PET回收料的材質、顏色各異，這給回收商帶來了巨大的挑戰。MultiPet GmbH攜手位于德國施滕達爾的馬格德堡應用科學大學，共同研究能利用混合PET生產出高品質多結構注塑件的可注塑成型共混物。只有在回收的透明PET樣品方面沒有達到預期的性能。

與單一分揀PET瓶相比，從雙系統回收混雜PET碎片（瓶子、泡罩、托盤等）的要求更高。

混合PET碎片的加工會帶來哪些問題

由于PET混合碎片中含有大量雜質、化合物組分和其它塑料，加之已發生的降解對PET造成的損害，回收該材料可能會出現諸多挑戰。

◆PET可以吸收大量水分，因而必須將其徹底干燥，以防止在混合過程中發生水解降解。

◆在將二次原料（分類后的PET混合碎片）加工成薄片的過程中，會出現帶有各種染料和顏料的混合物，這些色澤經混合后存留在混合物中，從而出現從灰色到棕色的雜色。

◆在新產品中使用PET回收物時，氧氣清除劑等添加劑的存在，會在加工過程中因承受新的熱應力而導致物料黃化。由于所有填料在處理后仍存留在薄片中，因此材料重熔后可能會產生不透明材料。

◆目前還不清楚不同類型塑料中的各種添加劑是如何相互作用并導致PET降解的。

◆回收商并不知道混合PET中摻雜了哪些類型的其它塑料。

◆該混合物可能含有部分聚酰胺（PA）以及在加工過程中導致降解跡象的雜質。

所以，目前還沒有使用PET混合碎片的商業化回收材料選項。因此，現在的目標是使用適當相容劑，從消費后PET塑料混合碎片中生產可用于注塑產品用的回收物。

所需的技術功能

待開發的可注塑成型PET共混物必須具有一定的技術功能性，且應進行相應的優化。目標是針對PET類型獲得 [n]=0.7dl/g至0.8dl/g的特性粘度。適當相容劑的使用應通過降低界面能，形成外來塑料的最佳分布，從而獲得較大的表面積，且最好能提高抗沖擊強度/缺口沖擊強度。此外，結晶性能必須適應常規PET注塑成型類型，并且可能需要通過添加成核劑進行調整。PET共混物的機械性能應與商用PET注塑成型材料的機械性能一致。

取樣和表征

在所需材料的選擇和表征過程中，對混合PET 50/50（328-3）和混合PET 70/30（328-2）規格進行了質量分析（圖1）。在分析中，“其它尺寸穩定的PET包裝”碎片被逐項分類為托盤、帶剝離膜的托盤和泡罩，現有的碎片被劃分為食品和非食品范疇。隨后，通過差示掃描量熱法（DSC）、熔體流動指數（MFI）和烘烤試驗對分類碎片的提取樣品進行檢查。根據質量分析的結果創建地籍，該地籍表包含可回收塑料的質量分布，與在兩種規格的各個分類部分中發現的異物和雜質以及它們屬于食品或非食品領域有關。

擴大可回收物鏈和加工

材料和工藝工程因素，如變色、細巖石包裹體（黑點）、IV（特性粘度）下降等，可能會對回收物的使用造成障礙。由于消費后PET（PCPET）分子量損失大，因此在擠出過程中添加了不同的添加劑。在進一步加工過程中，將生成的rPET混合化合物注塑成多用途測試棒，并測試其材料性能（圖2）。少量則通過DSC和MFI進行檢查。

在此基礎上，確定了合適的添加劑及其用量。在典型的加工溫度下，鏈片段與線性和環狀低聚物反應，含有羧基的片段會反過來催化分解過程。這些反應對粘度有負面影響，并會導致機械性能退化。

由于一些已降解的消費后PET含有的添加劑不同，因此無法假定預干燥的固定時間值。此外，需持續檢查樣品的殘余含水量，直至達到預期目標值。該工藝可確保避免表面缺陷、進一步水解降解以及產品上出現條紋。多用途棒的生產基于各自DIN法規的標準，以確保結果的可比性和再現性。

完成試樣后，檢查這些試樣是否有劃痕、扭曲、缺口、凹痕和毛刺。試樣還通過直尺和平板進行額外的檢查。

有偏差的樣品被排除在試驗之外，并由新的樣品代替。在測試之前，多用途棒被保護在密封容器中，以免受環境影響導致結果失真。根據ISO 291，所有試樣在試驗前均在23°C、50%相對濕度下處理16小時。

測試棒注塑成型后，進行分析和優化

為了表征消費后PET化合物的性能，實驗對其機械性能（拉伸、彎曲和沖擊試驗）以及熔體體積流動速率（MFR）、特性粘度（IV）以及物理和化學轉化過程（DSC）進行了研究。

高活性擴鏈添加劑用于抵消加工過程中的降解過程。相介質用于基質中雜質的精細分散分布和相調解。通過添加聚碳酸酯，可控制沖擊強度、柔韌性和預期結晶行為。

根據結果，可以確定：

◆rPET共混物的拉伸模量；

◆聚碳酸酯的含量為20%，大致相當于高性能材料中的含量；

◆添加1%的SEBS馬來酸酐，可顯著提高抗拉強度和斷裂伸長率；

◆加入1%的亞乙基辛烯共聚物馬來酸酐，可顯著提高材料的彎曲模量和抗彎強度；

◆通過添加約1%的低聚物擴鏈劑，共混物的沖擊強度大大提高；

◆所有測得共混物的特性粘度均低于0.7 dl/g的要求值。

根據獲得的結果，進行了以下優化：

◆添加不同的環氧基擴鏈劑；

◆使用不同濃度的聚碳酸酯與擴鏈劑變體的組合；

◆以不同濃度添加聚碳酸酯與幾種不同擴鏈劑的組合。

在實際測試中，rPET與聚碳酸酯共混物的性能最好

在所測試的共混物中，含有大量聚碳酸酯的rPET共混物在所進行的所有機械試驗中均取得了良好的結果。所有其它共混物均顯示出不足，尤其是拉伸模量，剛度也沒有達到參照塑料的水平。rPET與聚碳酸酯共混物的特性粘度為0.63 dl/g，低于目標特性曲線，常規PET注塑成型等級的特性粘度要求為0.7至0.8 dl/g（圖3）。

rPET與聚碳酸酯和一種特殊的多功能反應性聚合物的共混物的特性粘度（IV）增加至0.72 dl/g。該共混物非常適合注塑成型，并表現出一貫的高產品質量，大致符合市售原生PET的期望性能曲線。所用材料（rPET）甚至適用于精細結構部件的生產。由原生材料與再生材料制成的產品在視覺、觸覺上均無明顯差異。此外，兩種產品的機械性能也處于同一水平。

在進一步加工過程中，對已回收的透明PET碎片樣品（瓶、托盤和泡罩）的性能進行了檢查。托盤和泡罩碎片的機械性能相對較低。所有試驗碎片均不符合特性粘度為0.7至0.8 dl/g的目標特性曲線。特別是，食品行業的剝離物部分（帶剝離膜）的特性粘度最低，分別為0.52和0.53 dl/g。獲得的結果可以表明哪些碎片可能降低回收材料性能。