工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳技術(shù)應(yīng)用案例2 再生聚酯膜材料制備技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范項(xiàng)目

案例2再生聚酯膜材料制備技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范項(xiàng)目主要完成單位：河南銀金達(dá)控股集團(tuán)有限公司主要完成人員：李麗麗、周宏濤、董沖、張啟綱、王果連、張冰、王萌再生聚酯膜材料是指通過(guò)經(jīng)過(guò)回收和再加工廢棄聚酯（PET）膜材料，使其滿足條件以重新用于生產(chǎn)過(guò)程的再生產(chǎn)品。再生聚酯膜材料具有資源節(jié)約、能源節(jié)約的特性，有助于減少?gòu)U棄物的排放量，緩解廢棄物處理和填埋的壓力，延長(zhǎng)資源的利用壽命并降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。一、項(xiàng)目背景聚酯材料在我國(guó)塑料制品使用量的占比超過(guò)60%，但因聚酯材料回收技術(shù)受限，其循環(huán)利用率不足50%，同級(jí)回收利用率不足15%。2021年，國(guó)內(nèi)PET瓶總產(chǎn)量已達(dá)到1270萬(wàn)噸，但是其中僅有5%來(lái)自再生塑料。隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn)和限塑令的實(shí)施，傳統(tǒng)塑料的使用正在逐步被易循環(huán)、可回收、可降解的材料替代，其中聚酯材料由于可循環(huán)使用，有利于減少產(chǎn)品全生命周期碳排放，以再生聚酯為代表的環(huán)保材料的使用需求正在快速增長(zhǎng)，一方面是由于其消耗的原生石化原料等不可再生資源非常少，另一方面是由于其改性和加工應(yīng)用方便，產(chǎn)品性能優(yōu)異。在此背景下，研發(fā)再生聚酯膜材料循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)資源綜合利用、減少白色污染具有重要意義。河南銀金達(dá)控股集團(tuán)有限公司開(kāi)展的再生聚酯膜材料制備技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范項(xiàng)目，采用國(guó)產(chǎn)化深度醇解技術(shù)實(shí)現(xiàn)聚酯再生利用，打造了集“聚酯原料—聚酯薄膜—聚酯再生”為一體的綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈與功能性聚酯（PETG）膜材料生產(chǎn)基地。項(xiàng)目攻克了功能性聚酯材料合成關(guān)鍵技術(shù)，可根據(jù)下游需求進(jìn)行非晶聚酯材料高效合成和產(chǎn)業(yè)化，彌補(bǔ)了聚酯材料行業(yè)單一化、固定化短板，實(shí)現(xiàn)約30%瓶體功能性聚酯標(biāo)簽的回收循環(huán)。圖SEQ圖\*ARABIC6再生聚酯材料應(yīng)用領(lǐng)域示例項(xiàng)目可廣泛應(yīng)用于聚酯熱收縮膜、聚酯強(qiáng)力絲及其它聚酯類板材、片材等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)、制造、再生循環(huán)全流程綠色化，再生成份（PCR）含量最高可達(dá)85%，rPETG聚酯切片關(guān)鍵指標(biāo)已達(dá)到原生PETG聚酯水平，對(duì)應(yīng)的rPETG熱收縮膜可完全達(dá)到原生PETG聚酯薄膜的產(chǎn)品要求。圖SEQ圖\*ARABIC7瓶體功能性聚酯標(biāo)簽回收循環(huán)二、創(chuàng)新點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)1：實(shí)現(xiàn)廢舊聚酯高值化傳統(tǒng)通常將大量塑料廢棄物簡(jiǎn)單焚燒或填埋處理，在塑料資源短缺的背景下進(jìn)一步降低了資源的利用效率，同時(shí)在增加了新的能源消耗與廢棄物污染問(wèn)題。項(xiàng)目通過(guò)化學(xué)再生法將廢舊聚酯回爐重造，制備聚酯原料和聚酯薄膜，相比于處理塑料廢棄物和生產(chǎn)新聚酯材料，其能源消耗更低，有助于減少對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)資源高效回收和高值化循環(huán)利用。圖SEQ圖\*ARABIC8再生聚酯（rPETG）項(xiàng)目流程自主研發(fā)的rPETG與原生PETG聚酯指標(biāo)對(duì)比結(jié)果顯示，rPETG在保障高回收效率和實(shí)現(xiàn)高值化利用的基礎(chǔ)上，仍然具有較好的性質(zhì)，具體對(duì)比如REF_Ref157351471\h表2所示。表SEQ表\*ARABIC2自主研發(fā)的rPETG和原生PETG聚酯指標(biāo)對(duì)比牌號(hào)b值

