聚氯乙烯塑料的性能介紹及其再生加工應(yīng)用

1、廢舊聚氯乙烯塑料的回收與再生利用廢舊聚氯乙烯塑料的回收與再生利用1 PVC基本情況基本情況 聚氯乙烯PVC3聚氯乙烯PVC塑料是以PVC樹脂為主要原料，輔以穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、填充劑等添加物經(jīng)過科學(xué)配方組合在一起，在一定溫度和壓力下模塑成型，冷卻固化成為特定形狀的PVC塑料制品。1.1 PVC分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)分子中各單體基本上是頭尾相接。電負(fù)性較強(qiáng)的Cl-的引入增大分子鏈間的作用力，鏈的剛性也增大并賦予優(yōu)良的阻燃性能1.2 PVC樹脂性能樹脂性能聚氯乙烯為白色或淡黃色的粉末；結(jié)晶度低，透明；密度為1.40g.cm-3；純PVC的吸水率、透水率和透氣率都很低；可以通過加入增塑劑的含量來調(diào)節(jié)p

2、vc制品的軟硬度；耐寒性能差PVC的熱性能 耐熱性較差，加熱至140 很快則會分解出氯化氫，使之顏色變深性能變差。最高連續(xù)使用溫度為6580。所以工業(yè)中需加熱穩(wěn)定性才能安全使用。力學(xué)性能 PVC具有較高的硬度和機(jī)械強(qiáng)度，并隨分子量的提高而增大，隨溫度的升高而降低。加入含量不同的增塑劑也會影響其力學(xué)性能，隨增塑劑的含量增加而下降。PVC的電性能 PVC的電絕緣性較好，但不如PP和PE；PVC的電性能受電場頻率影響大；主要與存在Cl極性基團(tuán)有關(guān)；適合用于中低壓和低頻絕緣材料。耐化學(xué)藥品性 PVC具有較好的耐溶劑性和耐腐蝕性；PVC在一些極性溶劑中會溶脹和溶解；增塑劑的加入會降低PVC的耐化學(xué)藥品性

3、。PVC阻燃性 PVC分子中氯原子使PVC具有較好的阻燃性，但燃燒時會釋放出有毒的物質(zhì)。1.3 PVC成型工藝特性成型工藝特性PVC熱穩(wěn)定性差，加工時必須添加熱穩(wěn)定劑、控制成型溫度、減少受熱時間分解放出有毒氣體，電鍍耐腐蝕設(shè)備，并對操作者安全防護(hù)。PVC的熔體黏度高，加工流動性差，需較高的成型壓力，也可加入潤滑劑來改善。PVC的熔體強(qiáng)度較低，注射和擠出時應(yīng)避免高速，以防熔體破裂。PVC可用擠出、吹塑、注塑、壓延等工藝成型。聚氯乙烯的市場需求與展望聚氯乙烯的市場需求與展望PVC的用途極為廣泛，是目前用量僅次于PE的第二大用量的樹脂材料。一是電石法，主要生產(chǎn)原料是電石、煤炭和原鹽。二是乙烯法，主要

4、原料是石油。 國際市場上PVC的生產(chǎn)主要以乙烯法為主，而國內(nèi)受富煤、貧油、少氣的資源賦限制，則主要以電石法為主。前幾年，由于石油價格不斷攀升，電石法PVC生產(chǎn)工藝得到了飛速發(fā)展，到2008年底，電石法PVC產(chǎn)能約占我國PVC總產(chǎn)能的70%以上。2 PVC生產(chǎn)制造生產(chǎn)制造目前廢塑料回收利用的方法主要有：（1）焚燒或填埋；（2）廢塑料作為燃料回收熱能；（3）廢塑料取代焦炭作為煉鐵的還原劑；（4）裂解生產(chǎn)燃料油。3 PVC再生利用再生利用存在的問題（1）若將廢塑料焚燒或作為燃料使用，則會增加空氣中的C02、S02、NOx等有害物質(zhì)，對于含氯的塑料還會產(chǎn)生氯化氫氣體和劇毒的二噁英；（2）填埋處理占用大

5、量的耕地并造成地下水污染；（3）若作為原料生產(chǎn)燃料油品，雖然在技術(shù)上是可行的，但由于投資大，產(chǎn)品的質(zhì)量及售價等方面均無法與石油相比，因此其在短時間內(nèi)無法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，而對于含氯的塑料，還必須先脫氯化氫，并且要回收氯化氫氣體，否則易造成環(huán)境的污染。廢舊PVC回收工藝新技術(shù)。 （1）溶劑法 回收時，首先采用靜電分離器將原始物料分離，得到PVC/橡膠料，后者經(jīng)磨碎后送入溶解器，用甲基乙基甲酮(MEK)溶解，所得溶液送入自旋過濾器以特殊過濾法除去未溶的雜質(zhì)及其他污染物。濾液送入沉淀器，往溶液中加入添加劑及吹入蒸汽，令PVC沉淀為小圓球粒料。然后將溶劑蒸發(fā)、冷凝，再送入溶解器循環(huán)利用。而得到的PVC粒料則

