工业领域绿色低碳技术应用案例2 再生聚酯膜材料制备技术研发及应用示范项目.docx

案例2再生聚酯膜材料制备技术研发及应用示范项目主要完成单位：河南银金达控股集团有限公司主要完成人员：李丽丽、周宏涛、董冲、张启纲、王果连、张冰、王萌再生聚酯膜材料是指通过经过回收和再加工废弃聚酯(PET)膜材料，使其满足条件以重新用于生产过程的再生产品。再生聚酯膜材料具有资源节约、能源节约的特性，有助于减少废弃物的排放量，缓解废弃物处理和填埋的压力，延长资源的利用寿命并降低环境污染的风险。一、项目背景聚酯材料在我国塑料制品使用量的占比超过60%,但因聚酯材料回收技术受限，其循环利用率不足50%,同级回收利用率不足15%。2021年，国内PET瓶总产量已达到1270万吨，但是其中仅有5%来自再生塑料。随着国家“双碳”战略的推进和限塑令的实施，传统塑料的使用正在逐步被易循环、可回收、可降解的材料替代，其中聚酯材料由于可循环使用，有利于减少产品全生命周期碳排放，以再生聚酯为代表的环保材料的使用需求正在快速增长，一方面是由于其消耗的原生石化原料等不可再生资源非常少，另一方面是由于其改性和加工应用方便，产品性能优异。在此背景下，研发再生聚酯膜材料循环利用关键技术，对实现资源综合利用、减少白色污染具有重要意义。河南银金达控股集团有限公司开展的再生聚酯膜材料制备技术研发及应用示范项目，采用国产化深度醇解技术实现聚酯再生利用，打造了集"聚酯原料一聚酯薄膜一聚酯再生”为一体的绿色循环产业链与功能性聚酯(PETG)膜材料生产基地。项目攻克了功能性聚酯材料合成关键技术，可根据下游需求进行非晶聚酯材料高效合成和产业化，弥补了聚酯材料行业单一化、固定化短板，实现约30%瓶体功能性聚酯标签的回收循环。图1再生聚酯材料应用领域示例项目可广泛应用于聚酯热收缩膜、聚酯强力丝及其它聚酯类板材、片材等领域，实现产品研发、制造、再生循环全流程绿色化，再生成份（PCR）含量最高可达85%,rPETG聚酯切片关键指标已达到原生PETG聚酯水平，对应的rPETG热收缩膜可完全达到原生PETG聚酯薄膜的产品要求。图2瓶体功能性聚酯标签回收循环二、创新点及相关技术内容创新点1:实现废旧聚酯高值化传统通常将大量塑料废弃物简单焚烧或填埋处理，在塑料资源短缺的背景下进一步降低了资源的利用效率，同时在增加了新的能源消耗与废弃物污染问题。项目通过化学再生法将废旧聚酯回炉重造，制备聚酯原料和聚酯薄膜，相比于处理塑料废弃物和生产新聚酯材料，其能源消耗更低，有助于减少对环境的影响，实现资源高效回收和高值化循环利用。图3再生聚酯（rPETG）项目流程自主研发的rPETG与原生PETG聚酯指标对比结果显示，rPETG在保障高回收效率和实现高值化利用的基础上，仍然具有较好的性质，具体对比如错误!未找到引用源。所示。表1自主研发的rPETG和原生PETG聚酯指标对比牌号b值/L值/熔点CoTgCo二甘醇端段特性粘度再生成分含量企业标准558180-19578±21.4350.77±0.02/rPETG5.855.24181.278.100.78223.730.768230%YH-IOl3.259.25180.978.380.63224.670.7622/检测方法：GB/T14190-2017创新点2:突破化学法回收高效率低成本的瓶颈多层复合膜、添加剂、涂层等复杂结构的聚酯材料分离与处理工作较为困难，导致传统化学回收法有效降解或分解的成本较高、质量损失较大。针对上述现实问题，项目自主研发先进的“聚酯醇解一高效重聚一加工应用“一体化制备技术以及本体醇解技术,提高资源循环利用效率，解决复杂结构聚酯材料无法高效回收的问题，由于醇解溶剂体系与重聚溶剂体系一致，有助于降低回收成本30%以上。图4化学法高效回收技术流程自主研发的再生PETG膜与原生PETG聚酯膜主要指标对比结果显示，两种膜在大多数指标上均满足执行标准、多数指标表现相近，具体对比如错误!未找到引用源。所示。表2自主研发的rPETG膜和PETG聚酯膜主要性能指标对比种类厚度m拉伸强度(MD/TD)断裂伸长率(MD/TD)热收缩率(MD/TD)雾度光泽度(A摩擦系数(静/动)润湿张力执行标准±1.2240/21802300/N30<3.0>707.01000.600.55238rPETG膜40.1764.2/291520/47-0.3/774.761030.420/0.40239PETG膜40.4965.4/344520/500.4/74.54.771060.480/0.41740检测方法ASTMD374ASTMD882ASTMD120490CoIOs水浴ASTMD1003ASTMD2457ASTMD1894EASTMD2578同时，相较于传统物理法，项目采用的化学法在产出材料在与新料性能相似的基础上，具有更高的循环利用率，能够实现无限次循环回收、复杂聚酯回收和高值化利用与同级回收。表3rPETG与原生PETG料对比优势原生PETG再生PETG二氧化碳排放量（tCO2t）2.5211.689用能消费量（万吨/标准煤）0.210.16原料普遍价格（元）90007000备注：根据美国塑料回收协会（APR）编辑整理表4化学法回收与传统物理法回收对比优势化学法回收物理法回收回收效率98%以上<80%应用范围同新料降级使用回收限制无只回收瓶片循环次数无限次/三、经验总结与推广价值项目解决了废旧聚酯再生和性能提升关键技术难题，为大量废旧聚酯材料提供高端化、绿色化、差别化应用途径，产品可广泛应用于功能性包装领域、建筑防水材料领域、环保家居领域等，不仅可以提升再生聚酯的应用价值，还可以降低下游应用领域的原料成本，有利于相关领域实现产品的原材料绿色化替代。经产业化实施后，实现聚酯膜材料的高值化应用，项目经济效益显著。经河南银金达控股集团有限公司估算，预计每年新增销售收入100OO元，为下游相关企业新增产值2亿元。同时,与原生PETG聚酯相比，项目产出rPETG聚酯环境效益显著。生产每吨rPETG聚酯可减少碳排放0.832吨，碳减排率为33%；减少废水排放60千克，废水减排率为30%；消化利用废弃PET瓶0.3吨、节约1立方填埋空间。项目产业化每年形成再生聚酯rPETG资源化循环利用能力2万吨，减少二氧化碳排放2.1万吨。