废旧聚苯乙烯塑料再生利用技术.doc

废旧聚苯乙烯泡沫再生利用技术 聚苯乙烯(PS)具有抗老化、防腐蚀等特点，在自然界中不易腐烂，也不易被微生物降解，即使是深埋，也会污染地下水源，破坏土壤结构，使粮食作物减少30 %。如简单地焚烧处理，则又会严重污染空气及大气环境。如何使这些废旧PS泡沫变废为宝，世界各国更多地从回收再生利用方面研究对废旧PS泡沫的处理方法。 下面介绍废III PS泡沫的几种再生利用技术，包括简单再生、再生制粒、改性制成化工原料、裂解回收等技术。简单再生 常盆胶结摸制成型 这种方法是对EPS制品进行破碎后采用常温胶结的方式将再生EPS碎料重新模制成型，不需溶剂，不需加热，也不需对原材料进行清洗、分拣、分离，其方法本身具有简单、节能、无环境污染的特点。 (1)破碎处理EPS制品密度极小，进行机械破碎处理时物料易产生漂浮，大块的物料不易下落，小块的物料由于摩擦静电的作用极易吸附在破碎机的筒壁上，这些影响使EPS制品的机械破碎效率很低。为此，可以从两个方面采取措施，一方面是增加机械搅拌效率;另一方面是消除物料的摩擦静电。前者可以采用特制的翻滚料筒泡沫顺粒物料组合形状式破碎机，后者使用添加消静电剂的方案使问题比较好地得到了解决。 物料被破碎成为5-lOmm左右的颗粒料，其外形是凸凹不平的不规则形状，这可使胶结表面积大大增加，有利于胶结强度的提高.但是另一方面，由于不规则的外形形状，使颗粒料之间的间隙变大，这些间隙需要由其他组分的物料来填满，否则实际的胶结表面积不但不会增加，而且会使模塑制品的刚度和强度大大减小。 (2)胶结和间隙填充前已叙及，EPS泡沫密度很小，同时它在溶剂或一定的温度作用下会发生急剧的收缩现象，故胶结材料不能选择溶剂型的，甚至不能添加对EPS泡沫有任何溶解作用的助剂，如某些胶结剂的稀释剂.而间隙填充材料除了上述要求外，由于其主要作用是填充间隙，而且其用量也相对较大，故还应该符合下述基本要求:有一定的强度，原则上应该不小于EPS本身的强度;成本较低，否则就失去了再生的意义;密度要尽量小，以便能够保持EPS的小密度优点;与胶结材料或EPS的相溶性较好。 (3)物理力学性能预制充填胶结料和EPS泡沫的比例不同，最终产品的密度就不同，其物理力学性能也不同.随着密度的增加，材料的压缩强度和热导率都呈增加的趋势，实际值将界于预制充填胶结料和EPS泡沫之间.可根据实际用途选择合适的比例。如果单纯为了保温的作用，应该选用较小的密度，以减小其热导率。如果需要一定的强度，则应该选用较大的密度。 用物理方法对废旧EPS泡沫塑料进行回收再生，由于不需溶剂、加热，也可省去原材料的清洗、分拣、分离工序，故方法简单、节能、无环境污染。可用作保温材料、建筑材料以及其他一些填充材料。如果采用的胶结材料具有阻燃性，则其再生复合材料也会具有阻嫩性。 长虹公司从德国引进了CKT80型EPS泡沫粉碎回收设备，改进生产工艺，经过粉碎的EPS泡沫珠粒与新的EPS预发料混合，通过模压成型制成包装用泡沫缓冲衬垫。EPS泡沫回收料在掺和比例为10%-15%时生产过程稳定，废品率较低，成型周期比全部使用新的EPS预发料缩短10%.使用回收料的EPS泡沫衬垫产品表观质量和内在质董良好，弯曲强度和压缩强度达到国家标准要求，其减振缓冲保护性经过几百次跌落试验全部合格。 17.2.1.2压制成型制作仿木材料 对废旧PS泡沫塑料先进行粉碎，碎料的大小要求一般取决于制品的性能和形状。如果是大型的制品，泡沫塑料的碎片要大，一般为15 -20mm的孔筛下料较为合适。如果要强度较高的制品，则可以采用1 -5mm的粒料。但大小碎片混合一起使用，其坚实性更好，所以一般对碎片大小的要求以5 - lOmm的粒料为好。泡沫塑料的用量占人造木材的体积分数为50%65%.据资料介绍，英国的一家房地产公司已用这种人造木材建造了一批住宅。废塑料变木材的方法是:先将废旧塑料压碎，加热后再加人多种添加剂，最后压制成多种形状，这种人造木材的外观、强度及耐用性等性能均可与松木相比。17. 2. 