6、進(jìn)入自旋干燥器預(yù)干器，再進(jìn)入空氣干燥器干燥后即成流散性良好的PVC，其密度與新PVC相近，但物料通常顯灰色，這是因為PVC中含有的顏料和多種添加劑難于除盡之故。不過，因為此工藝過程各步的溫度不高于115，所以PVC的各項性能基本上未惡化。Vinyloop工藝流程（2）機(jī)械法 采用機(jī)械法可回收多種PVC制品，包括管材、電纜料、板材、薄膜、汽車元件及瓶子等。經(jīng)此法回收后的PVC，可重新用于制造很多制品，包括窗框、地墊、地板、防護(hù)板、隔音板、管子配件、排水溝、涂層、非食品瓶等，甚至可用于制造纖維及次要的計算機(jī)元件。對于回收PVC瓶，機(jī)械法已工業(yè)化。機(jī)械法回收處理廢塑料一般流程圖 由于廢舊塑料再利用，

7、材料的力學(xué)性能會有所降低，因此簡單機(jī)械加工中常會添加一些添加劑來提高再生產(chǎn)品的性能。PVC改性添加劑l填料 納米碳酸鈣、木粉、海泡石等，其中納米碳酸鈣對復(fù)合材料性能影響較小。l增韌劑 SBS、MBS（甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯共聚物、蒙脫土、TPU（熱塑性聚氨酯彈性體橡膠）、SBR（丁苯橡膠）等。l阻燃劑 Sb2O3、Al（OH）3、癸二酸二辛酯、三點堿硫酸鉛、二堿式亞磷酸鉛。l抗老化劑、抗靜電、色母粒交聯(lián)劑、接枝劑。（3）化學(xué)法PVC碎屑可在充氧的氫氧化鈉溶液中，于150260及高壓下被氧化為草酸和苯酸。在最佳條件下，1t PVC可生成600kg草酸及300kg苯酸。在氫氧化鈉溶液濃度低

8、于15mol/L時，提高溶液濃度，草酸生成量增加反應(yīng)的第一步(a)是PVC脫HCl以生成多烯烴，第二步(b)是在氧作用下通過雙分子加成反應(yīng)和多烯烴的環(huán)化生成芳香環(huán)，第三步(c)是芳香族化合物的液相氧化生成苯酸。而通過液相的堿催化氧化，多烯烴、芳香族化合物及苯酸三者均可轉(zhuǎn)化為草酸及CO2。（4）焚燒法）焚燒法 目前世界上已建立了大規(guī)模焚燒廢舊PVC的裝置，但因焚燒PVC時會生成二噁英及釋出HCl，所以此法一直遭到公眾的非議。但有專家認(rèn)為，含氯的城市垃圾焚燒時都會生成二噁英，而實驗證明，城市垃圾中PVC含量增加時，焚燒時二噁英的生成量并不增高。而且，即使焚燒時形成二噁英，它在高于800下也會分解。

9、另外，PVC焚燒時放出的HCl可很容易用堿中和。同時，即使城市垃圾中不含PVC，焚燒它們時也必須凈化焚燒爐的廢氣的。所以他們認(rèn)為，當(dāng)焚燒城市垃圾時或其他塑料時，沒有必要消除其中所混雜的PVC。 有些難于用機(jī)械法或化學(xué)法回收的PVC復(fù)合材料制品，可 以用焚燒法處理以回收HCl及能量。再生PVC的應(yīng)用 （1）木塑復(fù)合材料 以廢舊PVC塑料、PVC樹脂和植物纖維為原料，經(jīng)特殊加工工藝復(fù)合而成的PVC木塑復(fù)合材料可用于生產(chǎn)木塑托盤、貨架、地板等。尤其是地板，可用于化工車間，經(jīng)久耐用。由于PVC木塑復(fù)合材料制成的托盤的綜合性能高于木制托盤和全塑托盤，而且在耐酸堿性、耐水性、耐用性、尺寸穩(wěn)定性、可回收性等

10、方面優(yōu)于木質(zhì)托盤，因此得到廣泛應(yīng)用。（2）再生的PVC發(fā)泡塑料鞋 再生的PVC發(fā)泡塑料鞋，其配方90份(質(zhì)量份數(shù)，下同)廢的PVC(注塑鞋底、薄膜、泡沫鞋底三者的質(zhì)量之比為325)、10份新PVC(聚合度為1300)、以及8份改性劑丁腈橡膠、氯化聚乙烯的質(zhì)量之比為64)、8份增塑劑(鄰苯二甲酸二辛酯)、1.5份三鹽、12份CaCO3、5份AC發(fā)泡劑、0.1份交聯(lián)劑(過氧化異丙苯)，其生產(chǎn)工藝與原工藝相同。(3)裂解PVC以回收化工原料 熱裂解方法是將挑選過的廢舊塑料經(jīng)熱裂解制得燃燒料油及燃料氣的方法。PVC熱裂解反應(yīng)可分為兩個階段：第一階段(200300)是脫氯反應(yīng)生成HCl，殘留固體為聚烯烴類物質(zhì)，其中約15%是苯；第二階段(360500)發(fā)生C-C鍵的裂解，生成脂肪族、芳香族烯烴和碳等。其中，生成的HCl用氣體吸收法收集，可用于制作鹽酸或合成氯乙烯單體。(4)焚燒PVC