常見廢舊塑料的回收與再生

1、第五章 常見廢舊塑料的回收與再生 第四章已著重介紹了廢舊塑料的回收與再生技術(shù)，本章則在此基礎(chǔ)上從幾種常見的大品種塑料出發(fā)分別敘述其廢棄物的回收再生方法，并有實(shí)例可供參考。第一節(jié) 聚乙烯廢棄物 聚乙烯是塑料中產(chǎn)量最大、用途極廣的熱塑性塑料，它是由乙烯聚合而成，是部分結(jié)晶材料，可用一般熱塑性塑料的成型方法加工。聚乙烯可分為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯三大類，其區(qū)別在于其密度、結(jié)構(gòu)和制造方法的不同。高密度聚乙烯的密度一般高于094gcm3，而低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯的密度在09l094gcm3之間。廢舊聚乙烯薄膜主要來源有兩方面： 薄膜生產(chǎn)中產(chǎn)生的邊角料、殘次品等。這些廢料清潔

2、，品種明確，可粉碎壓縮后直接送入擠出機(jī)造粒，回收過程較簡(jiǎn)單。 來自化學(xué)工業(yè)、電氣工業(yè)、食品與消費(fèi)品工業(yè)等的廢棄薄膜。這些廢膜均已被污染、有的已著色并印有商標(biāo)，有的還含有砂子、木屑或碎紙等雜質(zhì)。 典型的回收工藝過程如下： 喂料與粉碎。首先用金屬檢測(cè)器檢出金屬及粗重的雜質(zhì)，然后送入粉碎機(jī)，進(jìn)行切斷、研磨。 貯料。設(shè)置有3個(gè)儲(chǔ)料倉，料倉中各有1臺(tái)不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)的進(jìn)料螺桿。薄膜碎片進(jìn)入料倉后，由螺桿強(qiáng)力混合、均化，然后由傳送帶分別或同時(shí)送入脫水裝置。 洗滌與分離。傳送帶上裝有稱量裝置，定量輸送薄膜碎片。進(jìn)入洗滌槽，根據(jù)其污染程度確定洗滌時(shí)間；然后送入水分旋流器進(jìn)行強(qiáng)力清洗，在離心力的作用下不同材料實(shí)現(xiàn)分離

3、；再送入摩擦清洗機(jī)進(jìn)行摩擦清洗，并分離出剩余的污物。 干燥與貯存。清洗后的薄膜碎片通過離心機(jī)分離比水分，再經(jīng)過熱空氣干燥，使含水量下降到0.5以下。隨后送入帶混合螺桿的料倉儲(chǔ)存。 擠出。將清潔的薄膜碎片通過螺桿和空氣壓縮機(jī)出料倉送至擠出機(jī)中，經(jīng)喂料螺桿預(yù)壓縮，使碎料壓實(shí)，防止形成“架橋”。 真空排氣，擠出機(jī)中設(shè)置有真空排氣段，固體料塊或熱塑熔體中的揮發(fā)分，如空氣、水蒸氣、氧化物和殘余單體，均由此排出。 熔體過濾。擠出機(jī)前端裝有過濾網(wǎng)，可使熔體中滯留的雜質(zhì)清除掉。 造粒。采用熱切造?；蚶淝性炝＞伞?廢舊聚乙烯薄膜的一般回收流程如圖51所示。 首先打開廢膜包，進(jìn)行預(yù)切割，由傳送帶輸送，用磁鐵除去

4、鐵類金屬，通過清洗槽除去砂石等重物，然后用濕式切碎機(jī)將薄膜切成碎片、并使細(xì)屑漿化，再送人清洗罐，加溫水和消泡劑攪拌，摩擦清洗，脫去油脂，除去較重雜質(zhì)，上浮的薄膜碎片流入離心脫水機(jī)，脫去大部分水，然后經(jīng)切碎機(jī)進(jìn)一步切碎并疏松碎片，進(jìn)入熱空氣干燥器烘干，使水分含量低于l%，最后送入儲(chǔ)料罐儲(chǔ)存。干燥的薄膜碎片可直接出售。若需加工成粒料，可將干燥的碎片與所需助劑和色母粒一同由填塞式進(jìn)料器連續(xù)送入擠出造粒機(jī)，切下的粒料在水中冷卻，然后進(jìn)入離心分離機(jī)脫去水分。冷卻后送入混合罐，最后裝袋銷售。 由于農(nóng)用薄膜的使用量相當(dāng)大，所以下面著重談?wù)剰U農(nóng)膜的回收。 農(nóng)用塑料薄膜主要包括塑料房、塑料棚和地膜，主要材料為聚

5、氯乙烯和聚乙烯。農(nóng)膜使用的環(huán)境惡劣，要經(jīng)受日曬、雨淋、霜凍，所以使用壽命短，一般不越過3年。廢舊農(nóng)膜如處不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，使土壤板結(jié)、酸化，廢膜碎片還會(huì)影響農(nóng)作物根系的生長。 廢舊聚乙烯農(nóng)膜回收工藝過程與一般廢舊聚乙烯薄膜基本相同，國內(nèi)由于廢舊農(nóng)膜收集上的困難，所以還沒有專用的生產(chǎn)流水線。圖52和圖53分別是日本制鋼所和日立造船(株)的廢農(nóng)膜再生流水線。 其特點(diǎn)：采用密閉圓筒形臥式洗滌器，筒內(nèi)壁和中心攪拌軸上均裝有葉片，使廢料充分?jǐn)嚢柘礈?，全部物料使用管道輸送；裝有磁選裝置，清除廢農(nóng)膜中的鐵渣。 日立造船(株)的再生裝置的特點(diǎn)為全系統(tǒng)無加熱裝置，破碎后的碎片經(jīng)多次離心脫水，然后在粉碎

6、機(jī)中粉碎，并利用粉碎時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱使剩余的水分蒸發(fā)。干燥后的粉料含水量為1一5。裝有磁選裝置。 廢舊聚乙烯農(nóng)膜回收再生料的性能一般都較差，適用于制造粗制件。 聚乙烯由于價(jià)廉易得、成型方便，所以其制品應(yīng)用范圍很 圖53 日立造船株式會(huì)社廢農(nóng)膜再生裝置廣，但用得最多的還是包裝制品，估計(jì)在60以上。低密度聚乙烯的最主要用途是包裝用膜和農(nóng)用膜；高密度聚乙烯則主要用于包裝用膜和瓶類、中空容器上；線型低密度聚乙烯主要用于薄膜、模塑件、管材以及電線電纜上。目前聚乙烯再生利用方法有直接利用、填充改性、交聯(lián)改性等，但最常用的是直接利用。且巳大規(guī)模商業(yè)化操作。本節(jié)也著重介紹這種方法。一、直接利用 直接利用是指將廢

7、舊塑料先鑒別分類除去異物，然后粉碎到所需的尺寸，再清洗以除去表面異物，干燥后的粉碎料就是再生料或再進(jìn)行塑化造粒。用這種方法制成的再生料件能差別很大，主要取決于原料的老化程度和回收廠約設(shè)備與技術(shù)。如普通城市廢棄物中的中空容器回收到的高密度聚乙烯再生料，其機(jī)械性能損失較小，而斷裂伸長率和耐應(yīng)力開裂性損失很大，遠(yuǎn)不如新料。 直接利用是現(xiàn)階段最常用的方法，以下將介紹常見聚乙烯制品的回收再生方法。 1，聚乙烯薄膜 聚乙烯膜已大量應(yīng)用于日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，國外對(duì)聚乙烯薄膜的回收已很成熟，已形成了一套完善的投放、收集、加工體系。我國由于收集、分離上操作復(fù)雜，成本較高，所以回收利用率還較低。 例1 用再生

