塑料廢棄物的鑒別分選分離技術(shù)

塑料廢棄物的鑒別分選分離技術(shù)第1頁(yè)/共146頁(yè)塑料廢棄物來(lái)源復(fù)雜：一方面，可能夾雜著金屬、橡膠、織物、玻璃、紙和沙泥等；另一方面，存在著不同的塑料，如聚乙烯。聚氯乙烯、聚丙烯等混合在一起的現(xiàn)象；不僅給回收帶來(lái)困難，而且使采用肥料生產(chǎn)的制品質(zhì)量大大下降。第一節(jié)廢舊塑料的種類與辨識(shí)第2頁(yè)/共146頁(yè)類別主要品種可回收性熱塑性塑料通用塑料聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯（LLDPE）好聚丙烯均聚物、共聚物好聚氯乙烯軟質(zhì)、更質(zhì)、透明、不透明好聚苯乙烯通用聚苯乙烯(GPS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)好聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，有機(jī)玻璃，壓克力)好工程塑料丙烯脂丁二烯苯乙烯三元共聚物(ABS)好聚酰胺PA-6,PA-66,PA-610,PA-1010（尼龍）好聚酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）好其它通用工種塑料聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）好特種工種塑料氟塑料、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚醚酮、聚酰亞胺、有機(jī)硅塑料等好熱固性塑料酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機(jī)硅樹脂等差第3頁(yè)/共146頁(yè)第一節(jié)廢舊塑料的種類與辨識(shí)（一）種類⑴聚氯乙烯塑料(PVC)：可塑性優(yōu)良，價(jià)錢便宜，故廣泛應(yīng)用于日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中；電氣工業(yè)上，主要用作絕緣材料。第4頁(yè)/共146頁(yè)聚氯乙烯聚氯乙烯的主要品種與應(yīng)用

1、硬質(zhì)聚氯乙烯（UPVC）：各種硬質(zhì)聚氯乙烯管材、管件，門窗異型材等。

2、軟質(zhì)聚氯乙烯（RPVC）：各種軟質(zhì)聚氯乙烯管材，PVC電線電纜，PVC薄膜，人造革發(fā)泡制品等。第5頁(yè)/共146頁(yè)P(yáng)VC人造革第6頁(yè)/共146頁(yè)P(yáng)VC電線電纜民用電線電纜第7頁(yè)/共146頁(yè)P(yáng)VC絕緣電線電纜和軟線第8頁(yè)/共146頁(yè)P(yáng)VC管材第9頁(yè)/共146頁(yè)第10頁(yè)/共146頁(yè)P(yáng)VC異型材第11頁(yè)/共146頁(yè)⑵聚乙烯塑料(PE)：根據(jù)密度的不同分為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)。高密度聚乙烯具有較高的使用溫度、硬度、機(jī)械強(qiáng)度和耐化學(xué)藥品的性能，可制成各種容器；低密度聚乙烯質(zhì)輕、柔性、耐寒性、耐沖擊性較好，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)薄膜等。第12頁(yè)/共146頁(yè)產(chǎn)品名稱低密度聚乙烯（高壓聚乙烯）線性低密度聚乙烯高密度聚乙烯（低壓聚乙烯）縮寫符號(hào)LDPELLDPEHDPE密度gcm30.915-0.9240.915-0.9400.940-0.970適用加工方法注塑、吹塑、涂層吹膜、共擠薄膜、吹塑復(fù)合膜、流延膜、注塑、旋轉(zhuǎn)成型、中空吹塑、擠管注塑、滾塑、吹塑、擠出應(yīng)用范圍重/輕包裝薄膜、農(nóng)膜（地膜/棚膜）、鋁塑復(fù)合包裝薄、管材、型材、電線電纜（交聯(lián)電纜）、涂料、注塑制品、飲料瓶等各種薄膜、超薄薄膜、高強(qiáng)薄膜、家用器皿、易拉罐頭、汽車零部件、大型工業(yè)容器、管材、異型材、電線電纜薄膜、家用制品、精密零件、大型容器、汽車零部件、各種包裝箱、周轉(zhuǎn)箱、供水管、化學(xué)品輸送管、絲繩第13頁(yè)/共146頁(yè)遮陽(yáng)網(wǎng)彩條布

無(wú)滴膜西瓜膜第14頁(yè)/共146頁(yè)大棚膜增溫地膜PE鍍鋁基材膜蒸煮袋熱封PE膜第15頁(yè)/共146頁(yè)第16頁(yè)/共146頁(yè)第17頁(yè)/共146頁(yè)第18頁(yè)/共146頁(yè)第19頁(yè)/共146頁(yè)⑶聚丙烯塑料(PP)：耐熱性、耐腐性、拉伸性和電性能都較好，不足之處是收縮性較大，低溫時(shí)變脆，耐老化性能較差。含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等，洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋，噴水器等。第20頁(yè)/共146頁(yè)聚丙烯的主要品種及用途序號(hào)品種主要用途1均聚物（IPP）注塑產(chǎn)品：汽車部件、容器、瓶蓋、家用制品、家具、汽車部件、家用電器部件、醫(yī)療用品等擠出產(chǎn)品：纖維和長(zhǎng)絲、薄膜、合成紙、片材、電線電纜、涂層等吹塑產(chǎn)品：容器、運(yùn)輸托盤等2無(wú)規(guī)共聚物注塑產(chǎn)品：容器、家用制品、醫(yī)療用品等擠出產(chǎn)品：薄膜、片材等吹塑產(chǎn)品：容器等3耐沖擊共聚物注塑產(chǎn)品：汽車部件、容器、瓶蓋、家用制品、家具、汽車部件、家用電器部件、醫(yī)療用品等擠出產(chǎn)品、片材、電線電纜、涂層等吹塑產(chǎn)品：運(yùn)輸托盤等第21頁(yè)/共146頁(yè)家用電器中的聚丙烯洗衣機(jī)內(nèi)桶、波輪電視機(jī)前框和后蓋、遙控器外殼冰箱擱物架、蒸發(fā)皿電扇、換氣扇扇葉電動(dòng)吸塵器外殼微波爐部件復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、監(jiān)視器等辦公電器殼體等等第22頁(yè)/共146頁(yè)第23頁(yè)/共146頁(yè)第24頁(yè)/共146頁(yè)雙向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP膜）

