Композиты общего назначения на основе термопластов

Гидролиз

Для получения ТК и ЭГ из ПЭТ применяются различные гидролизные тех­нологии [5-7].

Технология RECOPET [6, 8, 9] использует концентрированный раствор для гидролиза ПЭТ; реакция проводится под небольшим вакуумом при 150 °С и во время реакции ЭГ дистиллируется. Получаемый терефталат натрия разбавля­ется водой, накапливается и очищается, а затем ТК осаждается при окислении серной кислотой, фильтруется, промывается и высушивается. ТК восстанавли­вается с выходом, близким к 100 %, и с составом и кислотным индексом, срав­нимыми с коммерческим ТК. Следов олигомеров или гликоля в ТК не обнару­живается.

Эта технология претендует на то, что может перерабатывать вторичный ПЭТ при любом цвете сырья и даже в присутствии других полимеров (например, до 10% поливинилхлорида (ПВХ)) и примесей, таких как масло, бумага и клей. Технология RECOPET была разработана в масштабе опытного производства и было запланировано строительство в 1994 г. во Франции первого полномасш­табного завода с производительностью 30 тыс. тонн в год.

Другой гидролитический процесс, называемый «Обновление» {Renew), также был разработан в масштабе опытного производства [7,10, 11]. Бывший в употреб­лении ПЭТ поступает на первую промывку и этапы флотации на соответствую­щих станциях, затем идет на процедуру охрупчивания с помощью паров ЭГ (для полного охрупчивания достаточно 50 мин). Хрупкие хлопья дробятся, фильтру­ются до < 700 мкм, отделяются от бумажных волокон, перемалываются до разме­ра 20 мкм, а затем гидролизуются водой в стеклянном реакторе при 200 °С. Оста­точный трансэтерификационный катализатор, содержащийся в ПЭТ, адекватен таковому на шаге охрупчивания, а гидролиз катализируется продуктом (ТК), ко­торый промывается кипящей водой для удаления растворимых кислот, и затем подвергается этерификации с помощью ЭГ (восстановленным дистилляцией) в присутствии активированного угля и глины, которые затем отфильтровывают­ся на 50-микронном металлическом сите. Олигомерная смесь после этого обыч­ным образом полимеризуется в ПЭТ

Утверждается, что главными преимуществами этого процесса является воз­можность обработки грязного уличного пластмассового мусора, который можно измельчить на месте сбора, и избежать необходимости сортировки; это снижает транспортные расходы и расходы по удалению посторонних пластмасс, бумаги, клея, металлов и т. д. Было продемонстрировано, что технология способна уда­лять токсичные примеси до уровня нормативов, предложенных FDA.

Анализ цен, проведенный для ряда заводов с мощностями до 10 тыс. т/год показал, что технология рентабельна даже при относительно малой производи­тельности (около 3 тыс. т/год).

Если не добавлять новый катализатор, то требуются высокие температуры (215 °С) и длительное время реакции (6 ч) [5]; при использовании отношения

1 : 2 для ПЭТ : вода получается смесь ТК, ЭГ и олигоэфиров (главным образом эфир моноэтуленгликоля ТК). ТК восстанавливается как остаток промывкой водой при температуре 90-100 °С, а ЭГ — дистилляцией получившегося водного раствора; оставшиеся олигоэфиры перерабатываются с ПЭТ в одном и том же процессе. Данных о выходе продукции и экономической стороне технологии не сообщается.

Если в качестве катализаторов используются сильные кислоты или основа­ния, то гидролитический процесс можно проводить при более низких темпера­турах, причем если вместо водного раствора NaOH используется раствор NaOII в МеОН, то достаточно комнатной температуры [12].

При использовании как кислотного, так и основного катализаторов, такие операции, как нейтрализация растворов, фильтрация образующихся твердых фракций и их удаление, а также дистилляция огромных количеств воды делает эту технологию экономически непривлекательной.

Для исключения загрязнения от красящих субстанций предлагалось прово­дить дополнительный этап гидрирования (при 220-320 °С, 3-17 МПа и с метал­лами VIII группы в качестве катализаторов) [13, 14].