8、聚乙烯生產(chǎn)農(nóng)用地膜 (1)原料：老化程度較輕的廢舊聚乙烯農(nóng)膜或包裝袋。 (2)再生工藝流程：見圖54。 圖54 聚乙烯廢料的再生工藝流程(3)工藝特點(diǎn)：采用低溫、高速擠出工藝；擠出機(jī)選用大直徑、小長徑比；第一階擠出機(jī)比第二階擠出機(jī)的直徑與長徑比均小，具體見表51。 表51 擠出機(jī)的規(guī)格 機(jī)頭內(nèi)腔截面加大12倍，使用多層細(xì)過濾網(wǎng)，以有效濾除雜質(zhì)，減少更換濾網(wǎng)次數(shù)；添加抗氧劑；添加新樹脂，以線型低密度聚乙烯為佳，添加量以25一30為宜。(4)吹塑工藝：擠出溫度從加料口至機(jī)頭依次升高，210、220、210、220； 改用圓柱形濾網(wǎng)，以增大過濾面積； 采用大吹脹比，有利于提高薄膜的橫向拉伸強(qiáng)度和縱向

9、直角撕裂強(qiáng)度。當(dāng)口模直徑為100mm，吹脹比約為56時(shí)，薄膜的縱向和橫向強(qiáng)度接近，吹膜易于控制； 控制膜泡形狀和冷卻線高度，可使薄膜的縱向、橫向強(qiáng)度趨于致。膜泡形狀以至高腳杯狀(參見圖55)為佳；冷卻線高度以530mm左右為宜；主機(jī)轉(zhuǎn)速以100rmin為宜：例2用廢農(nóng)膜制育苗軟盤（1）原料：廢日聚乙烯農(nóng)膜和低密度聚乙烯廢膜：（2）工藝流程：見圖56。 圖56 用廢農(nóng)膜制育苗軟盤的工藝流程 (3)生產(chǎn)工藝： 洗料，先將大塊膜料剪成lm2以下的小塊，然后用大渦輪洗料機(jī)攪洗2次。 擠條。用擠出機(jī)將洗后的濕料填入進(jìn)料口，在適當(dāng)有溫度下擠出條料。 切粒。用切粒機(jī)切成5mm以下的短粒。配料。嚴(yán)格按配方操作

10、，配料時(shí)計(jì)量不得有誤。混煉。用3臺(tái)擠出機(jī)連續(xù)混煉、使料混煉均勻，塑化溫度合理。擠片。用擠出機(jī)擠片，片料擠出后入水冷卻，經(jīng)牽引機(jī)收卷成捆。2聚乙烯中空制品 聚乙烯中空制品在我們的日常生活中很常見，如各種牛奶瓶，盛放食品、洗滌劑、化妝品等的各種容器，大都是由高密度聚乙烯制成的，與薄膜不同，這些制品往往帶有標(biāo)簽，標(biāo)簽一般是紙質(zhì)的或是塑料膜。分離這兩種異物有濕法和干法兩種工藝。濕法工藝是用水(往往是熱水)強(qiáng)烈攪拌，使標(biāo)簽上的粘結(jié)劑軟化并與之分開、紙質(zhì)標(biāo)簽會(huì)被機(jī)械攪拌成漿狀，紙漿和塑料可用過濾裝置分離。如果是塑料標(biāo)簽，則可用空氣分選裝置分離。干法工藝則是用熱空氣流向上吹粉碎料，這足以使較薄的標(biāo)簽材料從較

11、厚的容器碎料中分離出來。 除標(biāo)簽外，廢舊制品中可能還會(huì)帶有泥土、油及其他異物，這些都可用水分離和清洗，根據(jù)污染物和污染程度，可用清潔劑和熱水來加強(qiáng)效果。 典型的聚乙烯廢舊中空容器的回收工藝流程如圖57所示。 有些廠家在分選和粉碎時(shí)另附加一裝置以除去某些異物，比如用振動(dòng)斜坡來分離玻璃、金屬和紙屑等異物。 粉碎的目的有兩個(gè)：一是滿足回收廠下序工藝的要求：二是適合擠出機(jī)的喂料。一般典型的粉碎尺寸是160一320mm2。要達(dá)到該尺寸要求，簡(jiǎn)單的可用粉碎機(jī)，也可與研磨機(jī)聯(lián)合使用。 空氣分選裝置可以分離去或部分除去標(biāo)簽等異物，也可再次除去尚未除去的玻璃、金屬等異物。 圖58是消費(fèi)后奶瓶的回收流程圖。二、填

12、充改性填充改性比較適用于對(duì)外觀和力學(xué)性能要求不高的聚乙烯粗大制品。由于回收料的性能已有不同程度的下降，所以填料的添加量要適量。如有必要，還可用表面活性劑處理填料。下面是兩個(gè)實(shí)例。 例1用聚乙烯再生粒料制造柑桔包裝箱(1)配方：參見表52。 表52 用聚乙烯再生粒料制柑桔包裝箱的配方(2)工藝流程：見圖59。(3)主要設(shè)備：SBP300塑料薄膜破碎機(jī)CH200A塑料高速捏合機(jī)；5HM30密閉式煉塑機(jī)；SK400開放式煉塑機(jī)；TL200塑料切粒機(jī)；80擠出機(jī)。(4)生產(chǎn)工藝：廢舊聚乙烯用人工洗滌。自然干燥或烘干。憑手感和外觀進(jìn)行選擇分類。將經(jīng)選擇的干凈廢舊聚乙烯薄膜直接投到SK400開放式煉塑機(jī)的

13、兩個(gè)輥筒上，一次投料約20一30kg，控制的輥轉(zhuǎn)速為14rmin，后輥速度為19rmin。切成厚度在5mm以下，寬約200mm的長條片。將雙輥煉塑并經(jīng)自然冷卻的長條片直接喂入JL200塑料切粒機(jī)即得粒料。每釜捏合時(shí)間為30一40min，每釜投料量一般為150一210kg。投料順序如下：木屑一石棉粉一滑石粉硬脂酸鈣一炭黑一聚乙烯再生粒料。擠出塑化。擠出機(jī)的加料段、壓縮段和均化段的溫度分別為120130、130一150和200一220。壓制壓力控制在15MPa(表壓)左右，保壓時(shí)間在3l一62s之間，模具不通冷卻水。制品成型后，要自然冷卻，目的是讓制品均勻冷卻以改善強(qiáng)度。經(jīng)修整、組裝后的包裝箱即為

14、成品。(5)性能：包裝箱的性能如表53所列表53 再生聚乙烯柑桔包裝箱的性能例2用聚乙烯再生料生產(chǎn)鈣塑包裝箱(1)配方：見表54。 表54 聚乙烯再生料生產(chǎn)鈣塑包裝箱的配方 (2)生產(chǎn)工藝：將聚乙烯廢料投入粉碎機(jī)，粉碎成8mm以下的顆粒，再把原料按配方要求準(zhǔn)確稱量，一起加入捏合機(jī)中混合均勻，然后送入擠出機(jī)中熔融塑化，擠出料坯；再將熔融狀坯料放進(jìn)油壓機(jī)模具內(nèi)加壓定型即可制得制品。擠出機(jī)的供料段、壓縮段，計(jì)量段和機(jī)頭的溫度分別為120130，180190和150。(3)設(shè)備：主要有粉碎機(jī)、捏合機(jī)、擠出機(jī)、油壓機(jī)等。擠出機(jī)螺桿形式為等距不等深漸變型，蝸桿直徑為85mm，長徑比為18，壓縮比為3。三、

