综述：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）废物的异质性及回收途径：在PET供应链背景下评估机械回收与化学回收技术

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：Poly(ethylene Terephthalate) Waste Heterogeneity and Recycling Pathways: Evaluating Mechanical and Chemical Recycling Technologies in the Context of the Poly(ethylene Terephthalate) Supply Chain

PET作为常见热塑性材料，其回收技术需根据不同产品特性调整。机械回收依赖严格分拣和纯度，适用于瓶类等高纯度废料，但受限于杂质和分子结构变化。化学回收（如 glycolysis、methanolysis）通过分子级分离提升纯度，可处理纺织品等低纯废料，但能耗较高。研究指出，瓶类回收率已达30%-50%，但纺织品因含染料和添加剂难以回收。需结合机械回收和化学回收，优化分拣流程与材料设计，以提升PET循环利用率，尤其在纺织领域应用潜力大但技术挑战多。

　　PET是一种常见的热塑性材料，广泛应用于饮料瓶、包装和纺织品等产品。目前，PET是被回收率最高的塑料之一，机械回收技术在PET瓶的回收中已经应用了30多年，形成了完善的收集和处理供应链。尽管机械回收技术取得了成功，但仍有挑战和改进空间，尤其是在回收其他PET产品（如纺织品）时。现有的机械回收技术主要适用于单色、干净的PET材料，而纺织品等其他PET产品由于其复杂的成分和杂质含量，与机械回收技术的兼容性较差。因此，需要发展和改进PET的回收技术，以扩大可回收材料的范围，并提高PET材料的循环性和可持续性。

### PET的生产与回收供应链

PET通常由乙二醇（EG）和对苯二甲酸（TPA）合成，而TPA是通过从石油或液化天然气（LNG）中提取的。早期，由于TPA纯化难度较大，PET主要通过DMT（二甲基对苯二甲酸）合成。随着技术的发展，TPA的纯化变得更加容易，因此现在大多数PET由TPA合成。TPA是通过氧化对二甲苯（p-xylene）得到的，其反应速度比DMT更快，无需使用酯化催化剂。

PET的生产通常涉及熔融相聚合反应器，这些反应器可以生产出具有特定平均分子量（Mn）的PET。不同类型的PET产品在生产过程中可能包含不同的添加剂、共聚物和催化剂，这导致了PET产品在物理和化学特性上的差异。例如，纺织品PET通常具有较低的IV（粘度）和较高的分子量，而饮料瓶PET通常具有较高的IV和较低的分子量。这些差异会影响PET废料的成分和回收效率。

在回收PET的过程中，收集和处理供应链的复杂性是一个重要考虑因素。PET瓶的回收已经建立了完善的收集和处理系统，包括分拣、清洗和干燥等步骤。然而，对于其他类型的PET产品，如纺织品，其回收仍面临挑战。例如，PET纺织品通常含有大量的染料和添加剂，这些物质难以通过机械回收去除，因此需要开发化学回收技术。化学回收技术能够实现分子级别的纯化，从而扩大可回收PET材料的范围。

### PET回收技术

PET的回收技术主要分为机械回收和化学回收两种。机械回收技术相对简单，适用于PET瓶等干净的材料，而化学回收技术则更复杂，能够处理更广泛的PET废料。机械回收技术的局限性在于其对杂质和异质性的敏感性，而化学回收技术则能够实现分子级别的纯化，从而提高回收效率和产品质量。

化学回收技术主要包括酯解（glycolysis）、甲醇解（methanolysis）和碱性水解（alkaline hydrolysis）。这些技术通过可逆的酯化和酯解反应，将PET分解为单体（如DMT、TPA、EG和BHET）。化学回收技术能够实现更广泛的材料回收，但其能耗和复杂性较高。因此，需要在回收技术的选择和应用中权衡这些因素。

### 回收技术的挑战与改进

在回收PET的过程中，挑战主要来自废料的成分异质性和杂质含量。例如，PET瓶的回收需要去除表面的染料和标签，而纺织品的回收则需要去除染料和添加剂。这些杂质的存在会影响回收技术的效率和产品质量，因此需要改进收集和处理流程，以减少杂质含量并提高回收效率。

此外，PET的降解和老化问题也是回收技术需要解决的关键因素。例如，PET瓶在储存过程中可能会发生降解，导致颜色变化和分子量降低。这些变化会影响PET的回收质量，因此需要开发更高效的回收技术，以应对这些挑战。

### 未来展望

为了提高PET的循环性和可持续性，需要发展和改进PET的回收技术。机械回收技术虽然已经取得了一定的成就，但其对杂质和异质性的敏感性限制了其应用范围。化学回收技术能够处理更广泛的PET废料，但其能耗和复杂性较高。因此，需要在技术选择和应用中找到平衡，以实现更高的回收效率和更低的能耗。

未来的研究应重点关注PET废料的成分异质性和杂质含量，以及这些因素如何影响回收技术的选择和应用。同时，需要开发更高效的回收技术，以应对PET降解和老化问题。此外，还需要改进收集和处理流程，以提高PET废料的纯度和质量，从而实现更高效的回收。

总之，PET的回收技术需要在机械回收和化学回收之间找到平衡，以实现更高的循环性和可持续性。机械回收技术适用于高纯度的PET材料，而化学回收技术适用于更广泛的PET废料。未来的研究应重点关注PET废料的成分异质性和杂质含量，以及这些因素如何影响回收技术的选择和应用。同时，还需要改进收集和处理流程，以提高PET废料的纯度和质量，从而实现更高效的回收。