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文档简介
1、装订线上海第二工业大学城市建设与环境工程学院实践环节报告(含课程大作业)首页课程名称固体废弃物处理工艺设计时间20112012学年第一学期班级08环境A1姓名黄雨骐学号084865198成绩任课教师评语:报告(大作业)题目 废塑料来源及其处理工艺设计报告(大作业)摘要:塑料制品的广泛应用给人类带来了极大的利益和文明,目前目前,全世界塑料总产量已超过1亿t。塑料 制品已经深入到人们生活和生产的各个领域中,已经成为其中的主要原料和辅助材料,市场消费一直呈上升 趋势。然而,大规模的生产与使用必然导致大量塑料废弃物的产生和排出。废旧塑料造成的环境污染已成为 全球性环境问题之一,在发达工业国家的城市固体
2、废弃物中,废塑料约占10%20%的体积,每年全世界要丢 弃约4000万吨的废塑料,形成巨大的“白色污染”造成地下水及土壤的污染,危及人类的健康与生存。因此 废塑料的综合回收利用已成为急待解决的社会问题。关键词:PET (聚对苯二甲酸乙二醇值)HDPE (高密度聚乙烯)PVC (聚氯乙烯)LDPE (低密度聚乙烯)PP (聚丙烯)PS (聚苯乙烯)PU (聚氨酯)废塑料来源及其处理工艺设计塑料制品的广泛应用给人类带来了极大的利益和文明,目前目前,全世界塑料总产量已超过1亿t。塑料 制品已经深入到人们生活和生产的各个领域中,已经成为其中的主要原料和辅助材料,市场消费一直呈上升 趋势。然而,大规模的
3、生产与使用必然导致大量塑料废弃物的产生和排出。废旧塑料造成的环境污染已成为 全球性环境问题之一,在发达工业国家的城市固体废弃物中,废塑料约占10%20%的体积,每年全世界要丢 弃约4000万吨的废塑料,形成巨大的“白色污染”造成地下水及土壤的污染,危及人类的健康与生存。因此 废塑料的综合回收利用已成为急待解决的社会问题。1塑料的来源1.1废塑料的来源废塑料来源品种有塑料薄膜(包括塑料包装袋和农膜X塑料丝及编织品、泡沫塑料制品、塑料包装箱及 容器、电缆包覆料以及各种日用杂品、文体娱乐、卫生保健等日用塑料制品,其中薄膜、泡沫、包装箱及容 器、编织、片材等塑料制品主要用于塑料包装。塑料包装是废塑料的
4、首要来源,此外还有一些其它塑料包装制品(如塑料托盘、农用塑料制品(如农用 塑料节水器材)、装饰装修用塑料制品的报废率也较高。塑料是家电产品的重要组成部分,我国家用电器的保有量巨大,且每年都在飞速增加。这些电器大多是 在20世纪80年代中后期进人家庭的,预计近几年我国将迎来一个家电更新换代的高峰,家电产品按正常的使 用寿命1015年计算,每年需报废的家用电器就有几千万台。近年来,电子通讯器材如电脑、手机、光盘、 光盘等更新换代速度加快,每年报废数量急剧上升,带来了较为严重的环境问题。在工业配套、信息、交通、航空航天等领域电子电器配套塑料配件应用广泛,产品更新换代很快。再加 上各种车辆的废旧轮胎等
5、来源,越来越多的废塑料正堆在我们面前。1.2常用塑料的种类、用途以及危害1.2.1 PET(PETE)材料名称:PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)产品用途:纯净水、矿泉水、碳酸饮料的饮料瓶使用特性:不能装热水,耐热至70C,耐冷至-20C, 只能一次性使用。危害分析:盛装高温液体或加热,瓶体会变形,可 溶出有害物质。连续使用10个月后,可能释放出致癌物 DEHP,对人体具有毒性。用完后必须废弃,不要再用 来当水杯或做储物容器盛装酸性溶液或油脂等液体。6PETE禽HDPE屁V屁LDPEPP屁PSOTHER1.2.2 HDPE材料名称:HDPE (高密度聚乙烯)产品用途:盛装清洁用品、沐浴产品的容器