BOPP產(chǎn)品種類很多，包括：印刷膜、熱封膜、膠等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品的包裝第25頁(yè)/共146頁(yè)聚丙烯纖維第26頁(yè)/共146頁(yè)第27頁(yè)/共146頁(yè)聚丙烯化工填料第28頁(yè)/共146頁(yè)⑷聚苯乙烯塑料(PS)：常用于制作泡沫塑料制品；是優(yōu)良的絕緣材料；無(wú)色透明，大多做透明日用器皿，文教用品等；染色性能好，可制作五光十色的塑料制品和兒童玩具。第29頁(yè)/共146頁(yè)雙向拉伸聚苯乙烯片材（BOPS）

BOPS具有良好的光學(xué)性質(zhì)，在冷凍和水汽中（-40～90℃）可保持良好的透明度和光澤度；剛性強(qiáng)，有較高的回收價(jià)值，可安全回收或焚化;無(wú)氣味，不會(huì)產(chǎn)生氣味轉(zhuǎn)移;成本低，在同等強(qiáng)度下，BOPS與PVC的價(jià)格比為0.7：1。

第30頁(yè)/共146頁(yè)(5)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)：PET具有優(yōu)良的特性(耐熱性、耐化學(xué)藥品性、強(qiáng)韌性、電絕緣性、安全性等)，價(jià)格便宜，所以廣泛用做纖維、薄膜、工程塑料等。

第31頁(yè)/共146頁(yè)塑料制品小常識(shí)塑料制品上的三角標(biāo)每個(gè)塑料的器皿，在底部都有一個(gè)數(shù)字(它是一個(gè)帶箭頭的三角型,三角型里面有一個(gè)數(shù)字)。第32頁(yè)/共146頁(yè)

綜上所述，塑料制品工業(yè)既是廢舊塑料的產(chǎn)生根源，又是廢舊塑料的消費(fèi)市場(chǎng)，因此了解塑料制品加工工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀是做好廢舊塑料“綠色資源化”系統(tǒng)工程的重要前提。第33頁(yè)/共146頁(yè)第二節(jié)廢舊塑料的鑒別技術(shù)從各種渠道回收來(lái)的廢舊塑料制品組成很復(fù)雜，往往是幾種塑料的混雜物?；旌纤芰系睦眉夹g(shù)還不成熟，所以，再生利用比較困難。目前，對(duì)廢塑料再生利用之前，要按塑料種類，甚至顏色進(jìn)行分類。第34頁(yè)/共146頁(yè)塑料制品是以聚合物樹脂為主體材料，輔以各種無(wú)機(jī)或有機(jī)助劑加工制成的。塑料鑒別是指采用一定方式分析并確認(rèn)構(gòu)成制品的組分品種或名稱的過程。第35頁(yè)/共146頁(yè)塑料鑒別的途徑：簡(jiǎn)單鑒別、系統(tǒng)鑒別。簡(jiǎn)單鑒別：簡(jiǎn)單、迅速、價(jià)廉，只需要少量工具，適用于不具備復(fù)雜分析儀器的工廠。例如：燃燒、比重、溶解度等方法。系統(tǒng)鑒別：對(duì)塑料產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)、全面的嚴(yán)格分析鑒定，需借助較多的現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和豐富的高分子科學(xué)知識(shí)。第36頁(yè)/共146頁(yè)鑒別前的準(zhǔn)備工作：在對(duì)一種塑料進(jìn)行鑒別之前，仔細(xì)了解樣品的來(lái)源、用途、使用特性和固有特性非常重要，這些準(zhǔn)備工作往往大大縮小搜索的范圍，免去不必要的工作量，以獲得滿意的鑒別結(jié)果。第37頁(yè)/共146頁(yè)（1）來(lái)源弄清樣品的來(lái)源有助于縮小所要的考慮范圍，例如了解樣品是某廠的產(chǎn)品，知其牌號(hào)或商品名稱，可通過查閱相關(guān)資料或?qū)＠?，得到有助于鑒別的信息。（2）用途民用產(chǎn)品都是一些價(jià)廉通用的塑料；軍工用品，特別是新式武器和設(shè)備上用的，可能是一些特殊材料。鑒別前的準(zhǔn)備工作：第38頁(yè)/共146頁(yè)（3）使用特性了解材料的使用特性并結(jié)合其用途考慮，有可能大體知道塑料的類別。例如，承受大負(fù)荷的材料大都是熱固性塑料；在很高溫度下使用的，只能是含氟、含硅、含硼和含雜環(huán)的聚合物；要求高強(qiáng)度的大都使用纖維增強(qiáng)塑料。鑒別前的準(zhǔn)備工作：第39頁(yè)/共146頁(yè)鑒別廢塑料種類的方法主要有：外觀鑒別法、密度鑒別法、塑化溫度鑒別法、燃燒鑒別法等，有時(shí)需要幾種方法配合鑒別。第40頁(yè)/共146頁(yè)一、外觀鑒別法用手感、感覺、眼睛、鼻子等觀察塑料制品的外觀特征，如形狀、透明、半透明、顏色、光澤、表面、硬度、彈性等便可鑒別塑料所述類型，是熱塑性還是熱固性塑料，還是彈性體。第41頁(yè)/共146頁(yè)塑料名稱外觀特征(手感+眼看+摔后耳聽)聚乙烯(PE)未著色時(shí)LDPE為乳白色蠟狀物，透明；HDPE為白色粉末狀或半透明樹脂，在水中漂浮。具有蠟樣光滑感，劃后有痕跡。LDPE柔軟，有延展性，可彎曲，但易折斷；HDPE較硬，剛性及韌性好。音低沉聚丙烯(PP)原料為白色半透明蠟狀，手感光滑，劃后無(wú)痕跡，可彎曲，不易折斷，拉伸強(qiáng)度與剛性較好，比PE輕，透明性也較PE好，比PE剛硬，在水中漂浮。響亮聚苯乙烯(PS)無(wú)色透明，似玻璃狀，光澤、透明性均優(yōu)于其他塑料。落地或敲打有清脆的金屬聲，在水中下沉。改性PS不透明。用手敲，有金屬聲。第42頁(yè)/共146頁(yè)塑料名稱外觀特征(手感+眼看+摔后耳聽)聚氯乙烯(PVC)微黃色透明蠟狀，透明度優(yōu)于PE和PP，但比PS差，有光澤。隨著助劑用量不同，分為軟、硬PVC。制品視增塑劑和填料而異，有的透明，有的不透明。ABS乳白色或米黃色，非晶態(tài)，不透明，無(wú)光澤，質(zhì)硬，剛性好，不易折斷，在水中下沉。清脆有機(jī)玻璃（PMMA）象玻璃一樣透明，外觀美，加熱到250℃可自由彎曲，堅(jiān)硬易碎，用手彈打有聲音，在水中下沉。第43頁(yè)/共146頁(yè)塑料名稱外觀特征(手感+眼看+摔后耳聽)聚酰胺（PA）乳白色，膠質(zhì)狀，加熱到250℃以上時(shí)成水飴狀，表面硬，有熱感，輕輕觸打時(shí)不會(huì)折斷，在水中下沉，觀感與LDPE極為相似。低沉聚四氟乙烯（PTFE）白色蠟狀，有潤(rùn)滑感，透明性較低，不吸水，耐候性極佳，在水中下沉。低沉聚氨酯（PU）由發(fā)泡、彈性體、涂料、合成革、膠粘劑五種形態(tài)，形狀各異。低沉第44頁(yè)/共146頁(yè)二、燃燒鑒別法

