Способ переработки отходов полиэтилентерефталата

Способ переработки отходов полиэтилентерефталата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соваивиистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29С7,75 (21) 2162506/05 с присоединением заявки М . (23) Приоритет (43) Опубликовано 2504.78Бюллетень №

2 (51) M. Кл.

С 08 11/О4

Гннтдаротввнный номнтвт

Соната Ыиниотрав СССР но.долов изобрвтвннй и отнрытин (53) УДК 678.028.6 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 0404.78 (72) Авторьа изобретения

И.В.Романов, И.М.Носалевич, В.С.Левин, Л.З.Головина и В.И.Коростелев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА

Изобретение относится к производству полимерных материалов и может быть использовано для получения гранулированного полиэтилентерефталата из вторичного сырья.

Известно, что в процессе экструзии отходов происходит заметная деструкция полиэтилентерефталата. Уменьшение молекулярной массы полимера обусловлено следующими основными факторами; наличием в отходах воды, которую не удается пслностью удалить в процессе сушки, и повышенным содержанием концевых групп (преимущественно гидроксильных) во вторичном сырье. Таким образом, разрушение макромолекулы пс-. лиэтилентерефталата в условиях экструзии вторичного сырья происходит за сжет гидролиза сложно-эфирны группировок и псд воздействием концевых групп.

Полученные в результате, экструзии достаточно низкомолекулярные продукты имеют ограниченные области применения, что снижает экономическую эффективность повторной переработки. В процессе экструзии заметно уменьшается вязкость расглава вторичного полиэтилентерефталата, что затрудняет его регенерацию и последующее использование полученного продукта.

Известен способ регенерации полиэтилентерефталата (ПЭТФ) из отходов, по которому повышение молекулярной массы полимера достигается контактированием его расплава с 0,1-2% окиси этилена(11. В дальнейшем, избыток окиси этилена удаляется из расплава.

10 Недостатками известного способа .являются: 1 - использование газоебразного модифицирующего агента (окиси этилена), что затрудняет ведение процесса и заметно усложняет конструи(5 цию экструзионного и других видов оборудования для плавления отходов полимера; необхОдимость введения дополнительной стадии процесса - удаления избытка окиси этилена;

3 — многостадийность процесса и использование газообразных продуктов, что ограничивает возмох;ности уменьшения термонагрузки на перерабатываемые х5 отходы полиэтилентерефталата.

Известен также способ твердофазной полимеризации отходов полиэтилентерефталата, который предусматривает обработку измельченных отходов ПЭТФ

ЗО в печи При температуре 220-250 С

6С 3650 (т.е. ниже температуры плавления) в атмосфере инертного газа(2). При этом происходит твердофазяая поликонденсация полимера и увеличение вязкости, очевидно, за счет интенсивного удаления летучих компонентов гликоля и реакционной воды из диспергированяогс „ материала (толщина пленки 2-20 микрон)

Продолжительность операции - 2-4 час.

Затем дополимеризованный материал либо резко охлаждают в сухой атмосфере, либо в нагретом состоянии подают в зкструдер.

Ближайшим по технической сущности к предложенному. способу является известный способ переработки полиэфирная

15 отходов (в том числе отходов полиэтилентерефталата) путем экструзии смеси отходов с 0,015-0,047 моля на моль кислоты, содержащейся в полимере, деструктирующего агента, в качестве ко- торого могут быть использованы глико- ли, оргавичеСкие дикарбояовые кислоты и низшие алкяловые или фениловые эфиры органических дикарбоновых кислот, при температуре 260-320 С t 3) ° . 26

Однако о этому способу получают яизкомолекуляряые продукты, которые затем подают в реактор, где они подвергаются поликоядеясации в течение 30

105"129 мин с получением обычным путем высокомолекулярного полизфира.

Деструкция в процессе экструзии протекает за счет значительного количества указанных деструктирующих аген- В6 тов. При экструзии полиэтилентерефталата происходит резкое снижение удельной вязкости и экструдироваяный продукт уже не годится для использования в производстве. пленки, волокна, для литьевых композиций.

Целью данного изобретения является повышение термостабильности вторичного поляэтилеятерефталатяого сырья} при его переработке. 45

Под повышением термостабильности вторичного ПЭТФ следует понимать. устойчивость вторичного материала к де» структивной деполимеризации в процессе воздействия на материал повышенных 50 температур, развиваемых при экструзии

ПЭТФ.

Поставленная цель достигается тем, что дифениловые эфиры дикарбоновых кислот используют в количестве 0,02-53 rg от массы сухих отходов. по способу данного изобретения могут быть также использованы эфиры дикарбоновых органических кислот и замещеняых фенолов.

По сравнению с известным способом в данном случае дифеяиловые эфиры дикарбояовых кислот используют в значительно меньшем количестве, 0 0010,01 моля яа моль кислоты, содержащей.ся в полимере. 65

В процессе экструзии отходов полиэтилеятерефталата эфиры выполняют следующую роль

1 - связывают воду, находящуюся в отходах, при этом сами гидролизуются с образованием фенола или его замещенных и дикарбоновой органической кислоты;

2 - модифицирующего агента, хорошо совмещающегося с полиэтилентерефталатом;

3 - регулятора состава и количества концевых групп во вторичном поли- этилентерефталате;

4 - продукта, вызывающего дополнительную поликонденсацию вторичного попиэтилентерефталата за счет присОедянеиия дикарбоновой кислоты к концевым гидроксильным группам полимера и за счет, реакции переэтерификации между дифениловым эфиром и карбоксильными группами . полиэтилентерефталата.