2再生制拉技术 将废旧PS泡沫塑料再生制成颗粒回收料的方法包括挤出热熔法、反应釜热熔法、溶剂法、沉淀法、非溶剂型热介质消泡减容等. 17.2.2.1挤出热屠法成鞍 传统的回收制粒技术是对废旧的EPS产品进行熔融造粒，包括粉碎、洗涤、干燥、脱泡、挤出、造粒等几个步骤。此热熔挤出造粒再生方法已广泛用于回收处理生产EPS时的边角余料和一次性包装EPS废旧料等。该法是将EPS废旧料加热熔融后重新塑化。通常生产PS发泡片材并经吸塑成型制各种一次性餐具的生产线都设有熔融挤出设备，随时回收处理冲切下来的边角料。 对于发泡PS快餐盒，其回收造粒的整个工艺流程主要由以下4个步骤组成: 粉碎洗涤.首先用粉碎机将废旧的快餐盒打成碎片，然后用风机经精送管路输送至清洗水槽，水槽中装有若干个旋转滑板，旋转滑板具有拍击餐盒碎片上残留脏物和推动碎片不断前进的功能，在洗涤过程中餐盒碎片上的残留污垢脱落，大部分脏物被洗掉的碎片通过传送带被送到第二清洗榴，在这里碎片上的污垢被彻底清洗干净，然后由一级、二级螺旋输送装置送人下一工序。 去水挤干。通过挤压去水，增加了发泡PS碎片的密度，为一级塑化打下基础。去水率达98%. 一级塑化挤出.一级塑化挤出机螺杆直径为150mm，产量为200kg/h，长径比为27。各段沮度为:130-150V, 160 -180C ,200-220，180一20W C。 去水挤干的碎片通过储料雄连续不断地进人一级塑化挤出机，排出碎片中残余的水分和气体，最后进行熔融挤出。 二级塑化挤出及造粒二级塑化挤出机的螺杆直径为120mm，长径比为13，产量为200kg/h.二级塑化挤出机直接将一级塑化挤出机挤出的熔融物料进一步塑化，通过换网装置、挤条机头挤出塑料条，经过冷却水槽、去水装置、吹干装置进人切粒机，切粒机通过调整切刀转速来控制粒料粒子的大小，最后进人成品箱. 二级塑化挤出机各段温度为:150-160C , 170-190C, 200220，170-200C。 回收的PS粒料可用来制作文具、纽扣、玩具、门帘、鞋底及装饰型材等。如果对回收的发泡PS进行增韧、增强，可使之成为目前需求量巨大的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的代用品。 由于PS泡沫塑料密度极低，用这种熔融挤出造粒的办法加以回收，不仅孺要专门的设备，而且要消耗大量的电能。而社会上经使用后丢弃的PS泡沫塑料必须先收集起来，再运到回收工厂，才能进行熔融挤出造粒处理，收集和运输的代价也是可观的。而且熔融再生PS的脱泡、造粒过程必然要经过一次高于200的熔融挤出过程，高温会引起聚合物内部的降解老化，造成再生粒料的透光率、拉伸强度、断裂伸长率等性能较差，因而是造成再生塑料质量差的重要原因。 表17-7给出了国产泡沫塑料再生机组的技术参数。其中H1FS-75型塑料再生机组主要用于高发泡PS及高发泡聚乙烯(PE)制品的回收再生造粒。该机结构紧凑，操作简便，高发泡废料无需粉碎即可直接进行再生造粒。机组装有不停机换网器，可连续生产。HLF-SJ-130/120型双级排气式塑料再生机组主要用于高发泡PS及PE制品的回收再生造粒。机组一级挤出机为强力输送加料，二级为变径排气式挤出机。机组另配有宽口破碎机、贮料仓、水箱、切粒机、不停机液压及自动换网器等。具有操作简便、性能稳定、自动化程度高、产量高等特点. 17.2.2.2反应釜热牌法成教 用破碎机把PS泡沫废旧物破碎成约5cm块状物，投人到夹套式、带回流冷凝器的反应釜中，控制釜内温度在140-160之间，隔绝空气，热熔PS泡沫废旧物.当从反应釜窥镜中观察到液体PS出现时，停止加热，打开反应釜底部放液阀门，把液体PS放人水旋式造粒器中造粒。 热熔时会产生一部分有机气体，通过回流式冷凝器进人液封器中吸收有机气体，使外排的气体不对环境造成污染。水旋式造粒器的关键结构为水旋子，它由鸭嘴式进水管和锥体两部分构成，鸭嘴式扁平缝隙进水管沿锥体水平截面的切线方向进人锥体，3个进水管成1200角排列.用压力为0-3MPa的自来水供水，在进水口的缝隙处造成15-2OkPa的负压，使锥体内的水呈剧烈涡旋运