓶子的热洗、分类、湿磨、超级清洗、切片等。国内常见的设备为简易水下切片机，在水中将废饮料瓶切成10 mm以下的不规则三角形或多边形片状物，并且对切片同步进行初步清洗处理，再经碱洗、清水冲洗、离心机甩干、日晒、装包，就可以得到尺寸基本均匀、干净的PET瓶片，可以满足下游加工的需要。

3  PET瓶片的直接利用

    PET瓶片的直接利用是指将废PET瓶片料与新料以一定的比例掺混，主要用于纺制粗特短丝，生产地毯、填絮棉、无纺布等产品，其性能与用新料制得的产品相近。

    将废PET瓶片料与新料掺混，可以提高其平均特性粘度，不仅提高了低粘度组分的力学性能，而且还可以改善高粘度组分的流动性，同时由于分子量分布的加宽，减小了PET的应力开裂，形成的混合料可用于纺丝、拉膜等，这种工艺简便易行，可保持纺丝生产工艺和产品质量的稳定。

    熔融挤出法生产的PET再生切片在稳定的工艺条件下能正常成膜，{bfb}再生切片可生产包装膜，含质量分数为10％～20%的再生切片的掺混料可稳定生产满足标准的绝缘膜；含15％～40%再生切片的掺混料可生产能满足标准的金属化膜。

4  PET瓶片的反应挤出增粘

    将回收的PET瓶片直接挤出造粒后其特性粘度会大幅降低至0.4～0.5 dL/g左右。这是因为PET瓶片在清洗过程中会残留一定的水分，在挤出过程中极易发生水解和热解，导致其分子链发生断裂，相对分子质量会大幅度降低而发脆易断裂，其力学性能难以满足应用要求。而工业用的PET粒料，即使要求很低的纺织纤维或薄膜用PET的特性粘度都要求高于0.6 dL/g。为此，可采用反应挤出增粘方法来提高其相对分子质量，以达到较高的特性粘度。

    反应挤出增粘即在物料熔融挤出的过程中加入扩链剂，使其分子与两个或两个以上的PET大分子的端基进行扩链反应，使PET的分子质量增大，达到提高PET粘度的目的。扩链反应分为缩合型和加成型两类。由于缩合型扩链反应有低分子副产物生成，进而会影响最终产物的质量，故目前应用较多的是加成型扩链反应。其扩链剂主要包括环氧类、异氰酸醋类、酸酐类和恶唑啉类等。唐峰等以2，2一双（2-恶唑啉）（BOZ）为扩链剂对回收PET进行扩链增粘研究，从特性粘度和羧值的变化考察了其扩链效果，并用差示扫描量热（DSC)法研究了BOZ用量对PET热性能的影响。结果表明，BOZ对PET有一定的扩链效果，特性粘度从0.367 dL/g提高到0.511 dL/g,且BOZ使PET的冷结晶峰温度由112℃下降到106℃。

    蔡长庚等以BOZ与苯酐（PA）为扩链剂，考察了回收PET增粘改性后的动态流变性能和动态力学性能。结果表明，并用BOZ与PA的改性效果明显优于单一的BOZ，回收PET的特性粘度从0.411 dL/g提高到0.695 dL/g,增加约70%。但PET分子链中引人的扩链剂柔性链段可以提高分子链的运动能力，降低分子链的刚性，导致扩链后材料的弹性模量和玻璃化转变温度下降。

    郝源增等对环氧类扩链剂与恶唑啉类扩链剂对PET瓶回收料的增粘效果进行了对比，发现随着环氧类扩链剂用量的增加，PET的粘度增加很快，而恶唑啉类扩链剂对PET粘度的影响明显不如前者，说明环氧类的增粘效果优于恶唑啉类。