15、交聯(lián)改性聚乙烯再生料還可以進(jìn)行交聯(lián)改性，提高其拉伸強(qiáng)度和模量，以及耐熱性、耐候性、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等。交聯(lián)的程度不同，其力學(xué)改性程度也不同，聚乙烯在充分交聯(lián)后形成三維結(jié)構(gòu)，從熱塑性塑料變?yōu)闊峁绦运芰?，力學(xué)性能大大改善。對(duì)于回收聚乙烯來說，只需使之輕度交聯(lián)，即可保持其熱塑性能的同時(shí)又適當(dāng)提高其力學(xué)性能，而且回收的聚乙烯制品再廢棄后還可再生利用。聚乙烯的交聯(lián)改性有化學(xué)交聯(lián)和輻射交聯(lián)兩種，聚乙烯再生料主要采用化學(xué)交聯(lián)法?；瘜W(xué)交聯(lián)所用的交聯(lián)劑為有機(jī)過氧化物(如過氧化二異丙苯)等。其操作步驟為：用擠出機(jī)將過氧化二異丙苯與粉碎后的聚乙烯廢料混合，在適當(dāng)高溫下進(jìn)行交聯(lián)，其溫度控制在170一180，所得粒料

16、為輕度交聯(lián)改性的聚乙烯再生料，用它加工成的制品不僅力學(xué)性能有所提高，而且仍保持了熱塑加工特性。所用擠出機(jī)的螺桿長徑比以35為宜。交聯(lián)改性聚乙烯有兩種加工成型方法：在聚乙烯軟化點(diǎn)之上使之充分塑化，同時(shí)混入交聯(lián)劑，在交聯(lián)劑的分解溫度之下進(jìn)行造粒，在模壓工藝中使交聯(lián)反應(yīng)與成型一步完成；在交聯(lián)劑分解溫度以下制成坯型，再加熱到產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的溫度之上完成固化，此法為兩步法。例1用交聯(lián)聚烯烴泡沫邊角料生產(chǎn)鞋底交聯(lián)聚烯烴泡沫是以乙烯醋酸乙烯共聚物、聚乙烯為主，并加入改性劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑和活化劑等，在高溫加壓下交聯(lián)發(fā)泡而成。主要用于制鞋業(yè)及工業(yè)上。用該塑料生產(chǎn)鞋底，會(huì)產(chǎn)生20一30左右的邊角料，可回收再用。但

17、這些邊角料由于已交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，給再利用帶來因難。通過下述處理辦法，并添加部分添加劑及改性材料，可使交聯(lián)聚乙烯泡沫邊料再制成型，生產(chǎn)出泡沫片材、聚烯烴硬板和卷材，用于制鞋、建筑、包裝方面。(1)降低交聯(lián)聚烯烴邊料的交聯(lián)度：采用機(jī)械剪切方法破壞其交聯(lián)鍵，使交聯(lián)度降低，提高再加工性。設(shè)備。160mm×320mm開放式輥壓機(jī)，速比為1：122，轉(zhuǎn)速48rmin。工藝參數(shù)輥壓溫度70一80，時(shí)間10一15min，輥距0507mm。(2)邊角料處理后的再成型：經(jīng)剪切處理的邊角料，通過高分子分散劑與其再交聯(lián)，再發(fā)泡成型。選擇高分子分散劑須考慮到與邊角料的相容性，即分子結(jié)構(gòu)要相同，溶解度參數(shù)要近似

18、等。采用450mm×1200mm開放式煉塑機(jī)，450mm×1200mm二棍壓延機(jī)，XSM30密煉機(jī)和800t油壓層壓機(jī)，2000t水壓層壓機(jī)等設(shè)備。(3)泡沫片的配方與性能：參見表于55。 表55 泡沫片配方與性能（4）聚烯烴硬板配方與性能：見表56。 表56 聚烯烴硬板的配方與性能在生產(chǎn)泡沫片材時(shí)，使用80一90%的邊角料也可制成片材，但在相同發(fā)泡劑情況下，隨邊角料含量增加，泡沫片的發(fā)泡倍數(shù)(膨脹率)降低，密度也隨之增大，硬度增高。交聯(lián)劑用量過高或過低都會(huì)影響制品質(zhì)量，需嚴(yán)格控制。例2廢舊塑料與木屑共混(1)配方：見表57。 表57 廢舊塑料與木屑共混的配方(2)生產(chǎn)工藝

19、：將原料(除交聯(lián)劑外)次加入混合機(jī)中，于l60180下混合均勻，或直接在開煉機(jī)上于165下塑煉加入鄰苯二甲酸二壬酯，造粒。成型采用冷料熱壓或熱料冷壓兩種方法。第二節(jié) 聚氯乙烯廢棄物聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成，是一種熱塑性塑料。純聚氯乙烯出于熔程短，分解溫度與熔化溫度差距不大，所以幾乎不能加工，一般都需要加穩(wěn)定劑以提高其分解溫度。另外通常還需要加增塑劑。增塑劑的多少賦予了聚氯乙烯制品形式的多樣化。聚氯乙烯歷史上曾經(jīng)是使用量最大的塑料，現(xiàn)在某些領(lǐng)域上已被聚乙烯、PET所替代、但仍然在大量使用，其消耗量?jī)H次于聚乙烯和聚丙烯。聚氯乙烯制品形式十分豐富，可分為硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚氯乙烯糊三大類

20、。硬聚氯乙烯主要用于管材、門窗型材、片材等擠出產(chǎn)品，以及管接頭、電氣零件等注塑件和擠出吹型的瓶類產(chǎn)品，它們約占聚氯乙烯65%以上的消耗。軟聚氯乙烯則主要用于壓延片、汽車內(nèi)飾件、手袋、薄膜、標(biāo)簽、電線電纜、醫(yī)用制品等。聚氯乙烯糊約占聚氯乙烯制品的10，主要產(chǎn)品有搪塑制品等。聚氯乙烯的回收利用率一直都不高，這是因聚氯乙烯制品品種多，而不同品種的又不能混在一起回收，而且絕大多數(shù)制品是用在建筑上的，其使用壽命長，收集困難。聚氯乙烯不適合焚燒和填埋處理，原因有：焚燒聚氯乙烯產(chǎn)生的廢氣中含有氯化氫和二惡英，前者是形成酸雨的主要物質(zhì)之一；后考是致癌物質(zhì)，人體或動(dòng)物攝入后無法分解和排出。焚燒時(shí)產(chǎn)生的氣體和煙塵

21、中可能含有穩(wěn)定劑帶入的鉛、鉻等有毒重金屬。填埋時(shí)，有毒的穩(wěn)定劑和其他助劑會(huì)隨著污水而滲入地下水。不同于聚烯烴塑料，聚氯乙烯在回收時(shí)，往往要根據(jù)其老化程度和回料的用途，加入適量的助劑，以改善再生料的性能。聚氯乙烯塑料的回收方法主要是直接回收，此外，填充劑共混改性回收也有一些小規(guī)模的回收廠在應(yīng)用。一、直接回收1硬聚氯乙烯的回收 硬聚氯乙烯的回收再生主要集中在瓶類和壓延或擠出片材，盡管在建材產(chǎn)品上的應(yīng)用量很大，回收再用的潛力很大，但由于其使用壽命長，回收率還相當(dāng)?shù)?，瓶類和片樹的回收工藝相差不大，這里主要介紹瓶類的回收再生。聚氯乙烯瓶大量應(yīng)用于飲料、食品、農(nóng)藥等的包裝上，盡管現(xiàn)在由于PET等材料的興起