6、及超市包装袋使用特性:耐热至110C。盛装非食品物质,可重复使用。危害分析:标明食品用的塑料袋在盛装食品时,最要不与食品直接接触,以防止微生物污染;盛装清洁 用品、沐浴产品,可清洁后重复使用,如果残留液清除不彻底,会成为细菌的温床,建议不要多次循环使用。PVC材料名称:PVC (聚氯乙烯)产品用途:极少用于食品包装使用特性:即使包装食品时也要禁高温、禁接触油脂,不得受热使用。危害分析:容易产生有毒有害物质一一生产过程中没有完全聚合的单分子氯乙烯,增塑剂中的有害物, 以上物质遇高温和油脂时容易被析出,如果随食物摄入人体后,容易致癌。建议最好不要用于盛装食品。LDPE材料名称:LDPE (低密度聚
7、乙烯)产品用途:保鲜膜、塑料膜使用特性:耐热性不强,110C时出现热溶现象。危害分析:因热熔而留下人体无法分解的塑料制剂。用保鲜膜包裹食品加热,食品中的油脂很容易将膜 材料中的有害物质溶解出来。因此,食物入微波炉前,将包裹食品的保鲜膜撕去后方可加热。PP材料名称:PP (聚丙烯)产品用途:微波炉餐盒、果汁饮料瓶、口杯使用特性:耐130C高温,透明度差,可重复使用。唯一可放入微波炉盛装食品加热的塑料容器,清洁 后可重复使用。特别提醒:一些微波炉餐盒和盒体用PP制成,盒盖却用不耐高温的PS、PET制成,因此决不能与盒体一 并放入微波炉。保险起见,容器放入微波炉前,先将盖子取下。PS材料名称:PS
8、(聚苯乙烯)产品用途:碗装泡面盒、发泡快餐盒使用特性:既耐热又耐寒,但不能放入微波炉加热食品。危害分析:温度过高会释放出化学物质,并且不能盛装强酸(如柳橙汁)强碱性物质,会分解出对人体 有害的聚苯乙烯。所以,尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物。PC & OTHERS材料名称:PC (聚碳酸酯)及其他类产品用途:水杯,桶装饮水桶使用特性:可重复使用,但避免使用破损或老化的容器。危害分析:因有少量双酚A在生产PC产品时没有彻底转化为PC的塑料结构,有可能会释出而进入食品 或饮品中。残留的双酚A会随温度升高而加速加量释放,因此不能盛装热水。如果容器有破损,必须停止使 用,以防止细菌污染。2废塑料的鉴别方
9、法2.1物理鉴别法2.1.1外观通过人们的视觉,触觉,嗅觉来观察塑料制品的外观特征,如形状、透明性、颜色、光泽、硬度等,只 适用于初步估计所属类别。2.1.2密度不同种类的塑料,其密度通常差别较大。利用这一性质,在工业上将混合废塑料依次通过一系列不同密 度的液体,根据塑料在液体中的沉浮情况,即可将大多数通用塑料分离出来。表1常用塑料在溶液中沉浮鉴别法(密度法)溶液种类密度(25 C) _g/cm3塑料制品种类浮于溶液沉于溶液酒精溶液(58.4%)0.91PP其他水1.00PE、PP其他饱和食盐溶液1.19PE、 PP、 PS、 PA、 PPO其他PE、PP、PS、PA、PPMA、PVAC、PV