/L值

/熔點(diǎn)

℃Tg

℃二甘醇端羧特性粘度再生成分含量企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)≤5≥58180-19578±2≤1.4≤350.77±0.02/rPETG5.855.24181.278.100.78223.730.768230%YH-1013.259.25180.978.380.63224.670.7622/檢測(cè)方法：GB/T14190-2017創(chuàng)新點(diǎn)2：突破化學(xué)法回收高效率低成本的瓶頸多層復(fù)合膜、添加劑、涂層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的聚酯材料分離與處理工作較為困難，導(dǎo)致傳統(tǒng)化學(xué)回收法有效降解或分解的成本較高、質(zhì)量損失較大。針對(duì)上述現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，項(xiàng)目自主研發(fā)先進(jìn)的“聚酯醇解—高效重聚—加工應(yīng)用”一體化制備技術(shù)以及本體醇解技術(shù)，提高資源循環(huán)利用效率，解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚酯材料無(wú)法高效回收的問(wèn)題，由于醇解溶劑體系與重聚溶劑體系一致，有助于降低回收成本30%以上。圖SEQ圖\*ARABIC9化學(xué)法高效回收技術(shù)流程自主研發(fā)的再生PETG膜與原生PETG聚酯膜主要指標(biāo)對(duì)比結(jié)果顯示，兩種膜在大多數(shù)指標(biāo)上均滿足執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、多數(shù)指標(biāo)表現(xiàn)相近，具體對(duì)比如REF_Ref143095861\h表3所示。表SEQ表\*ARABIC3自主研發(fā)的rPETG膜和PETG聚酯膜主要性能指標(biāo)對(duì)比種類厚度

/μm拉伸強(qiáng)度(MD/TD)斷裂

伸長(zhǎng)率(MD/TD)熱收縮率(MD/TD)霧度光澤度(45°)摩擦系數(shù)(靜/動(dòng))潤(rùn)濕

張力執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)±1.2≥40/≥

180≥300/≥30＜3.0/＞70≤7.0≥100≤0.60/≤0.55≥38rPETG膜40.1764.2

/

291520/47-0.3/77

4.761030.420/0.402

39PETG膜40.4965.4/

344520/500.4/74.5

4.771060.480/0.41740檢測(cè)方法ASTM

D

374ASTM

D

882ASTM

D

120490℃

10s

水浴ASTM

D

1003ASTM

D

2457ASTM

D1894EASTM

D2578同時(shí)，相較于傳統(tǒng)物理法，項(xiàng)目采用的化學(xué)法在產(chǎn)出材料在與新料性能相似的基礎(chǔ)上，具有更高的循環(huán)利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)限次循環(huán)回收、復(fù)雜聚酯回收和高值化利用與同級(jí)回收。表SEQ表\*ARABIC4rPETG與原生PETG料對(duì)比優(yōu)勢(shì)原生PETG再生PETG二氧化碳排放量（t/CO2/t)2.5211.689用能消費(fèi)量（萬(wàn)噸/標(biāo)準(zhǔn)煤）0.210.16原料普遍價(jià)格（元）90007000備注：根據(jù)美國(guó)塑料回收協(xié)會(huì)（APR）編輯整理表SEQ表\*ARABIC5化學(xué)法回收與傳統(tǒng)物理法回收對(duì)比優(yōu)勢(shì)化學(xué)法回收物理法回收回收效率98%以上＜80%應(yīng)用范圍同新料降級(jí)使用回收限制無(wú)只回收瓶片循環(huán)次數(shù)無(wú)限次/三、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與推廣價(jià)值項(xiàng)目解決了廢舊聚酯再生和性能提升關(guān)鍵技術(shù)難題，為大量廢舊聚酯材料提供高端化、綠色化、差別化應(yīng)用途徑，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于功能性包裝領(lǐng)域、建筑防水材料領(lǐng)域、環(huán)保家居領(lǐng)域等，不僅可以提升再生聚酯的應(yīng)用價(jià)值，還可以降低下游應(yīng)用領(lǐng)域的原料成本，有利于相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的原材料綠色化替代。經(jīng)產(chǎn)業(yè)化實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)聚酯膜材料的高值化應(yīng)用，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益顯著。經(jīng)河南銀金達(dá)控股集團(tuán)有限公司估算，預(yù)計(jì)每年新增銷(xiāo)售收入10000元，為下游相關(guān)企業(yè)新增產(chǎn)值2億元。同時(shí)，與原生PETG聚酯相比，項(xiàng)目