22、，其使銷量已有所減少，但絕對(duì)數(shù)量還是很可觀。聚氯乙烯瓶回收時(shí)最大的困難是分選，尤其是與PET，兩者的密度相近，都是1.30135gcm3，無法用一般的密度法分選，而兩者的加工溫度相差很大，在PET的加工溫度下，聚氯乙烯早已分解，而在聚氯乙烯的加工溫度下。PET則尚未熔化。聚氯乙烯被分離后，由于是熱敏性材料，可能要加些穩(wěn)定劑和潤滑劑等助劑，并盡可能減少其受高溫的時(shí)間。另外的回收過程與其他塑料一樣，不需要特別的設(shè)備和工藝。典型的聚氯乙烯瓶再生工藝見圖510。首先打開瓶包，由傳送帶輸送，人工揀出大塊雜質(zhì)、鋁蓋和鋁環(huán)等，鐵質(zhì)金屬由磁性滑輪分出，再由x射線自動(dòng)分揀機(jī)揀出其他塑料瓶，將聚氯乙烯瓶送入軋碎機(jī)

23、破碎成13mm以下的碎片，經(jīng)空氣分選機(jī)除去紙屑和灰塵等，在預(yù)洗機(jī)中除去油性殘?jiān)筮M(jìn)入洗滌槽，用含洗滌劑的熱水清洗，然后在振動(dòng)篩上脫水，再送入浮選罐，除去膠粘劑、標(biāo)簽等，碎片在離心干燥器中干燥，再經(jīng)熱空氣滾動(dòng)干燥，可與新聚氯乙烯料混合擠出造粒?；厥諒U舊聚氯乙烯瓶所需主要設(shè)備在表584中列出。表58 回收廢舊聚氯乙烯瓶所需主要設(shè)備下面介紹的是硬聚氯乙烯回收的應(yīng)用實(shí)例，此方法同樣適合于回收聚氯乙烯建筑材料，如管材、門窗型材等。例用廢舊硬質(zhì)聚氯乙烯生產(chǎn)農(nóng)具(1)配方：見表59。(2)設(shè)備：在生產(chǎn)塑料農(nóng)具時(shí)，小制品用50mm擠出機(jī)及30一50t機(jī)械壓機(jī)，較大制品用90mm擠出機(jī)及100t左右機(jī)械壓機(jī)。(

24、3)生產(chǎn)工藝：選擇和清洗。回收的硬聚氯乙烯塑料主要是工業(yè)配件、硬板管、容器等，須撿出其他材質(zhì)的塑料及雜質(zhì)，特別是附加在這些廢舊制品上的金屬件，同時(shí)要進(jìn)行清洗，除之上面附著的污物及粘著物。粉碎。較大的廢塑料應(yīng)先用鐵錘敲成小塊。利用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，應(yīng)避免未除凈的金屬物進(jìn)入粉碎機(jī)，以免損壞設(shè)備及飛出傷人。混合配料。在常溫下進(jìn)行機(jī)械攪拌。根據(jù)廢舊塑料組成不同，添加一定量的穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑。制品中加入填充劑的目的是降低成本，此外對(duì)提高制品耐熱性、剛性等也有一定的作用，但填充過量，會(huì)使制品強(qiáng)度下降，且需相應(yīng)增加增塑劑用量。干燥的木粉也可作為硬聚氯乙烯塑料的填充劑。熱擠出?；旌虾玫奈锪?，加入擠出機(jī)初步

25、塑化成條狀，目的是進(jìn)一步混合均勻并除去水分，以利于下步成型加工。擠出溫度在170一180左右，由于是初塑化，故擠出的條狀物寧可生一些，而不可有“焦”的現(xiàn)象出現(xiàn)。粉碎和磁選。初步塑化后的條狀料加入粉碎機(jī)再一次粉碎，料碎后的粒度不宜過大，然后再次磁選。塑化壓制。經(jīng)上述處理后的物料，經(jīng)擠出機(jī)塑化后切下，放下壓力機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓制，物料在模具內(nèi)冷卻成型。擠出機(jī)出四段加熱，溫度在190一195左右。模具需通入冷卻水冷卻，模溫一般在40一45，制品出模后放入冷水槽冷卻，或用風(fēng)扇冷卻、以免制品變形。壓制品成型時(shí)間為12min。2軟聚氯乙烯的回收 軟聚氯乙烯的產(chǎn)品形式很多，且大多要分離后才能回收，所以比硬聚氯乙烯的

26、回收要困難?；厥盏帽容^好的制品是農(nóng)膜，尤其是在日本等聚氯乙烯農(nóng)膜產(chǎn)量較大的國家。廢農(nóng)用聚氯乙烯薄膜往往粘附大量的泥土、矽石，污染相當(dāng)嚴(yán)重，在回收再生之前洗滌是一道重要的工序。其基本步驟是：將廢膜包打開，破碎成碎片，放入熱堿水浴液中浸泡一定時(shí)間，進(jìn)行機(jī)械攪拌，使膜片相互摩擦和撞擊。除去污物，清洗干凈。清潔的碎膜片經(jīng)干燥后即可擠出造粒。其他軟聚氯乙烯制品的回收情況較復(fù)雜。由于來源不同，處理方法也各不相同。下面舉一實(shí)例加以說明。例用聚氯乙烯微孔拖鞋邊角料和廢舊薄膜生產(chǎn)微孔泡沫鞋片。(1)配方：配方中應(yīng)加入各種助劑，其用量可用計(jì)算法或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定，再經(jīng)試驗(yàn)加以修正。表510為用聚氯乙烯微孔拖鞋邊角

27、料和廢舊薄膜生產(chǎn)微孔泡沫鞋片(厚底)的配方。(2)原輔材料：聚氯乙烯微孔拖鞋邊角料。邊角料有坡跟、薄底和厚底3類，各種原輔材料配比不同，顏色有深有淺。因此，必須進(jìn)行分類選擇。廢舊聚氯乙烯薄膜。由于聚氯乙烯微孔拖鞋邊角料或回收廢舊薄膜一般附著泥土少沙和油污，必須進(jìn)行清洗。洗滌干凈的聚氯乙烯拖鞋邊角料或聚氯乙烯廢舊薄膜，干燥后進(jìn)行破碎，顆粒度控制在4mm以下(主要指邊角料)，以增大顆粒的比表面積。顆粒相差太大，會(huì)影響各組分分散的均勻性，從而影響制品的質(zhì)量。聚氯乙烯樹脂。為使聚氯乙烯微孔拖(涼)鞋的微孔細(xì)致、外觀美觀、色澤鮮艷、富有彈比和穿著舒適，以及達(dá)到物理性能和加工工藝的要求，應(yīng)使用定數(shù)量的聚氯

28、乙烯樹脂。一般選用XS3型，粘度為0091800019Pa·s。增塑劑。聚氯乙烯微孔拖鞋宜選用鄰苯二甲酸二辛酸和鄰苯二甲酸二丁酯為主增塑劑，氯化石蠟為輔助增塑劑。通常增塑劑用量為60一65。穩(wěn)定劑?？墒褂萌}基硫酸鉛和二鹽基亞磷酸鉛。二鹽基硫酸鉛，還可作為偶氮二碳酰胺(AC)發(fā)泡劑的活化劑。三鹽基亞磷酸鉛對(duì)合氯增塑劑類有特效穩(wěn)定力，故使用氯化石蠟為輔助增塑劑就必須采用它。發(fā)泡劑，選用AC發(fā)泡劑。再生過程中，必須考慮降低邊角料原體系中所存AC發(fā)泡劑的分解速率和提高分解溫度。一般選用硬脂酸鋇為AC發(fā)泡劑的阻滯劑。潤滑劑。在回收配方中，選擇硬脂酸和石蠟作內(nèi)外潤滑劑。硬脂酸另一作用是對(duì)填充劑