10、F、纤维素硝酸酯、PET、PVC、POM、氧化钙水溶液 1.27 纤维素丙酸酯、PC、交联PU CPVC、PVDF、PVDC、PVTFE、PTFE2.1.3熔融该法是利用不同塑料具有不同软化或熔融温度范围而对其进行鉴别的。对于部分结晶聚合物,可用熔点 显微镜测定其熔点;对于无定形聚合物,玻璃化温度是链段开始运动的温度,但玻璃化温度的测定较困难, 可用熔点显微镜进软化点的粗略表征。但由于其软化点与加热速率和添加剂等有关,因此对结果的解 释要很谨慎。在工业上可将混合废塑料依次通过不 同温度范围的多段输送带(各段的温度依次升高), 被输送的混合废塑料便在不同的温度段上分别熔融 而滞留下来,达到依次鉴
11、别分离的目的。表2主要热塑性塑料的软化或熔融温度范围名称温度/C名称温度/C名称温度/CPVA35-85CA125-175PTFE200-220PS70-115PAN130-150PA6215-225PVC75-90PP160-170PC220-230PE约110POM165-185PMP240PVDC115-140PA12170-180PA66250-260PMMA120-160PA11180-190PET250-2602.1.4静电实验不同的塑料经摩擦产生不同极性的静电,据此可鉴别某些塑料。例如,将PVC和PE的混合物粉碎成粉末, 使其在两块高压电极板间缓慢下落,此时两种塑料就会因所带静电
12、的极性不同而向不同方向偏转,从而将其 分别收集在两个容器中而得以分开。2.1.5溶解性试验利用溶解性可鉴别不同的塑料。热塑性塑料在溶剂中会发生溶胀,在热溶剂中有些会发生溶解,如PE溶 于二甲苯,但一般不溶于冷溶剂。热固性塑料在溶剂中不溶,但通常会发生溶胀。在鉴别塑料时,将可溶和 不溶聚合物分为两组,再用其他方法进一步分析。塑料的溶解性不仅取决于化学结构,在很大程度上还取决 于分子量,因此用溶解性并不能给出确定的结果。2.2化学鉴别法2.2.1燃烧试验利用塑料的燃烧性能、火焰颜色、发烟量、燃烧生产物气味、熔融落滴形式、灰烬性状等特点,可对不 同塑料进行初步鉴别。但塑料的添加剂会影响燃烧实验的结果
13、,因此该方法不适宜混合废塑料的分离鉴别。表3常用塑料的燃烧鉴别名称燃烧难易离火后火焰状态火中状态气味PE易燃继续燃烧不放焰、无烟溶化、滴落快、结块后易碎烧蜡PVC不易燃熄灭、结黑块上黄下绿、冒黑烟荣华、不滴落氯臭PP易燃继续燃烧少量黑烟溶化、滴落慢、结块后不易碎烧蜡PS易燃继续燃烧冒黑烟、向空中喷黑末溶化成泡沫辛臭PA6不燃生成晶珠无焰溶化、滴落有泡沫焦毛2.2.2热解试验检验塑料不接触火焰下的加热行为。将少量样品装入裂解管中,在管口处放一片经润湿的pH试纸,逸出 的气体使pH试纸变色,依此来鉴别塑料的种类。2.2.3显色反应2.2.3.1与对二甲基氨基苯甲醛的颜色反应加热试管中的样品(0.1
14、-0.2g),将其裂解产物沾在棉签上,放入14%对二甲基氨基苯甲醛的甲醇溶液,加 一滴浓盐酸,若有聚碳酸酯存在,则产生深蓝色;若聚酰胺存在,则出现枣红色。2.2.3.2 Liebermann-Storch-Morawsk i 反应材料立即显色10min后颜色100 C后颜色酚醛树脂钱红紫-粉红色棕色棕-红色聚乙烯醇无色-浅黄色无色-浅黄色棕色-黑色聚乙酸乙烯酯无色-浅黄色蓝灰色棕色-黑色环氧树脂无色-黄色无色-黄色无色-黄色聚氨酯柠椽黄柠椽黄棕色-荧光绿在2mL热的乙酸酐中溶解或悬浮微量 样品(几mg即可),冷却后加入3滴50%的 硫酸,立即观察式样颜色,然后再水浴中 将样品加热至100C,观