    L. Incarnatoa等采用均苯四酐（PMDA）为扩链剂增粘回收的PET。结果表明，PMDA为一种有效的扩链剂，仅0.50％0.75％的用量即有明显的增粘效果，增粘改性后PET可以进行中空吹塑加工。

    N. Tomes等发现二异氰酸盐作为扩链剂具有比恶唑啉类和环氧类更好的扩链效果。在PET新料中加人二异氰酸盐类扩链剂后其质均分子量从4Q 000g/mol增长到60 000g/mol，其特性粘度从0.7 dI/g增加到1.0 dL/g;用二异氰酸盐扩链改性回收PET料后，材料的质均分子量从30 000g/mol增长到51000 g/mol ;特性粘度可从0.60 dL/g增加到0.84 dL/g。同时其力学性能也有明显的改善，其中断裂伸长率从5％增长到300%，扩链后材料的性能接近新料。

    张素文等使用普通单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、接枝型反应挤出机和缩聚型反应挤出机研究了废PET瓶片料的特性粘度变化和反应挤出情况。结果表明，使用普通单螺杆挤出机或双螺杆挤出机对废PET瓶片料进行挤出时，物料的特性粘度均低于原料瓶片的特性粘度平均值；使用缩聚型反应挤出机加工废PET瓶片料时，挤出过程稳定，料条韧性好，不加扩链剂时，特性粘为0.66 dL/g左右，加人0.2%的PMDA作为扩链剂后，物料的特性粘度可达0.85dL/g。

    美国Sorema公司开发了专门用于PET瓶片的回收技术，制得的PET粒料可重新用于FDA认可的食品包装，而且经过增粘，特性粘度增加，可以再次制成PET瓶（即瓶对瓶回收技术），是一种比较科学合理的资源回收方法，产值及利润都很高。

5  PET瓶片的高分子合金制造

    PET一般不能直接注射成型，而回收PET更是存在着特性粘度低、流动稳定性差、脱模困难、制品冲击性差等问题。因此通常采用将回收PET与其它高分子材料共混或反应改性来制备高分子合金，使其达到高性能工程塑料的指标，作为性能优、价格低的再生塑料，用于注塑日常生活用品、工业零部件和电子电器塑料件等。

5.1  共混改性

    聚烯烃可以有效改善PET回收料的冲击性能、弯曲性能和尺寸稳定性。例如，用注塑级HDPE和PET再生料共混可以制备结构材料，随着共混物中PET用量的增加，共混物的熔点升高，熔体流动速率（MFR）大幅度下降。用注射成型法加工共混料时，PET再生料的含量不能超过30％。使用PE电缆废旧料作为增韧改性剂可提高回收PET的抗应力开裂性能，制备的结构材料不仅性能没有降低，而且在某些方面的性能指标超过单一再生料。

    F.A.Antonio等研究了HDPE与回收PET共混合金的性能。结果表明，HDPE的加人可以明显改善PET的表面粗糙度和加工性能。

    S.Mbarek等利用双螺杆反应挤出机研究了回收PET/聚碳酸酯（PC)共混物的性能。两组分在熔融混合过程中发生了酯交换反应，共混物的拉伸性能要比单一的回收PET提高50％，而且增韧效果随着酯交换反应催化剂用量的增加而更加明显，共混物的熔融温度随着PC用量的增加而降低，同时冷结晶温度升高，这两个特性均有助于共混物的注射成型。

    A.L.F.Giraldia等研究了玻璃纤维增强回收PET的力学性能，并研究了挤出速率和挤出扭矩对其性能的影响。结果发现，玻璃纤维增强回收PET的拉伸弹性模量和冲击性能显著提高。

    德国塑料单丝和包装带挤出设备生产厂家Reimotec公司发明了一种把回收PET与尼龙共混加工成包装带的新技术。经城尼龙改性PET的综合性能优异，且不需添加任何增容剂，该技术的诀窍在于双螺杆挤出机能把尼龙均匀分散成细颗粒。

5.2  反应改性

    在上述的共混改性中，PET并未与改性剂发生反应。PET的反应改性是指使用带有反应活性的改性剂，使其与PET大分子的端基进行部分或全部的化学反应，使两者以化学键键接，生成接枝或嵌段共聚物，从而达到改性的目的。