29、碳酸鈣表面進(jìn)行活化處理、其工藝是預(yù)先將碳酸鈣在ll0干燥后，在50上加入20硬脂酸進(jìn)行攪拌。填充劑。選用輕質(zhì)碳酸鈣作為填充劑。用硬脂酸進(jìn)行活化處理，增加碳酸鈣與聚氯乙烯樹脂表面親和力。著色劑。盡量不用易變色的著色劑。并掌握拼色技術(shù)。(3)加工工藝：將已洗凈、分類的邊角料和廢膜先切碎，再依照配方要求加入各種助劑，通過捏和工序，使各組分變?yōu)榫鶆虻幕旌狭?。如能造粒則更理想。捏合后經(jīng)塑煉進(jìn)步混合和預(yù)塑化，再按產(chǎn)品要求進(jìn)行稱量，組成色層膠片，然后加壓塑化。熱處理后定型、沖裁，最后裝配成產(chǎn)品。捏和。捏和操作和加料順序因原料不同而有所不同。用聚氯乙烯微孔拖鞋邊角料的捏和操作是先將邊料粉與色漿、硬脂酸鋇一起投

30、入臥式捏和機(jī)冷拌5min，然后使用02一03MPa蒸汽加熱，溫度控制在80以下，攪拌10一15min，再投入AC發(fā)泡劑漿料，攪拌15min轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)睦鋮s攪拌。在攪拌過程中需嚴(yán)格控制溫度。用聚氯乙烯廢膜破碎料的捏和操作與用聚氯乙烯樹脂料基本相同。將輔助料(包括穩(wěn)定劑、AC發(fā)泡劑、潤滑劑、色漿等)、氯化石蠟、一部分鄰苯二甲酸二辛酯、一部分聚氯乙烯樹脂或破碎膜，先打槳使其分散，經(jīng)15min后，加鄰苯二甲酸二丁酯和余下的鄰苯二甲酸二辛酯以及聚氯乙烯樹脂或破碎膜在Z型捏和機(jī)中，蒸汽壓力控制在03MPa左右，捏和時(shí)間約40min。在選用聚氯乙烯樹脂巾加碳酸鈣填充劑時(shí)，先將聚氯乙烯樹脂相增塑劑混合，使樹脂完

31、全溶脹，然后再借助機(jī)械攪拌使聚氯乙烯樹脂與碳酸鈣充分混合。塑煉。采用二輥機(jī)塑煉，前輥溫度控制比后輥高。操作過程調(diào)節(jié)至最小輥距，薄通23遍，使聚氯乙烯邊料粉形通均細(xì)。在高彈態(tài)的溫度下再經(jīng)過三道粗煉與精煉可獲得最佳混合狀態(tài)的預(yù)塑均勺片坯。頂塑化好的片坯，還必須及時(shí)冷卻以防堆放散熱不良。加壓塑化成型。用0.65一0.7MPa的蒸汽加熱20一25min，在熱的作用下，增塑劑滲入聚氯乙烯聚合物，膨脹、擴(kuò)散，AC發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體，形成許多大小均勻的微孔。在規(guī)定的模塑壓力范圍內(nèi)產(chǎn)生均勺微細(xì)的氣孔結(jié)構(gòu)。在塑化完全后冷卻15min左右至室溫，以提高塑料流體的粘度，防止泡孔壁進(jìn)一步減薄，穩(wěn)定發(fā)泡體。熱處理。將

32、油壓塑化冷卻后的片坯，在80l00溫度范圍內(nèi)的蒸汽箱中及時(shí)進(jìn)行熱處理，獲得均勻孔徑的發(fā)泡體。4性能測(cè)試：按SG7773標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果見表511。二、填充改性例用泥炭填充廢舊聚氯乙烯生產(chǎn)防水卷材。(1)原料與配方：采用廢舊聚氯乙烯大棚膜、水稻育秧薄膜或其他軟質(zhì)廢舊聚氯乙烯薄膜，經(jīng)粉碎后使用。泥炭在自然條件下呈黑色或黑褐色，含有未完全分解的植物殘?bào)w和分解物形成的黑色腐殖質(zhì)等物質(zhì)。使用前泥炭要過025mm篩。其他添加劑有增塑劑、穩(wěn)定劑、軟化劑、改性劑。軟化劑采用一種不易揮發(fā)的石油餾分，兼起潤滑作用。配方見表512。 表512 用泥炭填充生產(chǎn)防水卷材的配方(2)工藝流程：見圖511。 圖511

33、用炭巖填充生產(chǎn)防水卷材的工藝流程(3)設(shè)備：高速捏合機(jī)、煉塑機(jī)、三輥壓延機(jī)。(4)產(chǎn)品性能：見表513。 表513 用泥炭填充生產(chǎn)防水卷材的產(chǎn)品性能例2用粉煤灰填充廢舊聚氯乙烯生產(chǎn)防水卷材。（1）配方：見表514。 表514 用粉煤灰填充生產(chǎn)防水卷材的配方(2)生產(chǎn)工藝：聚氯乙烯廢舊料先經(jīng)兩輥煉塑機(jī)壓成碎片或絲狀。將粉煤灰和聚氯乙烯樹脂加入高速攪拌機(jī)，加入堿性填料和其他助劑進(jìn)行混合，溫度110左右，20min后加入聚氯乙烯廢料，繼續(xù)攪拌3mm。混合好的料進(jìn)入密煉機(jī)加入抗老劑、補(bǔ)充劑等，3min左右出料。經(jīng)兩輥煉塑機(jī)初步塑化，溫度170200，約57min出片。送入三輥(或四輥)壓延機(jī)，強(qiáng)制壓料

34、，塑化成片。片材經(jīng)冷卻定型后卷取包裝。(3)產(chǎn)品性能及用途：經(jīng)測(cè)試，產(chǎn)品經(jīng)336h110靜態(tài)老化試驗(yàn)未出現(xiàn)嚴(yán)重老化。拉伸強(qiáng)度可達(dá)68MPa；斷裂伸長率達(dá)82.5：該產(chǎn)品可作為交通、建筑和民用鋪地、屋頂防水材料。三、共混改性例1聚氯乙烯廢膜與丁腈橡膠共混生產(chǎn)鞋料。 用聚氯乙烯薄膜和丁腈橡膠進(jìn)行機(jī)械共混，制成顆粒，生產(chǎn)的材料耐油性、耐酸性好，低溫耐曲撓性和抗滑性好。有橡膠手感，粘合牢度和抗撕性能優(yōu)良，可在絕大多數(shù)注塑機(jī)上加工?？捎米鬟\(yùn)動(dòng)鞋、勞保鞋的鞋底和其他制品。(1)配力：見表515。 表515 PVC廢膜與丁腈與橡膠共混生產(chǎn)鞋料的配方 (2)設(shè)備；250L捏合機(jī)，XK40混煉機(jī)，90造粒機(jī)。(

35、3)生產(chǎn)工藝：聚氯乙烯廢膜捏合塑化。按配比將聚氯乙烯廢膜在捏合機(jī)中捏合塑化，蒸汽壓03一0.5MPa，時(shí)間l一17h。塑煉。速比1：15，輥溫45±5，輥距05一1mm，丁腈橡膠塑煉在小輥距低溫下進(jìn)行，采取段直接填料法共混，塑煉時(shí)間視丁腈橡膠中丙烯脂含量而定。將丁腈橡膠煉至包輥，調(diào)距34mm，填加聚氯乙烯捏合料進(jìn)行共混，翻動(dòng)均勻。再以1mm輥距薄通3次。擠出造粒。擠出機(jī)供料區(qū)的溫區(qū)為80，壓縮段為150l60，計(jì)量段為140，機(jī)頭為90一100。 例2廢舊聚氯乙烯鞋底料共混改性制作泡沫鞋。1原料與配方：見表516。 表516 廢舊聚氯乙烯鞋底料共混改性制泡沫鞋的配方(2)工藝流程：見