15、察式样颜色。该 实验并非特征实验,但常用于鉴别塑料, 如表5所示。表5几种塑料的Liebermann-Storch-Morawski显色反应2.3光谱分析鉴别法混合废塑料的再生利用,往往需要较高的鉴别准确度,以避免不同种物质的混入,使再生料尽可能保持 原始料的性能。但传统的鉴别方法没有触及物质的化学结构,很难达到高准确度。与此相反,光谱分析鉴别 法则深入到分子内部,利用构成有机物的官能团(C-H、N-H、O-H、C=O、C-C等)在光照射下,都会产生相应的 红外光谱,而不同的塑料所含官能团不同,所呈现的谱图不同这一基本原理,实现了塑料的高准确度鉴别。 2.3.1红外光谱2.3.2 X射线照射从
16、20世纪80年代开始,经过10多年的努力,在废塑料处理上已取得了很大的进步。目前,处理废塑料的方法 大约可分为:焚烧、填埋、降解、以及再生利用等。从环保和可持续发展的角度来看,再生利用是最佳方法。3废塑料的处理工艺表:假如您细心观察一下就会看到,您购买过的一些塑料用品或某些品牌的食品,它们的瓶底部或用具底部都带 有由箭头组成的三角形标志,这些标志里还标注了“1”、“2”、“3”等数字。那么,这些标志都代表什么,有 什么含义?现在,我们就来为您揭开谜底。常用塑料原料对照表:高分子材料因其质轻、易加工、美观实用等特点广泛应用于日常生活、各行各业及高精尖技术领域,但在给 人们带来巨大的物质文明的同时
17、,其废弃物的产生也给人们提出了严峻的问题。废塑料的回收利用对于节约 能源、减少废料体积、降低废塑料对环境的危害及抑制油价的提高都有重要的社会和经济意义。塑料的主要 成分是合成树脂,这是一种高分子聚合物,此外,为了改进塑料的性能,还要在聚合物中添加各种辅助材 料,如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性能良好的塑料。塑料主要分为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等。不同的塑料、加工 工艺的不同,其回收利用途径也大不一样。一、PET在塑料行业,PET主要用作薄膜和瓶,而薄膜可用作包装,装饰,录音带基或电容器绝缘,PET片也用作照相 片基
18、,PET也大量用于纤维,薄膜和纤维用PET的物性粘度较瓶用PET纸。因此回收利用也稍有差异。PET薄膜和纤维生产工厂产生的下脚料可用来制作聚酯/环氧树脂粉末涂料,一般这些下脚料的相对分子质量 约为2万,熔点260以上,为组成单一的线型PET。将这样的下脚料在250C260C下用多元醇醇解,可得相 对分子质量约2000至5000的低熔点齐聚聚酯。齐聚聚酯在200C220C加入二元酸酐和酯化剂缩聚,得酸值 约3。05mgKOH/g,软化点约为85C105C,玻璃化温度小于等于50C的产物,此产物用来制聚酯/环氧树脂 粉末涂料。PET瓶大量用于可口可乐,百事可乐,雪碧等碳酸饮料,目前大部分是由PET
19、瓶和HDPE瓶底组成,瓶盖材料HDPE, 商标为双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,采用EVA型粘接剂粘附于瓶身,聚酯瓶回收后再利用的途径有再生造粒。 醇解和其他等方法。不管采用何种方法,首先要将聚酯瓶与其他瓶分离,也需将聚酯瓶身与瓶底分离。经分 离的PET碎料经挤出机挤出造粒制成粒料,为避免挤出时吸水使物性粘度下降,在挤出前应进行干燥。PET粒 料的用途如下:一是重新制造PET瓶,再生粒料不能用于与食品直接接触场合,但可用于三房ET瓶的中间层, 再制成碳酸饮料瓶。二是纺丝制造纤维,再生PET料料可用来纺丝制成纤维,用作枕芯,褥子,睡袋,毡等。 三是玻纤增强材料,经玻纤增强的再生PET具有较好的耐