    A. Oromiehie等发现回收PET在挤出过程中比PET新料更易出现流动性能、平均分子质量、热力学与力学性能等降低的现象，加人马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）后能明显改进回收PET的这一缺陷，使回收PET的冲击性能显著提高。

    0.M.Jazani等用马来酸酐接枝丁苯橡胶（SBR-g-MAH）与回收PET共混。结果表明，SBR-g-MAH使回收PET的冲击性能提高。

    英国ICI公司以10%用量的聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯作为增韧剂，同时还添加0.0l％-5%的MFR为1～3g/10min的LLDPE作为成核剂，研制出低温冲击性能优异的PET注塑专用料，可用于生产冷冻食品的托盘。

5.3  增容改性

    由于PET与聚烯烃的极性相差较大，两相呈现严重的分离状态，影响了材料的力学性能。在共混体系中加人增容剂可以有效地增加PET/聚烯烃共混物的相容性。这类增容剂主要有马来酸酐接枝聚烯烃或甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA )的接枝物等。A.Pawlak等使用双螺杆反应挤出机研究了回收PET和回收HDPE的相容性，分别添加（乙烯／甲基丙烯酸缩水甘油醋）共聚物（EGMA）、马来酸酐接枝（苯乙烯／乙烯／丁烯／苯乙烯）共聚物（SEBS-g-MAH）、HDPE-g-MAH作为增容剂，均能明显改进共混物的力学性能。其中HDPE-g-MAH对以HDPE为主要组分的共混物具有较好的增容效果。

    R.Jeziorska以LLDPE-g-MAH为增容剂增容回收PET/尼龙共混物。结果表明，加人LLDPE-g-MAH后，共混物的韧性和界面粘合力都比未改性时要明显加强，拉伸强度由原来的16MPa增加到54MPa，增容剂的{zj0}用量为10％。经改性的回收料有很大的利用价值，可以用来制造混合膜、纺丝和工程塑料等。

    唐琦琦等用热塑性弹性体SEES增韧回收PET，增容剂为EGMA接枝聚苯乙烯（EGMA-g-PS )。结果表明，SEBS与增容剂的加入可以降低回收PET的结晶度和成核速率，并且材料的缺口冲击强度提高了159％。

    M.Pluta等研究了回收PET/PE共混物的性能，其中增容剂为EGMA。结果表明，添加EGMA后，共混物的熔体粘度明显增加，增容剂用量越多，共混物两组分的相容性越好，同时还发现增容剂的加人对共混物的结晶性能有微弱的影响，EGMA的{zj0}用量为5％。

    李滨耀等以回收PET瓶片为主要原料，借鉴了低温固相加工与反应挤出的优点，利用同向双螺杆挤出机对PET/PC/SEBS体系进行共混挤出，使用4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为增容剂，制备了新型高分子合金，合金材料的简支梁缺口冲击强度大于65 kJ/m2，同时具有较好的强度。

    日本山形大学井上隆研究室开发出了一种可以在室温下像金属一样进行塑性加工的高分子合金。该材料以回收PET为主要原材料，同时加人PC和热塑性弹性体通过双螺杆挤出机反应挤出，得到的材料具有通用工程塑料的力学性能，简支梁缺口冲击强度大于80 kJ/m2，拉伸强度大于60MP，断裂伸长率大于200%，弯曲弹性模量大于1.5 GPa，弯曲强度大于50 MPa，可在室温下进行挤压、冲压、模压等加工。

6  结语

    随着PET饮料瓶的广泛使用，废弃PET瓶的综合回收利用问题亟待解决。如何更有效、更充分地使用这部分资源，减少二次利用的污染，成为国内外研究人员关注的焦点问题之一。根据市场的需求和我国的国情，研究开发更有效地利用废旧饮料瓶的技术和方法，提高其附加值，对于解决环境污染、节约资源等方面均有着重要的现实意义。