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废旧PET瓶片清洗剂配方的开发


董海波1,陈林伟2,王笑平1,缪同1,陈长兴1,裴俊鹏1,周大鹏1,赵光赫1 

(江苏斯尔邦石化有限企业  江苏连云港  222000;丰益油脂科技有限企业  江苏连云港  222066)


摘  要:开发一种以异构C13-醇聚氧乙烯醚RitenT10和一乙醇胺十二烷基苯磺酸盐为主表面活性剂的清洗剂,最佳配方(以质量分数计):异构C13醇聚氧乙烯醚RitenT10 10%,一乙醇胺十二烷基苯磺酸盐5%,烷基糖苷4%,氢氧化钠10%,偏硅酸钠 4%,葡萄糖酸钠 3%,有机膦HEDP 2%,去离子水62%。通过废旧PET瓶片清洗及国内清洗剂企业测试,结果表明清洗效果优于国内市售产品。

关键词:表面活性剂;清洗剂;废旧PET瓶片


Development of a Recycled PET Bottle Degreasing Agent


Dong Haibo1,Chen Linwei2,Wang Xiaoping1, Miao Tong1,Chen Changxing1,Pei Junpeng1,Zhou Dapeng1,Zhao Guanghe1

(1.Jiangsu Sailboat Petrochemical Co., Ltd. Lianyungang  222000  Jiangsu;2.Wilmar(China)Oleo Co., Ltd. Lianyungang  222066  Jiangsu]

 

Abstract:A recycled PET bottle degreasing agent was prepared by using the RitenT10 and Dodecyl benzene sulfonate-MEA as main surfactant, the optimum formula (on the basis of mass fraction) was RitenT10 10%, Dodecyl benzene sulfonate-MEA 5%, alkyl glucoside 4%, sodium hydroxide 4%, Sodium metasilicate 4%, Sodium gluconate 3%, HEDP 2% and deionized water 62%. By testing of recycled PET bottle degreasing and large company applying, it is superior to the domestic conventional degreasing agents.

Keyword:Surfactant;Degreasing agent;Recycled PET bottle

 

聚对苯二甲酸乙二醇酯是对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成,通常称为聚酯或PET[1],近年来,PET被大量用于制作包装瓶[2],而一次性PET包装瓶被丢弃后会造成环境污染日益严重,已经引起了世界范围内的关注。回收废旧PET包装瓶不但可以减少环境污染,而且可以节约资源。回收的废旧PET瓶片在使用前,先要进行清洗,将PET瓶片表面的油渍及胶黏剂清洗掉,现有的清洗剂清洁能力较弱,清洗时间较长,导致PET瓶片需要在煮锅中清洗时间过长,易导致瓶片表面泛黄,光泽度差[3]

笔者针对目前回收PET瓶片清洗剂的缺陷,结合多年研究生产清洗剂的经验和体会,开发出一种性能优良的废旧瓶片清洗剂配方。实践证明,与市售的清洗剂相比,本配方去污性能好,瓶片光泽度好,使用方便等特点,具有实用和推广价值。

1.实验

1.1 主要原料与设备

主要原料:异构C13-醇聚氧乙烯醚RitenT10、一乙醇胺,江苏斯尔邦石化有限企业;磺酸,赞宇科技集团股份有限企业;C8-C10烷基糖苷,上海发凯化工有限企业;氢氧化钠、葡萄糖酸钠、偏硅酸钠,AR,国药集团;去离子水,实验室自制;市售清洗剂、废旧瓶片,厂家提供。

本文所述的RitenT10,以美孚十三醇(主要成分的分子结构如图1所示)为起始剂,在意大利DBI-V双循环反应设备进行乙氧基化反应制备而来,其物化性能如表1所示。

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主要设备:玻璃反应釜,上海申生科技有限企业;恒温干燥箱,上海一恒科学仪器有限企业;恒温水浴槽,北京市永光明医疗仪器厂;PH计,卤素水分测定仪HS-153,梅特勒-托利多仪器(上海)有限企业。

1.2 试验步骤

清洗剂制备:往反应釜中依次加入热水、一乙醇胺、磺酸,搅拌30min,成透明液体,随后加入异构C13-醇聚氧乙烯醚RitenT10、C8-C10烷基糖苷APG、偏硅酸钠、葡萄糖酸钠等进行搅拌复配。降温至室温,用以氢氧化钠调节溶液PH为13-14,备用。