20、热性和力学强度,可用来制作汽车零部件,如耐热汽 车车轮罩,其热畸变温度可达240C。变曲弹性模量9500MPa,弯曲强度214MPa,冲击强度15kf/m2。四是共混 改性,再生PET料料可与其他聚合物共混,制得各种改性料,如与PE共混,可得到冲击性能改善的PET共混料,PE: PET为(1050): (9050):如再加入少量聚丙烯,共混物的尺寸稳定性可获明显改进。由于PE和PET的 极性相差较大,所以,在共混时需进行相容处理,一般通过聚烯烃的接枝改性来改进相容性。PET废料在碱性催化剂存在下进行醇解,再加入二元酸酐等缩聚,得酸值大于12的产物,经稀释,过滤,加入 适量催化剂,可制得醇酸树脂
21、漆。配方见下表。反应温度8085C,反应4-5h。在220-2500C下,将PET废料 与多元醇反应,经溶剂化制得三维网状结构的绝缘漆,质量符合GB6109的要求。PET瓶还可用来制增塑剂:对 苯二甲酸2乙基己酯(DOTP),其增塑效果类似邻苯二甲酸二辛酯(DOP),在电性能,低温柔性方面稍优于DOP。 PET工业废料也可用作粘合剂。日本大阪市立工业研究所和富士照相软片公司用PET工业废料与甘油反应制成 粘合剂,用于金属粘接。PET工业废料用E二酸或缩乙二醇改性,也可制得热熔胶,用于柔性材料,如 布,皮革,纸,塑料,铝等的粘接。废旧PET薄膜,片或纤维加上丙二醇,苯乙烯,丙三醇,邻苯二甲酸酐,
22、顺丁烯二酸酐,对苯二酚及催化剂反 应可制得不饱和聚酯,用来制造人造人理石。二、PEPE农用薄膜可以用来再生粒料,PE再生粒料可用来仍生产农膜,也可用来制造化肥包装袋,垃圾袋,农用再 生水管,栅栏,树木支撑,盆,桶,垃圾箱,土工材料等。目前电缆材料的再生利用情况如下:铜、铝的再生利用率达95%以上,聚乙烯和聚氯乙烯的再利用率仅为3%。 环保型电缆中,铜、铝的再生利用率与一般电缆相同,其关键是如何将其包覆材料再生利用。日本电缆界主要采用以下几种处理方法:一是聚合物合金化。在回收的包覆材料,PE总是和PVC混在一起,如 果把两种材料溶融混和用作包覆材料,其延伸、抗拉强度等均不能满足要求。PE和PVC
23、的化学性质完全不同, 两者单纯地溶融是不能掺合的。所谓聚合物合金化是用某种增溶剂使上述不同化学性质的聚合物发生微相分 离,而增溶剂中对PE呈相溶性的分子链,与对PVC呈相溶性的分子链复合成共聚物。该共聚物具有优良的特性, 其延伸率达到标称值的200%,抗拉强度达到13Mpa,其耐热、耐油、耐燃特性均达到标准值。二是分离回收。 把不同物质混合摩擦时,在摩擦物质的表面将产生电荷,其中一种带正电,另一种带负电。把各种物质按所 带的不同电荷量,由正到负进行排列,形成所谓“摩擦带电序列,不同塑料因其所带的电荷极性而被相同的 电极推斥,被不同极性的电极吸引,就可将不同的塑料分离开来。日本藤仓电线株式会社开
24、发了一种新的环 保型阻燃聚乙烯,加入氢氧化镁和某种特殊的阻燃剂,其比重为1. 1,可用比重分离法将其与PVC等材料分离。 高密度聚乙烯(HDPE)是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃。HDPE是塑料回收市场增长最快的一部分。这主 要因为其易再加工,有最小限度的降解特性和其在包装用途的大量应用。主要的回收利用是将25%的回收材料, 例如后消费回收物(PCR),与纯HDPE经再加工后用于制造不与食物接触的瓶子。三、PVC聚氯乙烯制品很多,按增塑与否可分为硬质与软质两大类。硬质PVC制品是用较低分子量PVC加15%冲击改性剂 和3%加工助剂生产的,而分子量较高的PVC难于加工,通过加增塑剂则可加工为软