В связи с возможным процессом переэтерификации, некоторый избыток дифеяиловых эфиров дикарбоновых органических кислот играет..положительную роль, увеличивая молекулярную массу вторичного полиэтилентерефталата. Выделяющиеся в процессе экструзии фенолы стабилизируют процессы окисления полимера.

По способу. изобретения могут быть использованы;эфиры алифатических, ароматических.и циклсалифатических дикарбоновых кислот

С учетом. доступности и эффективности стабилизирующего и модифицирующего действия, для осуществления способа предпочтительнее использовать дифениловый эфир терефталевой кислоты

С за — 0 — С . С вЂ” 0 С ба 5

/ . — ll

O 0 дифвниловый эфйр 4,4-дифенилоксид-ди" с карбоновой кислоты

O 0

II II

СВН,-О-С Х 0 X С -О-Сбила

:и дифеяиловый эфир адипиновой кислоты

0 0

I II

Cog O — С вЂ” (CHZ } g — C — 0 С ДФОП а также эфиры указанных кислот и замещенных фенола

R CH3,-CP»" н ю -ko<.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

603650

Пример 1. Очищенные от загрязнений отходы, образующиеся при производстве полизтилентерефталатной пленки, измельчают на роторном измельчителе пластмасс до получения частиц 5 размером 1-5 мм. Измельченные отходы смешивают с 0,1% дифенилового эфира адипиновой кислоты, затем смесь сушат. при 60-70 С до содержания остаточной о влажности 0,01-0,023 и экструдируют при 265 С в гранулированный материал. о

Получают регенерированный полиэтилентерефталат с удельной вяз кост. ью раствора в трикрезоле 0,29 при удельНОЙ ВЯЗКОСТИ ИСХОДНОГО ВТОРИЧНОГО СЫрья - 0,30.

Гранулированный вторичный материал может повторно использоваться для производства пленки.

Пример 2. Очищенные от загряз- нений волокнистые отходы полиэтилентерефталата измельчают на ножевом роторном измельчителе пластмасс до раз,меров волокна 1-20 мм, затем смешиваю т

Содержание концевых групп, г-экз-10

Удельна вязкост раствор в трикрезоле

Прочность при разрыве

Ударная . вязкость кгс/см

Относительное удлинение при разрыве, Прочность при изгибе, гс/см

Материал

-СООН

-ОН кгс/см < В

Отходы пленки ориентированной

150

0,29

Гранулят, полученный экструзией отходов пленки

0,19 540 360

16

117

189

О, 30 650 480

0,31

135

108

164

Отходы волокна

126

0,21 560 380

130

25

0,32 880 510

121

Описанный способ переработки отходов полнэтилентерефталата методом экструзии обеспечивает повышение термостабильности и дополнительную поликонденсацию материала за счет введения дифениловых эфиров двухосновных органических кислот в указанных количествах.

Гранулят, полученный экструзией отходов с добавкой 0,1Ъ дифенилового эфира-4,4-дифенилоксида дикарбоновой кислоты

Гранулят из отходов волокна, полученный методом экструзии 191

Гранулят из отходов волокна с добавкой

0,05% дифенилового эфира адипиновой кислоты

Из таблицы видно, что дифениловые эфнры дикарбоновых органических кислот не только препятствуют термодеструкции вторичного полиэтилентерефталата, но и вызывают увеличение его молекулярной массы. В то же время, заметно увеличиваются другие физико-механические свойства. 65 с 0,2В дифенилового эфира терефталевой кислоты, сушат при 60-70 C до содержания Остаточной влажности 0,010,023 и экструдируют при 265 С в гранулированный материал.

Получают регенерированный полиэтилентерефталат с удельной вязкостью раствора в трикрезоле — 0,32 при вязкости исходного вторичного сырья0,31.

Пример 3. То же, что в примере 1. В качестве добавки используют

0,1Ъ дикрезилового эфира адипийовой кислоты. Получают полимер с удельной вязкостью раствора — 0,29.

Пример 4. То же, что в примере 2. В качестве добавки используют

0,2Ъ дикрезилового эфира ерефталевой кислоты; Получают регенерированный полиэтилеН1ерефтадат с удельной вязкостью раствора в трикрезоле — 0,31.

Свойства"вторичного .полиэтилентерефталата, полуЧеннрго дацнЫм -способом в сравнении с существующим методом экструзии, представлены в таблице.

Свойства литьевых образцов

603650

Формула изобретения

Составитель Е.Макарова

Редакто Т.Волкова Тех Э Чудик Ко Екто

И.я емирская

Заказ 2003/22 Тираж 641 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При этом эфиры взаимодействуют с остаточной влагой в полимере и избыточными гидроксильными группами, уменьшая деструкцию вторичного полиэтилентерефталата.

Увеличение молекулярной массы hpoисходит, в основном, за счет реакции переэтерификации.

Способ может быть использован для получения высокомолекулярного полиэтилентерефталата из отходов, что поз» воляет в дальнейшем использовать регенерированный материал в основных производствах волокна, пленки и др.

Проведенные расчеты показывают, что экономический эффект 0Т производства вторичного полиэтилентерефталата и его применения для получения волокон и пленок составит 750-800 руб/т.

Способ переработки отходов полиэтилентерефталата.путем экструзии смеси отходов полиэтилентерефталата с

6,п ифениловыми эфирами дикарбоновых кислоъ при температуре 260-320 С, о л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения термостабильности вторичного полиэтилентерефталатного сы10 рья при его переработке, дифениловые эфиры днкарбоновых кислот используют

s количестве 0,02-5% от массы сухих отходов.

Источники информации, принятые во у6 внимание при экспертизе:

1. Патент CIQA 93350328,кл.260-2.3, 1967.

2. Патент США 93767601 кл.260-2.3, 1973.

3. Патент CtQA 93703428,êë.260-2.3, 1972.