36、圖512。圖512 廢舊聚氯乙烯鞋底料共混改性制泡沫鞋的工藝流程(3)生產(chǎn)工藝：丁腈橡膠與氯化聚乙烯共混膠的生產(chǎn)。將丁腈橡膠于38低溫輥上分三階段塑煉、每階段塑煉時(shí)間為25min，其間應(yīng)停放l2h以上。后將丁腈橡膠與氯化聚乙烯按配比于150下的高溫輥上混煉成均勻的共混膠片待用。碳酸鈣的表面處理。將碳酸鈣、硬脂酸加入混合機(jī)，混合3min后加增塑劑，再混合5min。第三節(jié) 聚苯乙烯廢棄物聚苯乙烯是苯乙烯的均聚物，是一種熱塑性近用塑料，產(chǎn)量?jī)H次于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。聚苯乙烯的應(yīng)用范圍很廣，可大致分為以下四個(gè)方面。通用聚苯乙烯：為無定型高透明度塑料、一般用注射或擠出成型，產(chǎn)品大量應(yīng)用于日用制品以

37、及家電、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療等透明制品上。通用聚苯乙烯的最大缺點(diǎn)是脆性，沖擊強(qiáng)度較低，約為1127Jm2(缺口)；高抗沖聚苯乙烯：大大提高B其沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長率，產(chǎn)品廣泛用于電氣配件、家電外殼、食品容器等。擠出發(fā)泡聚苯乙烯片材及其熱成型制品：密度一般為48160Kgm3。厚的板材主要用作絕熱、隔音、防振材料。熱成型制品則大量用于食品包裝以及快餐食品容器?？砂l(fā)性聚苯乙烯泡沫制品：密度一般在l660kg/m3，產(chǎn)品用于電器的防震包裝，建筑、冷凍等行業(yè)的絕熱材料。前二類聚苯乙烯制品使用壽命長，廢棄后可用常規(guī)的回收方法回收，故對(duì)環(huán)境的壓力也較小。而后二類聚笨乙烯制品則多屬于一次性包裝，體積大，消耗量大，如不

38、處理而直接廢棄，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的壓力。人們常說的“白色污染”中很大一部分內(nèi)容即是泡沫聚苯乙烯。由于處理能力的限制，我國的很多大城市包括杭州和北京，已禁用聚苯乙烯泡沫快餐盒，而采用價(jià)格較貴，強(qiáng)度較差的紙質(zhì)快餐盒。僅從廢棄后對(duì)環(huán)境的影響程度來說，易于腐爛的紙制品無疑比聚苯乙烯泡沫要小得多，但考慮得再深一點(diǎn)，我們知道制造紙快餐盒的優(yōu)質(zhì)紙漿需要消耗大量的樹木，而且造紙廠對(duì)環(huán)境的污染也遠(yuǎn)比塑料廠要大。所以說回收聚苯乙烯泡沫塑料還有著極為重要的社會(huì)意義，本節(jié)也就主要介紹其回收與再生的力法。泡沫聚苯乙烯回收與再生的方法概括起來有以下三種：物理回收法、裂解回收法以及用于制造涂料、油漆和膠粘劑等。一、物理回改

39、法物理回收法即用物理的方法回收聚苯乙烯泡沫，常用、最經(jīng)濟(jì)的方法。典型的回收過程見圖513。原料通過輸送帶時(shí)用人工方法先去除明顯的雜物，然后將原料粉碎并用帶清潔劑的水清洗，進(jìn)人一振動(dòng)篩以去除清洗水，再用干凈的漂洗水噴射漂洗，同時(shí)也去除了一些固體雜物和紙漿。漂洗后輸送到離心干燥機(jī)以去除表面水分。這時(shí)原料中還有相當(dāng)數(shù)量的水分必須除去。除去這些水分可以通過擠壓、加熱、真空排氣擠出等幾種方法來實(shí)現(xiàn)，比較常用的是真空排氣擠出機(jī)和脫水機(jī)組，配以熔體過濾系統(tǒng)。脫水過程是由擠出機(jī)來完成的，擠出機(jī)可以是單螺桿或雙螺桿，單螺桿擠出機(jī)脫水時(shí)需要先進(jìn)行預(yù)干燥，預(yù)干燥時(shí)可能會(huì)有些污染物帶入。而雙螺桿擠出機(jī)脫水無需預(yù)干燥，

40、可直接在壓縮段將水汽排出，所以其產(chǎn)品更干凈。另外由于食物包裝中的油脂有可能不能完全清洗掉，這樣會(huì)使產(chǎn)品留有明顯的氣味，而用雙螺桿擠出機(jī)脫水就可以消除異味。此外，如果需要還可以在造粒前加入另外的材料，如橡膠進(jìn)行改性。這時(shí)的物料還含有一定的水分，需再進(jìn)入強(qiáng)力熱空氣干燥器，使含水量降到2以下。聚苯乙烯泡沫回收的關(guān)鍵工藝就是增密減容，也即消泡(或稱脫泡)：將其泡沫結(jié)構(gòu)部分或全部破壞，去除其中的空氣從而使容積減小。脫泡最常用的方法是用熱(可由外部熱源或由摩擦產(chǎn)生)軟化并破壞泡孔結(jié)構(gòu)，此外還有溶解法和凝膠法。選擇用何種方法脫泡，要根據(jù)加工量、聚苯乙烯泡沫的清潔程度等因素來定，一般來說，脫泡前原料必須是干凈

41、的，沒有其他雜物，如原料受污染程度較大，如快餐食品盒，則必須先進(jìn)行清洗和干燥。(1)熱收縮法；熱收縮法(圖514)使用如下幾種典型設(shè)備。振動(dòng)加熱爐。振動(dòng)加熱爐主要由階梯式空心振動(dòng)板及加熱裝置組成。振動(dòng)板由減速機(jī)帶動(dòng)，按一定的頻率振動(dòng)。板內(nèi)充以100的熱水，使板面均勻加熱。加熱裝置采用電熱絲加熱，并可調(diào)壓控溫。聚苯乙烯泡沫廢料首先經(jīng)粉碎機(jī)粉碎成10一15mm的顆粒，分散進(jìn)入振動(dòng)加熱爐，穿過爐膛，受熱收縮，在爐內(nèi)大約滯留10s左右，出爐后由金屬輥擠壓，進(jìn)一步壓縮，靜置冷卻后粉碎造粒即為再生粒料。爐口溫度控制為125，出口為110，振動(dòng)頻率為25Hz。紅外加熱爐。圖5l5是由日本5ekisui公司生

42、產(chǎn)的紅外加熱回收爐，聚苯乙烯泡沫廢料從輸送帶進(jìn)入爐內(nèi)，爐內(nèi)裝有特殊的陶瓷加熱器，以產(chǎn)生紅外線，聚苯乙烯泡沫料很容易吸收這種波長的紅外線。因而迅速加熱熔化，出爐后經(jīng)風(fēng)冷粉碎即可。熔融回收爐。熔融回收爐的結(jié)構(gòu)如圖5l6所示。聚笨乙烯泡沫廢料從投料口投入，進(jìn)入己加熱至一定溫度的小料筒，隨著小螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，一部分廢料被軟化和壓縮，不斷地被送往熔融爐中，爐壁外部有熱空氣加熱，內(nèi)部又有從中空螺桿與爐壁上設(shè)置的小孔送出的高溫高壓氣體對(duì)廢料進(jìn)行直接加熱，使之熔融，排出氣體，廢料進(jìn)一步被壓縮、變軟、熔融，成為高密度物料，從噴嘴處擠出棒狀再生料。然后可根據(jù)需要破碎，再加工成粒料。這種熔融回收爐可適用于多種廢舊塑料的