25、质制品。PVC制品在加工中 添加了大量的添加剂以保证制品的性能,在使用的过程中,受外界条件的影响,PVC树脂及这些添加剂会发生 变化。因此在PVC废料再生加工之前,应首先对废旧制品中PVC的分子量(或粘度)、双键结构、剩余添加剂种 类及含量有一定的了解,然后根据再生制品的要求,判断需添加的添加剂种类及用量,例如可以添加适量的 吸收HCl能力较强、热稳定效果较高的三盐基硫酸铅,有较强抗氧化性和紫外吸收能力的二盐基亚磷酸铅以及 有光稳定作用的甲基苯甲酰肼等热稳定剂,以满足再生制品的要求。由于未加增塑剂,硬质PVC制品是可以回收利用的,但仅PVC瓶回收再生有市场价值。1995年中期瓶级PVC粒料 售
26、价超过75美分/磅,而其他晶级PVC均低于40美分/磅,因此回收透明的PVC瓶再力nH为瓶级粒料用于非食品 用途极富吸引力。其他硬质耐久制品由于分子量比瓶级PVC高,不能再生为可吹塑成型的瓶级品,市场价格低, 则难于承受回收利用成本,所以缺乏吸引力。此外,这些耐久硬质制品一般都含有颜料,回收利用只能用于 深色制品。PVC塑料鞋类的主要采用重新造粒的方法,将经分拣洗净的废旧PVC鞋料在双辊炼塑机上混炼,此时,据废料 的具体来源,质量,加入各种精添加剂,经充分混炼后出片,切粒,经过滤挤出,制得再生粒料。辅助添加 剂的加入决定于废旧PVC鞋料的情况,如果是工厂的边角料,则无需加入添加剂,只要以一定比
27、例与新料混合 加入即可,连角料与新料的比例可达1比1甚至更高,对于发泡PVC废料,混炼温度需适当提高,混炼时间也需 延长,以驱除气泡。对于质量较差的废I0PVC鞋料,则要补加各种添加剂,且要将各种杂质除去,方法是通过 挤出过滤。PVC门窗废料经收集、分选、除去玻璃和金属,清洁、粉碎后,可与新料一起通过共挤出工艺生产再生门窗型 材。这种门窗型材的芯层由再生料制得,面层则由新料构成,芯层与面层融合在一起,形成不可分离的整体。 两部分的质量比为2:1,即再生料占了2/3。由100%新料构成的面层可以保证有足够的耐光性、耐候性及美观 性,制得的门窗安装后与完全由新料制得的门窗没有区别。PVC的燃烧热为
28、19MJ/kg,因此焚烧PVC废料回收能量也是一种有效的回收利用方法,西欧和日本曾以该方法为 主,回收的能量主要用于发电。但PVC焚烧时会产生HCI气体,形成的残渣含有铅等重金属,对环境造成二次 污染。一般采用在焚烧炉或烟道中喷射生石灰或消石灰的干法、半干法以及喷射NaOH水溶液的湿法,除去80% 95%的HCl,但碱的利用率只有20%25%。对产生的重金属残渣需做另外处理。PVC的燃烧热小于PE、PS、木粉 以及脂类,加上设备费用的上升,使得焚烧成本较高,因此,在发达国家焚烧PVC已不再是主要的回收方法。四、PP聚丙烯在使用过程中会发生老化,在加工过程中,分子结构也会发生变化。高温氧化、机械
29、剪切等均会引起 链剪断反应,导致交联反应和降解反应,分子量或者提高或者降低;也大大影响分子量分布,从而改变聚丙 烯材料的流变性能、机械性能等。聚丙烯应用场合不同,其废料的机械性能也不一样;使用过的高分子材料 因存在引发剂、缺陷等降解会更快。因此,要调整再生材料体系的稳定性,通过添加稳定剂可使再生料的稳 定性有较大的提高或改善。对于使用过程中性能改变不多的废塑料,物理加工是再生利用的主要方法。回收PP的拉伸强度较低,一般制品在1825MPa左右,用短玻璃纤维(SGF)增强后,其拉伸强度可达3035MPa 左右。为了改进纤维与树脂的界面性能,常用偶联剂如KH550、KH560、KH570等,偶联剂
