من زجاجات النفايات إلى رقائق PET عالية الجودة: أفضل الممارسات ورؤى الصناعة

تعريف وتطبيقات رقائق زجاجات الـ PET

تشير رقائق الـ PET إلى مواد بلاستيكية معاد تدويرها صغيرة تشبه الشظايا يتم الحصول عليها عن طريق معالجة زجاجات الـ PET المهملة من خلال الفرز، والتكسير، والغسيل، والتجفيف.

على عكس حبيبات الـ PET، تُستخدم الرقائق إما لمزيد من المعالجة وتحويلها إلى حبيبات أو لقولبة البثق المباشر. الحبيبات (Pellets/Granules) هي حبيبات أسطوانية أو شريطية الشكل موحدة الحجم تتشكل عن طريق المزيد من الصهر والبثق وتكوير الرقائق.

التطبيقات الرئيسية:

1. صناعة النسيج: هذا هو أكبر مجال تطبيق للـ PET المعاد تدويره. يتم صهر الرقائق وغزلها وتحويلها إلى ألياف بوليستر معاد تدويرها (rPET Staple Fiber)، والتي تستخدم لإنتاج الملابس، والسجاد، والحشوات (مثل الوسائد والسترات الواقية من الرصاص)، والأقمشة غير المنسوجة.

2 . صناعة التعبئة والتغليف:

من زجاجة إلى زجاجة (Bottle-to-Bottle): يمكن إعادة استخدام الرقائق الشفافة عالية الجودة لإنتاج زجاجات PET جديدة، خاصة للمشروبات، مما يتيح إعادة تدوير دائرية مغلقة حقيقية.

الألواح والحاويات: تستخدم لإنتاج صواني الطعام، وصناديق التغليف الشفافة (مثل حاويات الفراولة)، وعبوات الفقاعات (blister packs)، وما إلى ذلك.

3. صناعة البناء: تستخدم لتصنيع المنسوجات الأرضية (geotextiles)، والمواد المقاومة للماء، ومواد العزل، والمزيد.

تأثير جودة رقائق الـ PET على المنتجات النهائية

يمكن أن يسبب وجود الملوثات غير البوليمرة مثل الـ PVC أو الورق تلوناً غير متساوٍ، وحواف صفراء، وانخفاض الشفافية، وانسداداً أثناء عملية الصهر. في الحالات الشديدة، تقلل بشكل كبير من القوة الفيزيائية للمنتج النهائي.

تؤدي الرطوبة المتبقية إلى التحلل المائي أثناء التسخين والصهر، مما يكسر سلاسل جزيئات الـ PET. يؤدي هذا إلى انخفاض لزوجة الصهر (قيمة IV)، ويؤثر سلباً على لمعان وصلابة المنتج النهائي.

يؤدي إدراج الرقائق مختلطة الألوان (على سبيل المثال، الأخضر أو البني) إلى تلويث المواد الشفافة، مما يحد من الاستخدام اللاحق في تطبيقات إعادة التدوير منخفضة الدرجة.

يؤدي محتوى الرطوبة المفرط أثناء البثق بدرجة حرارة عالية إلى تكون البخار وانحباسه داخل البلاستيك، مما يخلق فقاعات دقيقة داخل المنتج، مما يضر بكل من الشفافية والقوة.

كيفية إنتاج رقائق PET عالية الجودة

1. توريد وفرز صارم للمواد الخام

• تحديد نفايات الـ PET المناسبة: إعطاء الأولوية لشراء بالات زجاجات الـ PET التي خضعت لفرز أولي. فهم مصدر المورد وقدراته في الفرز أمر بالغ الأهمية.

• الفرز الدقيق: حتى طوب الزجاجات المكبوس يتطلب فرزاً ثانوياً.

• الفرز الآلي: استخدام معدات متقدمة مثل فارزات الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) لإزالة البلاستيك غير الـ PET، وفارزات الألوان لفصل زجاجات الـ PET حسب اللون. إنشاء محطات مراقبة جودة يدوية كمكمل.

2. تقليل الحجم الموحد (التكسير/الطحن)

• تكسير زجاجات الـ PET إلى رقائق موحدة الحجم (عادة 6–15 مم). تقوم الكسارات الرطبة عالية الجودة برش الماء في وقت واحد للمساعدة في التنظيف الأولي وتقليل درجة حرارة الشفرة، مما يضمن حجم رقائق متسق وتقليل الجسيمات الدقيقة.

3. الغسيل وإزالة التلوث

• الغسيل الأولي وإزالة الملصقات: استخدام الاحتكاك الميكانيكي (مزيل الملصقات) لإزالة معظم الملصقات البلاستيكية والشطف بالماء البارد لإزالة الأوساخ السطحية والرمل.

• الغسيل الكيميائي الساخن: طبخ الرقائق في محلول قلوي عالي الحرارة لتصبن وإذابة الزيوت العنيدة والمواد اللاصقة.

• الغسيل بالاحتكاك: استخدام شفرات دوارة عالية السرعة لفرك الملوثات المتبقية.

• الشطف: تشطف خزانات الشطف المتعددة المواد الكيميائية المتبقية والشوائب العالقة تماماً.

4. فصل الملوثات الفعال

• فصل الطفو والغوص: الـ PET (الكثافة > 1 جم/سم³) يغوص، بينما تطفو معظم الأغطية والملصقات (PP/PE). هذه الطريقة تزيل مواد الأغطية بفعالية.

• التصنيف الهوائي (فاصل الهواء على شكل Z): يستخدم تدفق الهواء لنفخ الجزيئات الخفيفة (الملصقات، الأفلام، الغبار)، مما يسمح لرقائق الـ PET الأثقل بالسقوط ليتم جمعها.

• فرز المواد والألوان: لمتطلبات الجودة العالية، تخضع الرقائق بعد الغسيل لجولة أخرى من فرز المواد والألوان لإزالة الشوائب الدقيقة والرقائق ذات الألوان غير المطابقة.

• التيار الدوامي والكشف عن المعادن: تثبيت فواصل التيار الدوامي (Eddy Current) وأجهزة الكشف عن المعادن لإزالة الألمنيوم (مثل حلقات الأغطية) والمعادن الحديدية في المراحل الرئيسية لخط الإنتاج.

5. عملية التجفيف

• نزح المياه الميكانيكي: تستخدم آلات نزح المياه بالطرد المركزي الدوران عالي السرعة لإزالة معظم الرطوبة السطحية من الرقائق.

• التجفيف بالهواء الساخن: يتم إرسال الرقائق المنزوعة المياه إلى نظام تجفيف بالهواء الساخن. التحكم المناسب في درجة حرارة الهواء والمدة ضروري لتقليل محتوى الرطوبة إلى أقل من 1%، مع تجنب التكتل أو التحلل الحراري.

6 . التحليل المختبري