高分子材料大部分都能燃燒，由于結(jié)構(gòu)的不同，其燃燒特征也不相同，通過燃燒可以簡(jiǎn)便而且非常有效的鑒別，判斷屬于哪種材料。鑒別方法：

剪取一小塊塑料試樣，用鑷子夾住塑料試樣，放在燃燒的酒精燈上，觀察燃燒的難易程度，火焰光澤，煙的濃淡，自熄情況同時(shí)聞其氣味，用以判斷屬于那種高分子材料。第45頁(yè)/共146頁(yè)燃燒試驗(yàn)主要觀察下列現(xiàn)象：試樣是否能燃燒？試樣離開火焰是否能自熄？火焰的顏色、亮度是否帶黑灰或火星濺出等？試樣是否變形？龜裂？是否熔融？是否滴落？滴落物是否繼續(xù)燃燒？是否結(jié)焦？殘留物的形狀如何？響聲？氣味？第46頁(yè)/共146頁(yè)第47頁(yè)/共146頁(yè)第48頁(yè)/共146頁(yè)三、溶解鑒別法高分子材料浸在溶劑中，有的可以溶解，有的不能溶解，根據(jù)塑料的溶解性，就可判斷塑料屬于哪一類。第49頁(yè)/共146頁(yè)第50頁(yè)/共146頁(yè)四、薄膜鑒別法薄膜是塑料的一大類品種，薄膜占的比例相當(dāng)大，因此對(duì)各種塑料薄膜可用以下鑒別法鑒別。第51頁(yè)/共146頁(yè)第52頁(yè)/共146頁(yè)玻璃紙

主要成分是什么？醋酸纖維素酯第53頁(yè)/共146頁(yè)五、密度鑒別法密度鑒別法又稱重選法，也是一種簡(jiǎn)單鑒別塑料的方法。塑料的品種不同，其密度也不同，可利用密度的差異來(lái)鑒別塑料品種，或者利用塑料的沉浮來(lái)鑒別塑料的類別，但密度法很少單獨(dú)用于塑料的鑒別，總是和其他方法配合起來(lái)使用。第54頁(yè)/共146頁(yè)五、密度鑒別法塑料中常常會(huì)使用填料、增塑劑、增強(qiáng)劑、發(fā)泡劑和其他一些添加劑，單憑密度測(cè)試來(lái)鑒別樣品，要慎重！第55頁(yè)/共146頁(yè)第56頁(yè)/共146頁(yè)Censor離心分離機(jī)（德國(guó)）第57頁(yè)/共146頁(yè)六、塑料的加熱鑒別法高分子材料分為熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體三種類別，每種塑料的加熱特征也各不相同，能用加熱的方法可以鑒別第58頁(yè)/共146頁(yè)加熱鑒別法

塑料的加熱特征也是各不相同的，通過加熱的方法可以鑒別。熱塑性塑料加熱時(shí)軟化，易熔融，且熔融時(shí)變得透明，常能從熔體拉出絲來(lái)，通常易于熱合。熱固性塑料加熱至材料化學(xué)分解前，保持其原有硬度不軟化，尺寸較穩(wěn)定，至分解溫度炭化。

