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广州市社会科学基金研究资助项目

2021-07-06 来源:辽阳机械信息网

广州市社会科学基金研究资助项目

一、塑料包装废弃物的分选技术

塑料包装废弃物可以采用人工或机械(重力方法)将其从其他垃圾中分离出来,然后再采用直观鉴别、燃烧鉴别、比重鉴别、溶剂分离、风力筛选、静电分选、低温粉碎等方法。

1.直观鉴别分选技术

对于少批量的废旧塑料可采取以下方法进行分类:一是将金属、玻璃、线绳等杂物和污染严重的废旧塑料去除;二是将农用膜、包装膜、泡沫塑料、塑料瓶盒进行分类;三是根据制品的色泽深浅进行分类;四是利用目测、手感、比重、燃烧等简易方法将常用的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料进行分类。

2.密度分选技术

各种塑料具有不同的密度,将不同种类的塑料置于特定的溶液中,根据塑料在该溶液中的沉浮性对塑料进行分类和鉴别。因为塑料有不浸润性,所以需用表面活性剂进行预处理,使之润湿后再进行分选。常用的鉴别塑料溶液有水、饱和食盐溶液、酒精溶液和氯化钙溶液等。

3.溶液分选技术

利用各种塑料在有机溶液中依溶解度的不同来实现废旧塑料分选。其方法是将废塑料碎片加入到特定溶剂中,控制不同温度,使各种塑料选择性地溶解并分选。该技术溶剂损失少,回收的聚合物经加热造粒后即可重新使用,且性能良好。

4.风力筛选技术

当废料量多,杂物也多时,可以采用风力筛选技术。此法是在重筛选室将粉碎好的废塑料由上方投入,从横向喷入空气,利用塑料的自重和对空气阻力的不同进行筛选。

5.静电分离技术

静电分离技术源于干式分离法,其特点是分离与密度无关、直径8mm以下的颗粒状物质,其尺寸和形状不影响分离,且耗能量低,处理量大。

二、塑料包装废弃物的回收利用

塑料包装废弃物对环境与社会危害极大,所以将其回收利用尤为重要,一般可采用以下途径:制造建筑材料,制造日杂用品,制作化工产品,裂解气、油和单位,与其他垃圾一起焚烧,进行热回收(蒸气、热气和发电)。

1.废旧聚氯乙烯的回收利用

我国塑料制品中聚氯乙烯占30%以上。废旧聚氯乙烯的回收利用主要是直接回收或补充适当的新料,重新制作各种制品。当这些回用料脏到不能再做别的制品时,仍可以做基建和水利上的制品(管、槽、带、板等)。

①直接复配回用

废旧聚氯乙烯的回收再生制品,应根据不同品种添加相应的助剂,以达到使用要求。其配方如下表所示。

废聚氯乙烯回用料配方

材料软质硬质软质泡沫塑料废旧聚氯乙烯塑料

邻苯二甲酸二丁酯

烷基苯磺酸酯

三盐基性硫酸铅

硬脂酸钡

硬脂酸或石蜡

偶氮二甲酰胺100.0

10.0

5.0

1.0

0.8

0.2

—— 100.0

——

——

1.5

1.0

0.2

——100.0

5.0

5.0

0.5

1.0

0.2

6.0

聚氯乙烯的组成较复杂,除树脂外,还有一定量的增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料等辅助材料。这些助剂在使用过程中,由于受光和热的作用,会有不同程度的挥发和损失。在复制加工时,就必须进行适量补加才能使聚氯乙烯废旧塑料复制后,保持较好的物理机构性能。

②做沥青毡和塑料油膏

将废聚乙烯塑料与煤焦油在反应釜中进行反应,在催化剂的存在下,煤焦油中的萘蒽等聚集程度较小的成分易与链状的聚氯乙烯分子反应产生交联,形成二维网状结构,从而使改性后的焦油沥青软化点提高。其性能优于通用的石油沥青毡和焦油沥青毡,尤其耐低温性好,特别适于北方地区施工使用。其具体操作:在搪瓷反应釜中加入沥青,以150~200r/min电动搅拌,并升温至150~170℃下反应3h,再加入填料,搅拌片刻即得到电改性的焦油沥青。

基本配方:焦油100,废聚氯乙烯塑料12~15,增塑剂29~32,填料30~50。

2.废聚苯乙烯的利用

聚苯乙烯主要以泡沫塑料形式应用于电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器产品、精密仪器及工艺品的防震包装材料。也应用于快餐饭盒等食品包装,还可做保温材料。这些包装材料大多数是一次性的,用完就变成废品。

①重新加工回用

聚苯乙烯泡沫塑料有两种成型法:一种是直接发泡法,另一种是可发性珠粒法。这两种方法都是物理过程,并不破坏聚苯乙烯高分子结构,使它仍保持原来的性质。因此可回收利用。以废弃快餐盒为例,其工艺流程为:

废弃快餐盒→洗涤→干燥→粉碎→强迫加料→预塑化→挤出塑化(机头带快换滤网)→成型→冷却→造粒→装袋

造粒条件要求不高,可采用FLS-75挤出机。

②制作建筑水泥制品

废弃聚苯乙烯泡沫塑料表面密度为20~25kg/m3,经加工搅拌后制成混凝土湿密度为220~270kg/m3,基本相当于膨胀珍球岩,干燥后的密度还可以大大地减少,对与它掺混的水泥没有什么特殊要求。

