Химический рециклинг отходов ПЭТФ в различных формах и получение исходных данных для расчета экономической эффективности процессов переработки

Изучены свойства предоставленных отходов. Подтверждено, что все товарные формы представляют собой преимущественно полиэтилентерефталат. Сопоставлением результатов различных методов исследований оценены молекулярно-массовые характеристики отходов. Для различных товарных форм отходов ПЭТ степень поликонденсации составила от 65 до 195. Степень кристалличности отходов в различных товарных формах составила от 12 до 43 %, причем наименьшей исходной кристалличностью обладают хлопья полиэтилентерефталата. Пылевая фракция ПЭТ представляет собой частицы нерегулярной формы размером от 2 мкм до 1 мм. Проведен обзор патентной и научной литературы. Наиболее распространенной товарной формой отходов полиэтилентерефталата являются хлопья. Наиболее изученным способом химического рециклинга является гликолиз под действием этиленгликоля, продуктом этого процесса является бис(2-гидроксиэтил) терефталат – мономер для синтеза ПЭТ, аналогичного по свойствам первичному. Другими перспективными продуктами рециклинга являются ненасыщенные полиэфирные смолы и полиэфирные полиолы для синтеза полиуретанов. НПС представляют собой смолы со среднечисловой молекулярной массой от 500 до 2500 г/моль, основными используемыми мономерными звеньями являются звенья малеата, фталата, этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля. Среднечисловая молекулярная масса сложноэфирных полиолов составляет от 200 до 2500 г/моль, основными мономерами для их синтеза являются адипинаты и диэтиленгликоль. На основании полученных данных о свойствах предоставленных форм отходов полиэтилентерефталата и актуализированной научной и патентной информации о способах и продуктах рециклинга полиэфиров выбран ряд перспективных сочетаний «тип отхода – коммерческий продукт»: форполимер – БГЭТ, хлопья ПЭТ – БГЭТ, хлопья ПЭТ – ненасыщенная полиэфирная смола, пылевая фракция – полиол. Для выбранных сочетаний «тип отхода – коммерческий продукт» подобраны модельные рецептуры процессов химического рециклинга и условиях их проведения. Получены полиэфирные продукты на основе полиэтилентерефталата. Выход бис(2-гидроксиэтил) терефталата в процессах ступенчатого гликолиза полиэтилентерефталата в товарных формах форполимера и хлопьев ПЭТ под действием внутренних рециклов полупродуктов и этиленгликоля составил от 42 до 62 %. Получена ненасыщенная полиэфирная смола с гидроксильным числом 310 мгKOH/г, способная к отверждению. Получен сложноэфирный полиол с гидроксильным числом 80 мгKOH/г, способный к вспениванию. Таким образом, на основе отходов полиэтилентерефталата в форме хлопьев, пылевой фракции и форполимеров возможно получить бис(2-гидроксиэтил) терефталат, ненасыщенные полиэфирные смолы и полиэфирные полиолы.