第59頁(yè)/共146頁(yè)塑料品種軟化或熔融范圍/℃聚醋酸乙烯35～85聚碳酸酯220～230聚氧化甲烯165～185有機(jī)玻璃126～160聚苯乙烯70～115聚-4-甲基戊烯-1240聚丙烯160～170

醋酸纖維素125～175聚氯乙烯75～90

尼龍66250～260尼龍12170～180

聚丙烯腈130～150（軟化）聚乙烯

密度0.92/cm3110密度0.94/cm3約120密度0.96/cm3約130尼龍11180～190聚三氟氯乙烯200～220尼龍610210～220聚-1-丁烯125～135尼龍6215～225聚偏二氯乙烯115～140（軟化）聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯250～260第60頁(yè)/共146頁(yè)七、塑料的熱解試驗(yàn)鑒別法熱解實(shí)驗(yàn)鑒別法是在熱解試管中加入少量塑料試樣加熱至熱解溫度，試管口上放一條浸濕的石蕊試紙或pH試紙，用夾子夾住試管的上端，在火焰上緩慢加熱，觀察試樣的變化和管口上試紙顏色的變化第61頁(yè)/共146頁(yè)塑料品種裂解溫度試樣形態(tài)特征行為PE340-440逐漸分解，最后焦化（炭化）呈無(wú)色油狀PP300-400最初不變色，大部分轉(zhuǎn)變氣體，最后變黃熱試管壁無(wú)凝聚液PVC200-300逐漸分解，最后炭化硝酸銀溶液有白色沉淀PA300-400逐漸分解，最后炭化起泡有響聲幾種塑料的熱裂解鑒別法第62頁(yè)/共146頁(yè)八、元素鑒別法

塑料是由多種元素組成的，主要元素除碳、氫以外，其他元素有S、N、P、Cl、F、Si等元素，通過元素的檢測(cè)，也可判斷檢測(cè)塑料。第63頁(yè)/共146頁(yè)九、近代鑒別技術(shù)（1）熱分析鑒別法（2）中紅外線光譜鑒別法（3）近紅外線光譜鑒別法（4）激光發(fā)射光譜分析鑒別法（5）等離子體發(fā)射光譜法（6）X射線熒光鑒別技術(shù)第64頁(yè)/共146頁(yè)電子吸收外來(lái)輻射能量，從一個(gè)能量較低能級(jí)躍遷到另一個(gè)能量較高的能級(jí)。由于分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)所牽涉到的能級(jí)變化比較復(fù)雜，分子吸收光譜也就比較復(fù)雜。在分子內(nèi)部除了電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之外，還有核間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即核的振動(dòng)和分子繞重心的轉(zhuǎn)動(dòng)。紅外吸收光譜是一種分子吸收光譜。以紅外光譜為例：第65頁(yè)/共146頁(yè)第66頁(yè)/共146頁(yè)紅外光譜法的特點(diǎn)

紅外光譜研究振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物除單原子和同核分子外，幾乎所有化合物在紅外光譜區(qū)均有吸收。除光學(xué)異構(gòu)體，某些高分子量高聚物及分子量微小差異的化合物外，結(jié)構(gòu)不同兩化合物不會(huì)有相同紅外光譜。

氣、液、固樣品都可測(cè),用量少,速度快,不破壞樣品。

波數(shù)位置、波峰數(shù)目及譜帶吸收強(qiáng)度可鑒定未知物結(jié)構(gòu)組成或確定其化學(xué)基團(tuán)；譜帶吸收強(qiáng)度與分子組成或化學(xué)基團(tuán)含量有關(guān)，可進(jìn)行定量分析和純度鑒定。第67頁(yè)/共146頁(yè)杜仲膠工作報(bào)告IR天然杜仲橡膠的紅外譜圖InfraredspectraofthenaturalEucommiarubber第68頁(yè)/共146頁(yè)吸收帶波數(shù)（cm-1）振動(dòng)類型2972一CH2非對(duì)稱伸縮振動(dòng)2912一CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)2848一CH2相外拉伸振動(dòng)1666C(CH3)=CH一振動(dòng)1446CH3非對(duì)稱彎曲振動(dòng)1380CH3對(duì)稱彎曲振動(dòng)1149反式C(CH3)=CH的振動(dòng)1097C一CH2伸縮振動(dòng)980反式C(CH3)伸縮振動(dòng)874CH2=C(CH3)一中的CH振動(dòng)

862反式C(CH3)面外振動(dòng)799C(CH3)=CH振動(dòng)杜仲膠工作報(bào)告第69頁(yè)/共146頁(yè)