43、回收再生。雙料筒小型回收設(shè)備。設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖517所示。先將廢聚苯乙烯泡沫塊破碎成20mm見方的碎塊，然后投入料斗，此料斗附近還設(shè)有一個(gè)小料斗，用于添加防熔融劑。防熔融劑一般為滑石粉、碳酸鈣、粘土等無機(jī)物，或高級(jí)脂肪酸鹽(如硬脂酸鈣等)，添加量為樹脂量的05%一4。防熔融劑由小料斗底部的螺桿輸送進(jìn)入大料斗，粘附于泡沫碎塊的表面一同進(jìn)入大料筒。大料筒的溫度在200左右，泡沫碎塊體積壓縮后被送入小料筒。小料筒的溫度只有100左右，溫度不得過高，以防止樹脂熔融。最后從小料筒中排出，粒子為022mn：見方，發(fā)泡倍數(shù)只有14倍，可作為低發(fā)泡擠出制品的原料。(2)溶解法：溶解法設(shè)備投資大，工藝復(fù)雜，溶劑回收

44、操作難度大，易對(duì)環(huán)境造成二次污染，故目前還不常用。我國的溶解回收工藝如圖518所示。將聚苯乙烯泡沫廢料經(jīng)凈化處理后，在常溫下溶于某種溶劑，得到一定濃度的聚苯乙烯溶液或溶脹體，然后蒸發(fā)出溶劑，回收聚苯乙烯?；厥展に嚄l件見表517。英國的溶解回收工藝如圖519所示。將廢聚苯乙烯泡沫塊投入料斗，同時(shí)加入少量溶劑，即苯乙烯單體，加熱至145，使廢料溶解脫泡流到下部，經(jīng)冷卻凝固后壓出。添加的苯乙烯單體受熱并在催化劑的作用下聚合，回收再生料塊，再經(jīng)粉碎造粒即成。例廢舊聚苯乙烯泡沫塑料再制聚苯乙烯樹脂。本例采用電視機(jī)廠廢棄的聚苯乙烯泡沫包裝材料，聚苯乙烯泡沫塑料廠的邊角廢料、懸浮法聚合生產(chǎn)聚苯乙烯樹脂廠粒徑

45、不合格的產(chǎn)品等為原料。其工藝流程見圖520。消泡與除雜。用溶劑對(duì)廢舊聚苯乙烯泡沫塑料進(jìn)行消泡處理(液固比例為3：1)。泡沫中包容的氣體逸出后，體積大大縮??；攪拌、加熱，調(diào)成聚苯乙烯溶液；靜置5天，將其中的泥土，粉塵和機(jī)械雜質(zhì)沉降分離出來，由于廢舊聚苯乙烯泡沫塑料可能沾有油污等物質(zhì)，所以需在消泡前用60堿性皂水進(jìn)行洗滌，然后用清水洗凈。再配制成溶液，以保證最終產(chǎn)品外觀為無色透明物。造粒。造粒過程見圖52l。當(dāng)介質(zhì)溫度升至62時(shí)。將儲(chǔ)于聚苯乙烯溶液計(jì)量罐中的預(yù)先配制的聚苯乙烯溶液計(jì)量后放入造粒罐中，攪拌，20min內(nèi)升溫至85，接著在30min內(nèi)升溫至85注意添加軟水，保持介質(zhì)體積，并存90下保溫

46、4b(此時(shí)介質(zhì)中懸浮的液滴由于溶劑被蒸發(fā)而形成球形的聚苯乙烯顆粒)，然后使其降溫至50可出料，再降至室溫，過濾，洗滌后即得到半透明的球形聚苯乙烯珠體。從造粒罐蒸發(fā)出的溶劑進(jìn)入全凝器，回收的溶劑放入溶劑儲(chǔ)罐，然同送回消泡工序循環(huán)使用。在造粒過程中，以水為分散介質(zhì)，聚氯乙烯1799和聚氯乙烯1788作為分散穩(wěn)定劑，并加入氯化鈉等輔助劑，以調(diào)整介質(zhì)的密度、粘度和表面張力，使聚苯乙烯溶液在介質(zhì)中呈球形顆粒懸浮、分散。加料溫度需選擇在由溶劑與水所形成共沸混合物的沸點(diǎn)以下，以5265為宜。加料量由造粒罐的容積來定，容積為1m3的造粒罐每次的加料量以125一150kg為宜。按要求，產(chǎn)品的粒徑應(yīng)為335一0.

47、69mm。影響產(chǎn)品粒徑除加料溫度相加料量外，還有攪拌器的形式、轉(zhuǎn)速以及介質(zhì)的組成等因素。我們采用螺旋槳式攪拌器，在轉(zhuǎn)速不變的條件下調(diào)配介質(zhì)溶液的組成，可使聚苯乙烯溶液始終呈珠體穩(wěn)定地懸浮在介質(zhì)中。另外，應(yīng)嚴(yán)格控制其回收條件：一是造粒罐內(nèi)需呈微負(fù)壓，水蒸氣和溶劑蒸氣能克服管道阻力進(jìn)入全凝器，以盡量減少泄漏，二是全凝器的熱交換需充分，使水蒸氣和溶劑蒸氣全部得到冷卻。通常，溶劑回收率可達(dá)到85%一90。后處理。造粒所得聚苯乙烯珠體，尚含部分溶劑需除去。用水將其洗滌后，再用335mm和0.69mm篩進(jìn)行篩分(篩余物可重新溶解、造粒)。篩分所得聚苯乙烯珠體，含有水分，需經(jīng)干燥。為防止聚苯乙烯珠體在干燥過

48、程中發(fā)生粘連，每100kg聚苯乙烯珠體中加入1.5kg細(xì)粉狀磷酸三鈣(作分散介質(zhì))，將其置于轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)中，控制轉(zhuǎn)速150rmin，于1h內(nèi)升溫至115并維持7h，放出后冷卻到30，用10鹽酸溶液除去其中的磷酸三鈣，再用冷水淋洗，于50下烘干，得無色透明珠體，即聚苯乙烯樹脂成品，(3)凝膠化脫泡法；以可發(fā)性凝膠液或高沸點(diǎn)混合溶劑使廢棄聚苯乙烯泡沫塑料凝膠化脫泡，再擠出造粒?；厥詹襟E。將廢棄的聚苯乙烯泡沫在80一100下加壓，軟化泡壁，受壓后體積縮小810倍，隨后投入裝有可發(fā)性凝膠的容器之中，收縮為凝膠料團(tuán)，此時(shí)含濕量為30一50。再將料團(tuán)捏合或擠壓排出殘余氣泡，經(jīng)剪切造粒得到表面光滑且內(nèi)部結(jié)構(gòu)密

49、實(shí)的粒料，粒徑為0252mm?？砂l(fā)性凝膠液?？砂l(fā)性凝膠液由發(fā)泡劑石油醚和溶劑組成。溶劑有醋酸酯類、鹵代烷烴類、芳香類、丙酮及乙醚等。溶劑含量為5一70(體積比)。其典型配方：石油醚(沸程30一60，相對(duì)密度069)50，乙醚相對(duì)密度07150。例聚苯乙烯廢泡沫再生可發(fā)性聚苯乙烯。將聚苯乙烯泡沫廢料加入高沸點(diǎn)凝膠化混合溶劑中，即可迅速脫泡成為凝膠料；將其通過排氣式擠出機(jī)，在回收混合溶劑的同時(shí)，熱塑造粒得到聚苯乙烯粒料，粉碎后篩分。篩分按常規(guī)方法進(jìn)行，以水作分散介質(zhì)，在熱壓釜中再加入分散劑、勻泡劑、液體發(fā)泡劑等助劑，攪拌升溫至130140，使粒料軟化變成小球狀，并滲入發(fā)泡劑。然后降溫出料，淋洗，瀝