1.3 清洗性能测试

用本课题组开发的清洗剂对废旧PET瓶片进行清洗对比试验。清洗工艺如下(见图2):70℃搅拌洗涤、温水漂洗、烘干,最后用便携式色度仪测试,最后结果以++(优异)、+(良好)、+-(中等)、-(较差)呈现。

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2.结果与讨论

2.1 废旧PET瓶片清洗剂配方的开发

目前废旧PET瓶片清洗基本采用高碱高温清洗工艺路线,虽然对清洗焦糖、果糖、浮油、尘埃、皮脂或泥土等非结构性污垢能够起到一定作用,但对于清洗标签胶或陈旧性油脂等结构性污垢就显得效果不佳了;其主要原因是结构性污垢由废旧瓶片基体上剥离下来,不仅要保证清洗剂在清洗液中的浓度达到临界浓度,而且还必须使清洗液保持一定的PH值,这样才能给清洗剂提供足够的活性。

但是,碱会和聚酯表面产生皂化反应,也成为“碱减量”,其在冷态下反应不明显,但在70℃以上时会随温度上升而加快反应速度,并生成皂化物,从而影响到PET大分子的柔顺性和纺丝的可纺性,而现今使用的废PET瓶片清洗剂却对这种皂化反应几乎没有应对措施。

笔者针对目前市售清洗剂存在的缺点,以异构C13-醇醚RitenT10和一乙醇胺十二烷基苯磺酸盐为主表面活性剂,复配烷基糖苷等助表面活性剂及偏硅酸钠、葡萄糖酸钠、氢氧化钠等助剂,开发出废旧PET瓶片清洗剂,避免客户使用过程存在问题;具体配方见表2。

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2.2 性能测试

2.2.1 去污试验

70℃的操作温度,3%清洗剂剂工作液,按照1.3方法清洗,结果见表3。从表3数据可以了解到c配方去污效果最好。这归咎于有机膦HEDP和葡萄酸钠的协同作用。HEDP具有剥离粘性污垢的作用[4],可以提高强度渗透和分散玻璃瓶上霉菌和泥沙,从而可以将其有效清楚。葡萄糖酸钠在强碱作用下,螯合能力增强[5],阻止钙镁离子附着在废瓶片上。

配方d和e效果差的原因是非离子表面活性剂的减少,降低了去污力。

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2.2.2 客户应用反馈

脱脂工艺如下:

(1)地下水冲洗;

(2)片碱+清洗剂;

(3)漂洗。

配方c工作液在大连某企业的应用情况如下(见表4)。

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市售产品清洗效果中等,烘干后有发黄现象,原因归咎于废旧瓶片使用的都是地下水,而目前用于清洗废旧瓶片的装置的热水温度高于80℃;因此,这极易导致地下水中的钙镁离子等元素附着在废瓶片基体上形成结垢,从而造成相应污垢被带入废瓶片溶化后形成的聚酯熔体中,进而导致纺出的涤纶丝品质较低,各种污染物难以彻底清除,致使产品循环利用的绿色经济附加值大打折扣。

3.结论

(1)最佳清洗剂配方:异构C13醇聚氧乙烯醚RitenT10 10%,一乙醇胺十二烷基苯磺酸盐5%,烷基糖苷4%,氢氧化钠10%,偏硅酸钠 4%,葡萄糖酸钠 3%,有机膦HEDP2%,去离子水62%。

(2)通过实验室清洗测试、客户实际应用,该配方的性能优于国内常用的清洗剂。

 

参考文献:

[1]田心平等.PET回收再生技术及应用[J].塑料再生利用,2007:65-71.

[2]孙平等.PET瓶在日化产品包装中的应用[J].中国洗涤用品工业,2010.(2):75-86.

[3]何伟等.一种高效再生PET瓶片清洗剂及其清洗方法:中国,CN1013160397A[P].2013-06-19.

[4]范多等.清洗添加剂及使用该清洗添加剂的清洗方法:中国,CN103849498A[P].2014-06-11

[5]张惠文.食品加工设备的碱清洗[J].中国洗涤用品工业:2016(3):10-19.

 

编辑概况:

董海波先生,硕士,高级工程师,现任江苏斯尔邦石化有限企业EO事业部研发工程师,负责非离子表面活性剂的技术开发及应用研究.

E-mail:donghaibo@shenghongpec.com

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