只發(fā)現(xiàn)反式C(CH3)=CH基團(tuán)的特征吸收帶-751、1149及1325cm-1等特征吸收帶和CH2=(CH3)—的異丙烯基特征吸收帶引起的874cm-1吸收帶，沒發(fā)現(xiàn)1,2結(jié)構(gòu)單元和順式-1,4結(jié)構(gòu)單元的吸收帶。杜仲膠的晶型不同，其紅外譜圖也不同主要差別表現(xiàn)在紅外光譜的指紋區(qū)內(nèi)，圖中特征吸收帶為874、862、799cm-1，表明其晶型主要為α型。杜仲膠工作報(bào)告IR分析第70頁(yè)/共146頁(yè)常見廢舊塑料的NIR圖譜第71頁(yè)/共146頁(yè)常見廢舊塑料的MIR圖譜第72頁(yè)/共146頁(yè)第三節(jié)城市垃圾中塑料廢棄物的分選廢舊塑料的分離技術(shù)，又稱廢舊塑料的分選技術(shù)，是從廢舊塑料中挑選出同類塑料。分離篩選工作是廢舊塑料回收利用的重要工藝過程。第73頁(yè)/共146頁(yè)分選很重要，廢舊塑料再生利用的原則是盡量分離，實(shí)行單一材料的循環(huán)。主要原因是：多種聚合物的加工性、相容性不能很好地解決；混雜聚合物的性能不能滿足如制膜、制纖、發(fā)泡等的要求。第74頁(yè)/共146頁(yè)第75頁(yè)/共146頁(yè)第76頁(yè)/共146頁(yè)第77頁(yè)/共146頁(yè)2023/3/2678相容性(miscibility)聚合物之間的相容性，就是表示聚合物混合系形成單一相（分子量級(jí)的混合）的能力。亦是指聚合物之間相互溶解的能力，代表熱力學(xué)相互溶解。其判據(jù)為共混物具有單一的Tg。第78頁(yè)/共146頁(yè)2023/3/2679從熱力學(xué)角度而言，是指在任何比例混合時(shí)，都能形成分子分散的、熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系，即在平衡態(tài)下聚合物大分子達(dá)到分子水平或鏈段水平的均勻分散。1）是指在通常的溫度、壓力、組成范圍內(nèi)能夠形成單一相。2）形成單一相的熱力學(xué)的必要條件是混合的吉布斯自由能量ΔGm<

0。熱力學(xué)因素是共混體系形成均相體系或發(fā)生相分離的內(nèi)在動(dòng)力，基本理論體系是“Flory-Huggins模型”。實(shí)際應(yīng)用中，熱力學(xué)相容體系很少。第79頁(yè)/共146頁(yè)2023/3/2680混溶性(compatibility)混溶性，是指共混物各組分之間彼此相互容納的能力。表示了共混組分在共混中相互擴(kuò)散的分散能力和穩(wěn)定狀態(tài)，是指非相容聚合物共混物中各成分物質(zhì)的界面結(jié)合能力。在實(shí)際共混工程中，是指能得到具有良好物理、機(jī)械性能的共混材料時(shí)聚合物共混物之間的相容性。這時(shí)，共混時(shí)聚合物各組分間存在一定的相界面親合力、且分散較為均勻，分散相粒子尺寸不太大，亦稱機(jī)械相容性。第80頁(yè)/共146頁(yè)2023/3/2681混溶性(compatibility)混溶性是以否能獲得比較均勻和穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)的共混體系為判據(jù)，而不論共混體系是否熱力學(xué)相互溶解。因此，即使熱力學(xué)不相容的共混體系，依靠外界條件實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制的、良好的分散混合，得到了力學(xué)性能優(yōu)良且穩(wěn)定的聚合物共混物，就可謂之混溶性好。

第81頁(yè)/共146頁(yè)2023/3/2682相容性（具有熱力學(xué)的定義）——異種聚合物以分子量級(jí)相互溶解的能力（miscibility,mutualsolubility）?；烊苄浴惙N聚合物不能實(shí)現(xiàn)分子量級(jí)相互溶解的混合系，但比較容易獲得所期待的性能的能力，即共混體系中成分物質(zhì)的界面結(jié)合能力（compatibility）。第82頁(yè)/共146頁(yè)對(duì)于多種塑料混合物，尤其是家用廢物料的分離是比較困難的，但幸好種類不多。第83頁(yè)/共146頁(yè)塑料廢棄物的回收分離方法：手工分離法、風(fēng)力篩選法、密度分離法、密度分離法、溶劑分離法、低溫分離法、熔融分離法、磁力分離法、靜電分離法以及利用X射線及熱源識(shí)別分離等。第84頁(yè)/共146頁(yè)手工分離雖然比機(jī)械分選法效率低，但有些分選效果是機(jī)械法難以替代的，如深色制品與淺色制品的分選等。優(yōu)點(diǎn)是：(1)較容易將熱塑性廢舊制品與熱固性制品(如熱固性的玻璃鋼制品)分開，(2)較易將非塑料制品(如紙張、金屬件、繩索、木制品、石塊等雜物)挑出；(3)可分開較易識(shí)別而樹脂品種不同的同類制品，如PS泡沫塑料制品與PU泡沫塑料制品、PVC膜與PE膜、PVC硬質(zhì)制品與PP制品、PVC鞋底與PE砍性鞋底等。1.手工分離法