30、的用量一般是纤维 含量的0.2%1.5%。回收PP也可像回收PE 一样进行氯化,氯化产物具有广泛的应用。如APP经氯化可得到 氯化APP(CAPP),它具有优良的粘结性能,可制造粘结剂,用于粘结PE、PVC、PA、金属等材料,如用作包装 复合膜、双层?膜、PP膜一纸、PP膜一铝箔等的粘合剂。此外,C/PP也可以用作涂料、印刷油墨及极性 树脂的加工助剂等。聚丙烯在380左右裂解,可进行热裂解和催化裂解。用硅/铝粉末(Si02/Al: 03)作催化剂,催化剂可与裂 解产物的气相和液相接触。研究表明,用液相接触催化剂方法,可得到69%的液体产物,具有沸点30270C 的,2C6到n-C1s石蜡油;气
31、相接触催化,可获得54% (质量分数)液体产物,而且得到产物的速度要低得 多。聚丙烯的化学改性还有接枝、嵌段等共聚改性。聚丙烯接枝改性的目的是为了提高聚丙烯与金属、极性塑料、 无机填料的粘结性或增溶性。所用的接枝单体一般是丙烯酸及其酯类、马来酸酐及其酯类、马宋酰亚胺类等。 接枝改性的高分子材料的性能与接枝物的物化性能有关,也与接枝物的含量、接枝链的长度等有关,其基本 性能与聚丙烯相似,但与极性高分子材料、无机材料、橡胶等的相容性可大大提高,接枝PP的结晶度和熔点 随接枝物含量的提高而下降,透明性和低温热封性却提高。对于含有PVC的PP回收料,可加入一些CPE相容剂,以提高共混物的性能。回收即可
32、用来改善PVC制品的成 型流动性。若PVC: PP: EPDM: CPE为100: 10: 20: 20,可使合金的冲击强度达到最大值。对于PE、PP、PVC 三元共混物,除了加入相容剂CPE、EPR外,还可利用反应挤出技术制备合金。如用马来酸酐或马来酸酯进行 接枝反应来增容。在此方法中塑化、接枝反应、共混在螺杆挤出机中进行,能一次完成,要求螺杆挤出机的 螺杆长径比在40左右,中间有排气和加料口,螺杆挤出机可以是单螺杆挤出机也可以是双螺杆挤出机。回收PP的耐冲击性能尤其是耐应力开裂性能差,且低温性能差。这些性能特征是由PP聚集态结构和大分子 链构造决定的,因此可用聚乙烯进行改性。如在PP中掺入
33、10%25%HDPE,其改性后的共混物在-20C时落球 冲击强度比PP提高8倍以上,而且加工流动性增加,可适用于大型容器的注射成型。从结构上来说,PE的 加入破坏了 PP的结晶如大球晶碎化,也降低了?的结晶度;若在体系中再加入EPDM (约5%),可提高PP与 PE的相容性,强度得到提高;加入少量EPR橡胶也可提高材料的冲击性能。美国每年有45kt的废旧聚丙烯材料可以回收,大约有18kt再用于制造新的电池箱,其他循环的聚丙烯材料 可用作实心轮子、装饰百叶窗和其他注射模压晶。德国Herbold公司开发出PP电池箱的回收系统,在这个系 统中,电池箱首先湿粉碎,通过两阶段的湿分离过程分离出污物,PP
34、粒料被用作制电池外套等。从化工厂生 产聚丙烯的过程中,产生5%10%非结晶性无规聚丙烯(APP)副产物,APP可加入沥青或混凝土中作填充材料。 APP粘结性好,适用于作各种物质的粘结剂,如将PP与PP和灰分混合制成混凝土,配人铝矿渣再制成砖块; 也可将APP与沥青混合熔融,涂在纸或布上作房顶材料等。五、PS废弃聚苯乙烯泡沫塑料制品的回收利用,不仅可以保护环境,节约能源,而且具有很好的经济效益。塑料制 品的回收利用常常采用直接利用和转换利用。聚苯乙烯泡沫塑料(PSF)回收利用主要途径有:减容后造粒,粉碎后用作各种填充材料,裂解制油或回收苯乙 烯和其他。聚苯乙烯泡沫塑料可熔融挤出造粒制成再生粒料,