利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料做轻型建材有多种制造方法。例如:用聚苯乙烯泡沫颗粒,以水泥为粘结剂,碎木丝为填料,加水混合,然后模塑成各种开头的轻质水泥隔板。也可将植物纤维与硅酸盐水泥复合制成薄板,将两层薄板中间填满泡沫聚苯乙烯与水泥的混合物制成轻质实心墙板,该墙板特别适合作建筑物内外非承重墙。

③制备油漆

聚苯乙烯的透明度高达90%左右,折光率为1.59~1.60,用它涂在聚丙烯、ABS等塑料上作真空镀膜的底漆,可以提高塑料件的镀光膜的高度,当然也可以用来生产一般防锈漆和家具漆。可采用:氯仿、香蕉水、二甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、甘油、松香改性酚醛树脂、松香、甲基纤维素、硬脂酸铝和颜料。操作步骤:清洗。将收集的废聚苯乙烯塑料(PS)进行清洗、除污、去油、干燥。将清洗后的废旧塑料(PS)去除残留水分晾干,晒干或烘干配制。将上述清洗干燥的废旧塑料适当破碎后投入带搅拌器的反应釜中,加入合适配比的酚醛树脂、甲基纤维素、松香和混合溶剂(氯仿、香蕉水、二甲苯)浸泡1天。经过浸泡后搅拌3h以上,使之溶解、改性成均匀的胶浆状溶液,用棒粘提出的胶液成线状下滴、过滤。将上述胶状溶液用80目铜筛网过滤,即得到合格的改性塑料胶,可以用于制造各种油漆色浆。选好颜料,加入适当的溶剂,用球磨机研磨到要求的细度,然后用100~200目铜筛网过滤,即得色浆。

3.聚烯类废旧塑料的利用

聚烯烃,指聚乙烯、聚丙烯。它们主要用来生产薄膜、中空制品及塑料纺织袋。

①废聚丙烯塑料编织袋的回用

将收集到的废旧聚丙烯塑料编织袋洗净、晾干、粉碎,掺入到新的聚丙烯中,再与10%左右的低压聚乙烯相混。根据编织袋的质量要求,掺入量可为20~70%。使用回用料须加入少量的钛白粉和黄色颜料来调整颜色。掺入少量的回用料与等规格重量的全新料拉丝编织的聚丙塑料编织袋相比,强度上稍有差异但对使用质量影响不大。

②制造钙塑塑料

在聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯等废旧塑料中,可以加入大量无机填料,制成钙塑材料。这种高填充量的废旧塑料,具有类似木材的性能,但其刚性、耐磨性、耐热性都优于木材。可采用塑料成型的方法加工钙塑塑料。因废旧塑料中无机填料的大量增加,混夹在废旧塑料中杂质的影响就相应变不了。该产品的优势是价格低廉,但其强度和色度远不及由新料加工的产品,往往只能加工黑色或棕红色、受力不大的制品。填充的无机材料,应粒度细、分散性好、含水量低、价格便宜。常用的是轻质碳酸钙、滑石粉、二飞粉或四飞粉(天然碳酸钙)以及生产硫酸时产生的废物(主要含氧化铁)等。

4.废旧聚酯容器的回收利用

塑料瓶作为包装用品的发展非常迅猛,其中大规模地用于食品包装的是PET瓶。该材料是一种塑性饱和聚酯,无毒无味,适用于食品包装。

①直接回收、清洗使用

PET瓶既可以象金属易拉罐和纸包装一样回收“熔解”再利用,又可以象玻璃瓶一样回收重复使用。在荷兰市场1989年率先推出可循环重复使用的PET瓶新技术逐步进入了世界市场。目前已有专门为重复使用的PET瓶而设计的设备。首先要求PET瓶要耐温,因为回收PET瓶的清洗方法同玻璃一样,要求苛性钠浓度在2~3%,温度为40~68℃

②粉碎回用

对废旧破碎聚酯包装容器具和破碎造粒重新吹拉伸加工成型后的包装容器,只能用于非食品的包装。原因是回收的聚酯在高温吹、拉伸下,有的分子分解生成乙醛,而乙醛有毒,故只能用于非食品包装。

因有的PET瓶包括聚酯(PET)瓶体、高压聚乙烯(HDPE)底托、铝盖、还附有乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)盖衬、纸签和胶等。如不能手工分离,可将其粉碎后的碎片用鼓风机及水洗将EVA、纸、PET、HDPE和Al以其密度差异将它们分离。即通过水悬浮除去HDPE,再通过密度为1.4g的盐溶液悬浮使PET和铝分离。主要设备为:粉碎机、空气分离器、浮选器及烘箱。

5.废旧聚氨酯泡沫塑料的回收利用

聚氨酯因其良好的弹性,优良的缓冲性能,在各个领域中得到了广泛的应用。除做人造革外,还在沙发、汽车中作缓冲材料、冰箱、地下蒸气管道保温以及特殊场合的现场发泡包装。因此,聚氨酯的废弃物也就愈来愈多。

①做人造土壤

在开孔性软质聚氨酯泡沫塑料中,加入水和化肥,可对多种植物进行栽培,植物在其中生长快、无病虫害和杂草。也可做成育苗箱,将一定厚度的泡沫塑料,按规定尺寸,放入育苗箱内,加入液体肥料,移苗时断根少,成活率高,这种育苗床重量轻,可搞成立体种植,不占农田,搬运方便。

聚氨酯泡沫塑料作为天然土壤覆盖物,主要是对天然土壤表面起保

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