第85頁(yè)/共146頁(yè)手工分選的步驟：(1)將非塑樹制品中的雜物除去，然后將油污制品及變黑、燒焦等變質(zhì)制品挑險(xiǎn)出去；(2)按塑料品種進(jìn)行分類(如分揀出PVC制品、PP制品、PS制品)，然后將同種制品再按軟制品、碩制品分類，以便進(jìn)一步清洗、破碎。在分類時(shí)，遇到難分辨的制品應(yīng)以上述鑒別方法正確區(qū)分開來(lái).第86頁(yè)/共146頁(yè)廢塑料的燃燒分離技術(shù)（舉例）塑料名稱燃燒難易火焰狀態(tài)氣味塑料變化狀態(tài)離火狀態(tài)聚乙烯（PE）容易上端黃色、下端藍(lán)色石蠟燃燒的氣味熔融滴落繼續(xù)燃燒聚丙烯（PP）容易上端黃色、下端藍(lán)色石蠟燃燒的氣味熔融滴落繼續(xù)燃燒聚氯乙烯（PVC）難上端黃色、下端藍(lán)色、冒白煙刺激性酸味軟化離火即滅聚苯乙烯（PS）容易粉黃色火焰，濃墨煙并伴有絮狀碳束漂浮物特殊苯乙烯單體味軟化，起泡繼續(xù)燃燒ABS容易橙黃色火焰，濃墨煙并伴有絮狀碳束漂浮物特殊苯乙烯單體味，并夾雜橡膠燒焦的氣味軟化、燒焦繼續(xù)燃燒尼龍慢慢燃燒藍(lán)色火焰，上端黃色特殊的羊毛或指甲燒焦的氣味熔融滴落，超泡慢慢熄滅聚碳酸酯慢慢燃燒黃色火焰，黑煙并伴有絮狀特殊花果臭味熔融，起泡慢慢熄滅第87頁(yè)/共146頁(yè)依據(jù)：塑料的相對(duì)密度不同、隨風(fēng)飄移的距離也不同。此法不僅能分開相對(duì)密度差異較大的塑料，而且也可將相對(duì)密度較大的碎石塊、土沙塊分離出去。操作步驟：先將廢舊擔(dān)料制品破碎，然后將破碎的塑料送進(jìn)分選裝置的料斗中，開動(dòng)風(fēng)機(jī)，使碎片(塊)噴散出去，由于落下的距離不同而實(shí)現(xiàn)分離。2.風(fēng)力分選法第88頁(yè)/共146頁(yè)不足：制品的規(guī)格不同(如管材和板材、不同壁厚的管材等因累)使粉碎后的碎塊體積或粒度粗細(xì)不同，或者因塑料制品中境料含量不同而引起碎塊的密度改變等因素，可產(chǎn)生較大誤差。此法對(duì)于分離石塊、砂粒等效果良好。2.風(fēng)力分選法風(fēng)力篩選裝置第89頁(yè)/共146頁(yè)不足：制品的規(guī)格不同(如管材和板材、不同壁厚的管材等因累)使粉碎后的碎塊體積或粒度粗細(xì)不同，或者因塑料制品中填料含量不同而引起碎塊的密度改變等因素，可產(chǎn)生較大誤差。此法對(duì)于分離石塊、砂粒等效果良好。2.風(fēng)力分選法第90頁(yè)/共146頁(yè)對(duì)于混雜高分子材料，一般要進(jìn)行粉碎后再進(jìn)行分離。將聚合物置于某些液體中，根據(jù)密度不同將其分離，習(xí)慣上稱為比重法。但比重法受物料形狀和大小的影響，且塑料表面不易為水所潤(rùn)濕，會(huì)帶著氣泡而浮于水表面。因此有時(shí)用表面活性劑做預(yù)處理，使塑料充分潤(rùn)濕。另一方面，亦可利用塑料粒子對(duì)液體的“潤(rùn)濕”差別來(lái)加以分離。比重法可適用于密度相差較大的廢材料，如鋁箔塑料和不同塑料的分離。但此法易受廢棄物粒徑、形狀、表面污濁程度、表面改性和相互凝聚等因素的影響。3.密度分離法第91頁(yè)/共146頁(yè)依據(jù)密度分選法原理，采用水旋法離心分離技術(shù)，可有效的分離密度差別為0.005g/cm3的廢舊塑料組分。3.密度分離法第92頁(yè)/共146頁(yè)Censor離心分離機(jī)（德國(guó)）第93頁(yè)/共146頁(yè)練習(xí):如何用密度法區(qū)分PPLDPEHDPEPSPVC構(gòu)成的混合塑料？第94頁(yè)/共146頁(yè)4.浮選分離1975年，IzumiSumio等獲得兩項(xiàng)關(guān)于塑料浮選的專利應(yīng)被認(rèn)為是塑料浮選研究的開端；優(yōu)勢(shì)：可用于密度相近，荷電性質(zhì)相近的塑料間的分選。第95頁(yè)/共146頁(yè)浮選分離采用某種方式，向水中通入大量微小氣泡，在一定條件下使呈表面活性的待分離物質(zhì)吸附或粘附于上升的氣泡表面而浮升到液面，從而使某組分得以分離的方法，稱浮選分離分離和富集痕量物質(zhì)的一種有效方法，富集倍數(shù)通常達(dá)104。此法是20世紀(jì)30年代提出，國(guó)外60年代以后，快速發(fā)展，我國(guó)是在80年代才開始大量進(jìn)行研究。第96頁(yè)/共146頁(yè)浮選分離該法適用于從海水、河水、飲用水中分離富集痕量元素，也可用于巖石、礦石、金屬中微量元素的分離富集。第97頁(yè)/共146頁(yè)方法原理：表面活性劑在水溶液中易被吸附到氣泡的氣－液界面上。表面活性劑極性的一端向著水相，非極性的一端向著氣相，含有待分離的離子、分子的水溶液中的表面活性劑的極性端與水相中的離子或其極性分子通過物理(如靜電引力)或化學(xué)（如配位反應(yīng)）作用連接在一起。當(dāng)通入氣泡時(shí)，表面活性劑就將這些物質(zhì)連在一起，定向排列在氣－液界面，被氣泡帶到液面，形成泡沫層，從而達(dá)到分離的目的。第98頁(yè)/共146頁(yè)浮選即泡沫浮選,是很獨(dú)特的液固氣三相分離方法.它是依據(jù)各種物料的表面性質(zhì)的差異,在浮選劑的作用下,借助于氣泡的浮力,從物料懸濁液中分選物料的過程。浮選過程從宏觀看是一個(gè)物理過程,其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)物料分離;從微觀看,浮選過程發(fā)生的是一系列物理的、化學(xué)的及物理化學(xué)過程。這種方法所分離的物質(zhì)與其密度無(wú)關(guān),主要取決于其表面性質(zhì)的差異,能浮出液面的物質(zhì)對(duì)空氣的表面親和力比對(duì)水的表面親和力大。第99頁(yè)/共146頁(yè)浮選過程最基本的行為是浮選的物料顆粒吸附于氣泡,在浮選過程中,顆粒附著于氣泡上主要經(jīng)歷顆粒與氣泡相互接近和接觸,顆粒與氣泡之間的水化膜變薄和破裂,以及顆?？朔嗣撀淞Φ挠绊懜街跉馀萆先齻€(gè)階段。物料顆粒浮選的難易決定于其表面的潤(rùn)濕性,引起其表面潤(rùn)濕性差異的本質(zhì)是其表面的極性和不飽和鍵的性質(zhì)。第100頁(yè)/共146頁(yè)4.浮選分離塑料浮選方法大致分為3類：g浮選、物理調(diào)控浮選和化學(xué)調(diào)控浮選。第101頁(yè)/共146頁(yè)