50、干，得再生可發(fā)性聚苯乙烯珠狀粒料。此種粒料可按常規(guī)方法須發(fā)泡及成型加工。用于聚苯乙烯泡沫廢料凝膠化的混合劑由聚苯乙烯的良溶劑和非溶劑組成，混合溶劑的沸點(diǎn)高于100。其適宜的良溶劑有：芳烴(如甲苯、二甲苯、二乙苯等)，鹵代芳烴(如氯苯、鄰二氯苯等)，酯類(如醋酸丁酯、醋酸戊酯以及焦油溶劑等)，適宜的非溶劑包括烷烴類(如C8以下的石油餾分，各種溶劑汽油、煤油、柴油等)及醇類(如異丙醇、正丁醇、戊醇等)。凝膠化混合溶劑中良溶劑的體積數(shù)以30一60為佳。凝膠熱塑造?；厥杖軇┑牟僮鳒囟葹?50一300，壓力為1011000Pa。再生可發(fā)性聚苯乙烯用的液體發(fā)泡劑為C3C8的烷烴或沸點(diǎn)60的鹵代烷烴，用量為

51、3一15。此外，根據(jù)不同的要求可加入其他助劑，如著色劑、阻燃劑等，用量一般35。根據(jù)回收廢料質(zhì)量的不同，本例制得的可發(fā)性聚苯乙烯可用于不同要求的泡沫塑料產(chǎn)品，如作夾芯板，浮標(biāo)，救生器材，保溫、隔熱材料或包裝材料等，密度大的還可作冷庫的地面材料。二、化學(xué)裂解法化學(xué)裂解法得到的苯乙烯單體經(jīng)聚合后可得到與塑料一致的原料，但設(shè)備裝置、工藝路線復(fù)雜，能耗大，效率低。目前的經(jīng)濟(jì)效益較差。廢舊聚苯乙烯泡沫用化學(xué)裂解回收苯乙烯單體有4種方法。1溶劑裂解法 首先將聚笨乙烯溶解于烷基荼溶劑中制成聚苯乙烯含量大約為20的溶液，然后將此溶液用泵送到管式分解爐中，在400一500分解10一20min。將冷凝后的流出物送

52、到蒸餾塔內(nèi)蒸餾可以得到純度為9552的苯乙烯，產(chǎn)率為65一70。將此產(chǎn)品經(jīng)精餾塔分離后可以得到更高純度的苯乙烯。蒸餾殘液可作為溶解聚苯乙烯的溶劑重復(fù)使用。2催化裂解法 將95一99的聚苯乙烯和1一5的硅鋁微球催化劑投入反應(yīng)釜中，在常壓、350一450條件下裂解。反應(yīng)物經(jīng)冷凝器液化成粗苯乙烯，經(jīng)100左右的預(yù)熱室，把粗產(chǎn)品打人壓力為5333Pa的分餾塔，分餾后得到高純度的苯乙烯產(chǎn)品。3鉛室裂解法 在反應(yīng)釜中先裝上1015kg的鉛，再投入30一40kg的廢舊聚苯乙烯，密封后升溫加熱。裂解產(chǎn)物經(jīng)過冷凝器液化成粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品經(jīng)精餾后即得產(chǎn)品苯乙烯。加入鉛的目的一方面是為了提高釜的導(dǎo)熱效率；另一方面能使

53、聚苯乙烯降解后的殘?jiān)恢掠趫?jiān)固地附著于裂解反應(yīng)釜釜底和釜壁，而是懸浮在熔融鉛液中；第三反應(yīng)釜內(nèi)有熔鉛存在可避免溫度過高而引起聚苯乙烯進(jìn)一步分解。4情性氣體裂解法 以氯氣為載體，在帶孔板的管式反應(yīng)器內(nèi)聚苯乙烯的裂解速度上升，同時(shí)單體苯乙烯的產(chǎn)率增加，氮?dú)獾淖罴蚜魉贋?811m3/s，溫度升高裂解速率也增加，苯乙烯單體的收率可達(dá)98。例用廢舊聚苯乙烯塑料回收苯乙烯。(1)原料：廢快餐飯盒，廢聚苯乙烯泡沫包裝材料等。(2)設(shè)備：裂解爐，冷凝器，真空泵，儲(chǔ)罐，蒸餾塔等；(3)回收步驟：原料頂處理，廢料中雜質(zhì)較多，需經(jīng)粉碎后風(fēng)選，除去泥沙、米粒等雜質(zhì)，得到小顆粒狀原料。消泡。原料除雜后仍是泡沫狀，內(nèi)含大

54、量氣體，用液體消泡劑消泡，排出氣體，使體積大幅度減小。一般控制固液比1：1，使物料呈糊狀。(3熱裂解反應(yīng)。反應(yīng)在裂解爐內(nèi)進(jìn)行，每爐裝料約200一300kg，裝料后密封、升溫。低于145時(shí)，從爐內(nèi)導(dǎo)出消泡劑氣體，經(jīng)冷凝器冷凝回收再用，正常裂解反應(yīng)溫度在350一500、壓力在一001MPa下進(jìn)行，導(dǎo)出裂解氣經(jīng)冷凝器進(jìn)入儲(chǔ)罐，大約56h即可完成裂解，然后，清除殘?jiān)堅(jiān)繛檠b料量的1以下），再進(jìn)行下一次裂解。蒸餾。裂解產(chǎn)品是黃棕色液體，主要成分為苯乙烯、乙苯、甲苯和多聚苯乙烯。采用蒸餾方法分離出苯乙烯，為防止熱敏性的苯乙烯再聚合，除加入阻聚劑外，還要用減壓蒸餾方法，降低蒸餾溫度，控制塔頂真空度為00

55、6MPa，截取初餾分，得到混合苯溶劑，主要成分是甲苯、乙苯、二甲苯等。蒸餾采用恒回流比操作，當(dāng)塔頂冷凝液中不飽和鍵物質(zhì)的含量為80%時(shí)分餾，最終得到含量不小于90的苯乙烯產(chǎn)品。塔釜?dú)堃簽樽睾谏蜖钗?，主要成分為二聚體、三聚體、四聚體及多聚體，應(yīng)及時(shí)由塔釜內(nèi)放出，可重新裂解或用于制造防水涂料。裂解爐內(nèi)殘?jiān)鼮楹谏勰饕欠e炭和泥沙，不含其他有機(jī)物，可混入燃煤中燒掉。蒸餾釜底殘液回裂解爐重新裂解、不外排。工藝過程中不產(chǎn)生廢料，對(duì)環(huán)境無二次污染。但本工藝?yán)淠昧枯^大，因此擬采用部分冷卻后循環(huán)使用。三、綜合利用1油漆和涂料 廢舊聚苯乙烯泡沫塑料經(jīng)改性后可制得多種油漆和涂料。(1)溶劑型涂料生產(chǎn)工藝(同濟(jì)大學(xué)化學(xué)系)：廢聚苯乙烯泡沫經(jīng)清洗去污、干燥后投入帶攪拌器的反應(yīng)釜中，加入適當(dāng)配比的酚醛樹脂、甲基纖維素、松香和混合溶劑(氯仿、香蕉水、二甲苯)，浸泡之后，高速攪拌3h以上，使之溶解并改性成均勻的膠狀溶液，用玻璃棒蘸液提起，呈線狀下滴即可。用018mm銅篩網(wǎng)過濾膠狀液，得到合格的改性塑料膠，然后加入色漿，高速攪拌lh得到粗色漆、經(jīng)球磨后用015一0125m