【《机械力化学回收热固性塑料的研究国内外文献综述》1800字】

机械力化学回收热固性塑料的研究国内外文献综述1.1机械力化学的机理机械力化学是通过挤压、剪切、冲击等机械力的作用，将机械力所产生的能量进行积累，转化为物质的内能，进而改变分子的结构，从而使物质的物理化学性质产生改变，使难以发生化学变化或不能发生化学变化的物质，可以产生一定的化学反应[2]。因此，机械力化学反应可以大大地将交联状或网状的分子结构成转化成线状，从而使其材料发生降解，产生化学活性，进而可以发生化学反应，提高那些难以进行化学反应的物质的利用率。热固性塑料的分子结构成网状，以酚醛树脂为例，其主分子链中交联键C-C键与羟甲基上的C-O键连接所产生的键能较弱，所以运用机械力化学理论，就通过机械力的作用，使其连接键发生断裂，并生成了具有一定活性的-CH和-OH，从而使酚醛树脂具有一点的化学活性，产生一定的塑性。基于机械力化学理论对热固性塑料的回收，合肥工业大学刘志峰团队通过机械物理法大大提高废旧热固性塑料的利用。1.2机械物理法回收的工作原理将粗破碎的废旧热固性塑料送入进料口，并通过粉碎机进行剪切粉碎和粉磨。发生在粉碎机的过程是机械物理法的核心。在剪切粉碎过程中，大颗粒热固性塑料受到在高速旋转刀轴上的剪切力和在定刀壁上的挤压下，由于相对运动，并反复进行此过程时，物料充分粉碎。充分粉碎的物料，在离心力和重力的作用下，进入下方的磨盘中，进行第二步——粉磨。在此过程中，粉碎的物料进入两磨盘之间后，由于磨盘的相对运动，物料在磨盘中受到挤压、摩擦、冲击和碰撞等多种机械力的作用下，进行粉磨。由于长时间的综合机械力作用使物料发生机械力化学效应，物化性质发生改变，使其具有可再生性，因而可以用来提高热固性塑料的回收率和利用率[3]。磨盘刀具（2）定刀外壳（3）剪切刀具图1-1剪切粉碎机的结构图1.3国内外机械物理法回收的现状在国内，很多高校和塑料机构企业对热固性塑料的回收和利用做出了很多的研究，同时也取得了很多的科研成果。合肥工业大学吴仲伟等团队，通过机械物理法对热固性材料进行回收，利用机械力的作用，使废旧热固性塑料的分子结构发生改变，即使其网状分子链断裂，网状的交联密度下降，使其具有一定的活性，从而产生一定的塑性，进而使废旧的热固性塑料具备再生活性和一定的塑性成形能力。这种方法可以提高废旧热固性塑料的利用率。该团队通过ANSYS的数值模拟，对该粉碎机内部流场进行分析，优化粉碎和再生效果[4]。骁马机械（上海）有限公司在2016年对磨盘式粉碎机进行研究，物料通过磨盘式粉碎机的定刀磨盘和动刀磨盘之间的碰撞，挤压，剪切等机械力作用，将塑料进行粉碎[5]。图1-2磨盘粉碎机结构示意图相对于国内，国外物理法回收废旧热固性塑料发展较早，早在1977年加拿大的Bauer,StephenH.就对热固性塑料进行粉，从而使其回收利用。与世界上最大的塑料大国——美国为例，他们对于热固性塑料的回收也是较早开展研究的。例如美国的一篇关于粉碎机的专利（US2010/0143522A1）。通过对讲废旧的热固性塑料进行二次粉碎，得到5mm~10mm的颗粒。将得到的粉碎颗粒通过添加胶粘剂等作为新塑料的一种填充剂。图1-3美国专利的回收装置示意图对于国外企业而言，美国的Plaslok和Rogers公司通过物理法回收热固性酚醛塑料。他们的主要方法是将废旧的酚醛塑料细磨，粉末状酚醛塑料填料与新塑料进行混合。他们通过实验得到，将粉末状酚醛塑料质量控制在15%以下，对于新塑料的性能影响很小，可忽略不计[6]。综上所属，可以得到，机械物理法成本低廉，工艺简单。机械物理法对热固性塑料的回收起着很大的作用。参考文献中商产业研究院.2021年中国塑料制品市场现状及发展趋势预测分析[OL].2021-01-20./news/chanye/20210120/1350061332896.shtml.胡健,董慧芳,路玲,宋守许.废旧热固性酚醛树脂力化学解交联研究[J].塑料工业.2020,48(07);1-3.刘志峰,赵建,吴仲伟,石磊.热固性塑料剪切粉碎机腔内流场数值模拟与试验分析[J].中国机械工程.2012,23(17);1-5.吴仲伟.热固性塑料机械物理法再生及再资源化研究[D].安徽:合肥工业大学，2013:1-60.井丽华.磨盘式塑料粉碎机的设计与研究[J].内燃机与配件.2020,(02).PeterY.Sibbett,Moldedarticleformedusingcrushedchipsofthermosettingplastic,andmethodandapparatusformanufacturingthesame[P].美国专利:0143522,2010.赵建.热固性塑料剪切粉碎流场分析与粉碎效果研究[D].安徽:合肥工业大学，2012:1-37.邵欣,韩思奇,高芦宝.ANSYSfluent17.0流场分析实例教程[M].北京,北京航天航空大学出版社,2018.10.丁欣硕,刘斌.Fluent17.0流体仿真从入门到精通[M].北京,清华大学出版社，2018.刘志峰,赵建,吴仲伟,石磊.热固