γc：高分子的潤(rùn)濕臨界表面張力；

只有溶劑的表面張力小于γc時(shí)，高分子才會(huì)被潤(rùn)濕。

當(dāng)調(diào)節(jié)溶劑的表面張力在兩種高分子中間時(shí)，就可以使得一個(gè)高分子漂浮，而另一個(gè)下沉，從而實(shí)現(xiàn)分離。通過表面張力分離第102頁(yè)/共146頁(yè)化學(xué)調(diào)控浮選原理：通過等離子體處理高分子表面，提高表面能，再根據(jù)不同高分子間表面老化速度的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性。第103頁(yè)/共146頁(yè)物理調(diào)控浮選日本研制成功的所謂“浮上分選法”。其原理是用潤(rùn)濕劑調(diào)節(jié)塑料制品表面的潤(rùn)濕性，從而產(chǎn)生或親水性或疏水性，親水性塑料留在水中，疏水性塑料因有氣泡粘附而上浮于水面上，從而達(dá)到分選目的。該法對(duì)潤(rùn)濕試劑的性能要求標(biāo)準(zhǔn)較高，否則達(dá)不到應(yīng)有的親、疏水效果。具體機(jī)理：中國(guó)塑料，2003，17，95-99.第104頁(yè)/共146頁(yè)漂浮分離法需用表面活性劑，適用于密度相差小的塑料，利用了表面活性劑，木質(zhì)素磺酸鈉與丹寧酸的等量混合物對(duì)塑料浸潤(rùn)性不一樣的特點(diǎn)。FurtherReading：Areviewofplasticswasterecyclingandtheflotationofplastics,Resources,ConservationandRecycling,25(1999)85–109第105頁(yè)/共146頁(yè)第106頁(yè)/共146頁(yè)高分子材料的溶解性和溶解度有較大的差別，利用材料的溶解性及溶解度可將聚合物分開。分離方法有二種：①采用不同的溶劑。不同的高分子材料有不同的溶劑，利用不同溶劑可將高分子有選擇地萃取出來(lái)。②采用同一種溶劑，使用不同的溫度。不同高分子材料溶解度隨溫度改變，在不同溫度下可將不同高分子材料萃取出來(lái)。5.溶解分離法第107頁(yè)/共146頁(yè)此法也適用于提取增塑劑、填充劑、顏料等。5.溶解分離法第108頁(yè)/共146頁(yè)P(yáng)E和PP在常溫下，不溶于任何溶劑，僅溶于沸騰的甲苯；PVC可溶于環(huán)己酮或二甲酰胺；PS可溶于四氯化碳。因?yàn)槿軇┑娜芙庑詫?shí)驗(yàn)不太方便，所以，此類分選方法實(shí)用性不大。第109頁(yè)/共146頁(yè)6.低溫分選法利用各種塑料的脆化溫度不同而進(jìn)行分選。脆化溫度：塑料低溫力學(xué)行為的一種量度。以具有一定能量的沖錘沖擊樣品，當(dāng)試樣開裂機(jī)率達(dá)到50%時(shí)的溫度。該法適宜于脆化溫度相差較大的兩種塑料的分選。如PVC與PE，PVC的脆化溫度在-40℃左右，而PE的脆化溫度低于-100℃，如果選擇-50℃為冷卻溫度，則在此溫度下PVC脆化而變成細(xì)塊，PE卻未被破碎。此法分離成本過高。第110頁(yè)/共146頁(yè)美國(guó)（聯(lián)碳）公司的對(duì)流式低溫粉碎系統(tǒng)6.低溫分選法第111頁(yè)/共146頁(yè)日本工業(yè)技術(shù)院比較了低溫與常溫粉碎的特點(diǎn)，可見低溫粉碎顯示了很多優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能噪聲小，處理量大6.低溫分選法第112頁(yè)/共146頁(yè)7.熔融分離法利用廢舊高分子材料對(duì)熱敏感程度如熱收縮、軟化或熔化溫度之差來(lái)分離，也適用于紙與塑料復(fù)合物的分離。但對(duì)熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)相近的聚合物的分離就有困難。對(duì)熱固性高分子材料，此法不適用。第113頁(yè)/共146頁(yè)7.熔融分離法第114頁(yè)/共146頁(yè)手工分選清除細(xì)碎的金屬雜物(主要是鋼鐵碎屑)是困難的。使用磁鐵清除金局碎屑很有效。為了確保清除金屬雜物的徹底性，除在破碎前用磁鐵檢查廢舊制品，破碎后仍需用磁鐵復(fù)撿一次，以便把包藏在內(nèi)部的金屑碎屑揀出來(lái)。8.磁選分類法第115頁(yè)/共146頁(yè)基本原理：高分子材料在靜電感應(yīng)后會(huì)具有不同的帶電特性，根據(jù)物質(zhì)不同的導(dǎo)電性、熱電效應(yīng)及帶電特性可將廢舊高分子材料分類。靜電分選法可用于區(qū)分PVC和金屬(如銅、鋁箔等)，也可使PVC從PE、PS、紙和橡膠中分選出來(lái)，得到單一化的PVC回收物。（帶負(fù)電）PVC<PET<PP<PE<PS<ABS<PC（帶正電）