35、但因此体积庞大,不便运输,通常在回收时先 需减容。方法有机械法,溶剂法和加热法。废旧泡沫塑料被粉碎后,经过红外线照射加热,其体积减少到1/20 以下;然后与特殊的水泥相混合,制成米花糖状的建筑材料。这种建筑材料的消音效果平均为0%,对某些频 率的噪音抑制可达到90%以上。这种材料现已被用做各种隔音设施的墙壁和天花板。聚苯乙烯泡沫塑料制品经粉碎后可用作填料,如混凝土复合板制品、石膏夹芯砖、沥青增强剂、土壤改性剂。 裂解制油或回收苯乙烯。可用于制造涂料和粘接剂等。加入废聚苯乙烯泡沫塑料,防沉淀剂,增塑剂,酚醛 树脂及其他助剂,可制成用于水泥,钢铁,木器的涂料。六、PU聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯
36、与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。PU制品 分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫:非泡沫制品包括涂料、胶粘剂、 合成革、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡 沫塑料的用途最为广泛。当前聚氨酯的回收利用主要有三种方法:物理法、化学法、能源法。物理法已有许多报道和实用技术,该方法回收的PU生产的制品性能较差,只适用于低档制品。能源回收是通 过将废料焚烧来回收热量,这种方式会造成二次污染,基本不再使用。当物理回收方法受到技术和经济上限 制时,就需要采取化学法回收。因此化学法回收聚氨酯一直是化学家
37、们研究的热点和发展方向。美Urgonne 国家实验室及其合作者已开发成功一项低成本回收技术,并建成一套试验装置。其生产过程是先除去汽车垃 圾中的金属杂质,然后将废泡沫塑料进行清洗、粉碎、干燥,最后用粘合剂将这些废泡沫塑料粘在一起,即 可用于生产地毯衬垫及其他垫材。聚氨酯的化学回收技术,是指聚氨酯树脂在化学降解剂的作用下,降解成低相对分子质量的成分。由于所用 降解剂的不同,化学降解又分许多种类型。不同类型降解剂所得降解产物不同,物化性能及作用也不同,因 此可根据使用目的采用相应的降解剂和降解工艺。聚氨酯的降解反应主要有醇解法、氨解法、热解法、碱解 法、磷酸酯法等。各种方法都有各自的优缺点,但无论
38、哪种方法,其原理都是将聚氨酯大分子中含有的大量 氨基甲酸酯键、酯键、脲基和醚键等断键,使其形成相对分子质量较小的含聚酯或聚醚多元醇或聚氨酯多元 醇及少量胺的液体混合物。东芝公司开发了冰箱隔热材料聚氨酯泡沫塑料的连续化学回收法(化学分解法)。使用具有压缩、加热及混合 三种功能的挤出机,以乙二醇胺为分解剂,将粒碎成smm大小的废旧聚氨酯树脂分解成一部分具有氨基甲酸酯 键的低聚物和多元醇为主体的低聚物。将这种分解物与新鲜多元醇和异氰酸酯混合(分解物约占20%),可生 产性能良好的再生聚氨酯泡沫塑料。用这种完全回收工艺可连续进行生产,不产生废物,该技术已向实用化 发展。其设备使用籍助螺杆的旋转连续地进行压缩、混合及加热的挤出机,注入二乙醇胺连续分解废旧聚氨 酯,可高速地得到分解物。聚氨酯树脂的混合比例在80%以上时,间歇法处理需要45分钟,而连续法仅用3分 钟便可分解。分解物具有透明
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