9.靜電分選法第116頁(yè)/共146頁(yè)基本原理：高分子材料在靜電感應(yīng)后會(huì)具有不同的帶電特性，根據(jù)物質(zhì)不同的導(dǎo)電性、熱電效應(yīng)及帶電特性可將廢舊高分子材料分類。靜電分選法可用于區(qū)分PVC和金屬(如銅、鋁箔等)，也可使PVC從PE、PS、紙和橡膠中分選出來(lái)，得到單一化的PVC回收物。（帶負(fù)電）PVC<PET<PP<PE<PS<ABS<PC（帶正電）

9.靜電分選法第117頁(yè)/共146頁(yè)具體：將粉碎的廢舊高分子材料加上高壓電使之帶電，再利用電極對(duì)高分子材料的靜電感應(yīng)產(chǎn)生的吸附力進(jìn)行篩選。這種處理要求高分子材料干燥，溫度控制較嚴(yán)，故成本較高。9.靜電分選法第118頁(yè)/共146頁(yè)9.靜電分選法第119頁(yè)/共146頁(yè)美國(guó)德州Asoma乙烯基塑料瓶分選器公司與CPRR合作，開發(fā)出光輻射傳感裝置。用來(lái)識(shí)別和掃描PVC瓶，瓶子通過監(jiān)測(cè)器，發(fā)現(xiàn)含有氯原子的瓶子就彈出來(lái)，并讓其它瓶子通過，這種傳感器是一種X光熒光分析器（XRF），由計(jì)算機(jī)控制此單元，根據(jù)得到的信息分離乙烯基瓶。這種方法主要檢測(cè)材料中的氯原子，因?yàn)镻VC的熒光輻射能較高，容易檢測(cè)，而其它塑料的輻射能低。檢測(cè)的強(qiáng)度與距離、容器的形狀、氯原子的含量以及容器上的異物如標(biāo)簽有關(guān)。10.X光檢測(cè)分離第120頁(yè)/共146頁(yè)第121頁(yè)/共146頁(yè)一般對(duì)于帶有各種顏色或透明性不同的廢塑料，可以通過光學(xué)方法來(lái)加以分離。讓光通過聚合物，測(cè)定透過或反射光的強(qiáng)度，可以分離出無(wú)色透明、半透明、不透明的塑料容器，如無(wú)、半透明和不透明、綠色能被分離開來(lái)。美國(guó)RUTEGER大學(xué)塑料循環(huán)中心的光學(xué)系統(tǒng)就利用光電光發(fā)射二極管探測(cè)器來(lái)辨別容器的顏色，敏感塑料循環(huán)中心器檢測(cè)透過光的強(qiáng)度變化，傳遞信息給控制器，控制轉(zhuǎn)換機(jī)械裝置進(jìn)行分離。此系統(tǒng)有一系列檢測(cè)和分離操作的步驟，首先分離透明無(wú)色的，接著是有顏色的容器，再是半透明的，最后是不透明的容器。11.光學(xué)分離法第122頁(yè)/共146頁(yè)許多以顏色分離為主的分離裝置已開發(fā)出來(lái)，利用物質(zhì)表面光反射特性的不同來(lái)分離物料，或把透明的粒子、片料從黑色的原料中分離出來(lái)，或把黑色的料從淡顏色的料中分離出來(lái)，或分離不同顏色的原料。先確定一種標(biāo)準(zhǔn)顏色，讓含有標(biāo)準(zhǔn)顏色粒子的混合物加入到光學(xué)箱中，在粒子下落過程中，當(dāng)照射到和標(biāo)準(zhǔn)色不同的物質(zhì)粒子時(shí)，改變了光電放大管的輸出電壓并經(jīng)增幅控制，瞬時(shí)地噴射壓縮空氣而改變異色粒子的下落方向，這樣就能將異色粒子分離開來(lái)。第123頁(yè)/共146頁(yè)美國(guó)RUTEGER大學(xué)塑料循環(huán)中心的光學(xué)系統(tǒng)第124頁(yè)/共146頁(yè)

近紅外光譜技術(shù)，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，對(duì)聚合物進(jìn)行識(shí)別。紅外光經(jīng)特定的過濾器可得到近紅外光譜，不同的聚合物具有不同的吸收光譜，根據(jù)測(cè)定的圖譜指紋輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)照，然后再給分離裝置發(fā)出動(dòng)作指令，使高分子材料分離。第125頁(yè)/共146頁(yè)目前，以回收塑料原料為目的的回收工藝流程為：分選和分離是回收過程中的兩道重要工序。廢舊塑料再生利用的基本工藝過程收集預(yù)分選分選破碎分離污物沖洗及脫水干燥造粒第126頁(yè)/共146頁(yè)現(xiàn)在大多數(shù)分選工廠采用將廢棄物的尺寸減小后，再進(jìn)行分選的工藝。所謂破碎，就是將物料尺寸減小的過程。通常采用各種類型的破碎機(jī)械，對(duì)物料施加不同機(jī)械力來(lái)完成，如拉伸力、擠壓力、沖擊力和剪切力等。廢舊塑料的破碎第127頁(yè)/共146頁(yè)粉碎

破碎：固體由大塊破裂成小塊的操作粉磨：固體由小塊碎裂成細(xì)粉的操作粉碎的四種形式：1.壓碎2.擊碎