第六章塑料的再生及其穩(wěn)定化

1、 We use about 32 billion pounds of plastic a year-and recycle only about 2% of it! But recycled plastic can be made into many new products from detergent containers to park benches. 假設(shè)2008年初您有1000美元,如果買了達美航空的股票,年底還能剩下49美元; 如果買了AIG的股票,剩下約12美元; 如果買了房地美股票,剩下約2.5美元; 如果買1000美元的啤酒,喝光后再把易拉罐送去回收站,還能換回214美元!

2、 假設(shè)2008年初您有1000元,如果買了招商銀行的股票,年底還能剩下250元; 如果買了江西銅業(yè)的股票,剩下約166元; 如果買了中國船舶股票,剩下約120元; 如果買1000元的三鹿奶粉,喝光后再把空罐送回經(jīng)銷商,還能換回1000元! 成型加工過程中產(chǎn)生的邊角料及廢品 一般由廠家回收利用或批量出售。 廢棄包裝材料 廢棄塑料的主要來源 廢棄塑料制品 日積月累，不可忽視 環(huán)境的廢塑料不易分解，難以處理，造成環(huán)境的廢塑料不易分解，難以處理，造成擠占陸地，污染環(huán)境擠占陸地，污染環(huán)境 塑料農(nóng)膜進入土壤，阻止土壤的透氣性，塑料農(nóng)膜進入土壤，阻止土壤的透氣性，使土質(zhì)變壞，影響農(nóng)作物的生長使土質(zhì)變壞，影響

3、農(nóng)作物的生長 廢塑料已站海洋漂浮物的廢塑料已站海洋漂浮物的60以上以上 影響環(huán)境的美化影響環(huán)境的美化Decomposition RatesPaper2-4 WeeksLeaves1-3 MonthsOrange Peels6 MonthsMilk Carton5 yearsPlastic Bag10-20 YearsPlastic Container50-80 YearsAluminum Can80 YearsTin Can100 YearsPlastic Soda Bottle450 YearsGlass Bottle500 YearsStyrofoamNever Reduce Reuse

4、Recycle 建立完善可行的廢塑料回收體系建立完善可行的廢塑料回收體系是消除廢塑料環(huán)是消除廢塑料環(huán)境污染及再生利用的境污染及再生利用的根本保證。根本保證。人工分離法人工分離法 步驟：步驟： 除去雜物除去雜物 按制品分類按制品分類 按塑料品種分類按塑料品種分類通過塑料的外觀和性狀識別通過塑料的外觀和性狀識別燃燒法識別燃燒法識別2. 密度識別法密度識別法3. 溶解識別法溶解識別法4. 儀器檢測法儀器檢測法 紅外光譜、核磁共振、熱分析等紅外光譜、核磁共振、熱分析等Inspection Filtering Chopping and Washing Flotation Tank Drying Melt

5、ing Pelletizing 廢塑料再生利用的主要途徑廢塑料再生利用的主要途徑機械再生機械再生1. 簡單再生簡單再生 廢塑料破碎、廢塑料破碎、洗滌洗滌重新造粒重新造粒加工制品加工制品加入新料中加入新料中優(yōu)點優(yōu)點：經(jīng)濟可行：經(jīng)濟可行缺點缺點：要求相對較清潔的廢料：要求相對較清潔的廢料 高分離技術(shù)高分離技術(shù) 產(chǎn)品的最終用途市場有限產(chǎn)品的最終用途市場有限 屬勞動密集型加工屬勞動密集型加工 改性再生改性再生再生料再生料機械共混改性機械共混改性化學接枝改性化學接枝改性如：增韌、增強、并用、復合、如：增韌、增強、并用、復合、活化粒子填充活化粒子填充如：交聯(lián)、接枝、氯化如：交聯(lián)、接枝、氯化優(yōu)點優(yōu)點：制品的

6、力學性能得到改善和提高，：制品的力學性能得到改善和提高， 可以做檔次較高的再生制品可以做檔次較高的再生制品缺點缺點：工藝路線較復雜、：工藝路線較復雜、 有的需特定的機械設(shè)備有的需特定的機械設(shè)備2. 解聚解聚廢塑料廢塑料化學反應(yīng)化學反應(yīng)熱解聚熱解聚單體單體分揀分揀分類分類各種樹脂各種樹脂生產(chǎn)同類樹脂生產(chǎn)同類樹脂是一種迅速發(fā)展的先進回收利用技術(shù)是一種迅速發(fā)展的先進回收利用技術(shù)3. 熱解液化和氣化熱解液化和氣化不易分類為單一樹脂不易分類為單一樹脂品種的混和廢塑料品種的混和廢塑料不易洗凈的污染廢塑料不易洗凈的污染廢塑料烴類氣體和合成氣烴類氣體和合成氣氧氣氧氣無氧氣無氧氣熱解熱解液體烴油產(chǎn)品液體烴油產(chǎn)品

7、優(yōu)點優(yōu)點：熱解液化可以處理所有無法用其它方式處理的廢塑料，：熱解液化可以處理所有無法用其它方式處理的廢塑料， 液化工藝條件可以選擇液化工藝條件可以選擇 不用預先分離塑料，也不必除去雜質(zhì)不用預先分離塑料，也不必除去雜質(zhì)缺點缺點：氣化工藝一般要求苛刻的條件：氣化工藝一般要求苛刻的條件 熱解液化出的液體產(chǎn)品需純化至無非烴成分熱解液化出的液體產(chǎn)品需純化至無非烴成分 很多有無機填充物的高分子材料，會出現(xiàn)很多有無機填充物的高分子材料，會出現(xiàn)大量殘渣。大量殘渣。4. 焚燒焚燒 優(yōu)點優(yōu)點：能源、燃料：能源、燃料 缺點缺點：尾氣的污染：尾氣的污染5. 填埋填埋 優(yōu)點優(yōu)點：簡單：簡單 缺點缺點：失去所有可用能源：

8、失去所有可用能源 需要空間大需要空間大 滲出物的污染滲出物的污染 廢塑料難分解廢塑料難分解 投資巨大投資巨大MaterialBTU/poundAgricultural plastic filmwrap, bags tubes, sheets 18,500-19,500Wood7,000 - 7,500Example: Steps in Recycling Plastics from Discarded Consumer Electronics 一、廢塑料的性能特點一、廢塑料的性能特點 平均分子量下降平均分子量下降 力學性能下降力學性能下降 熔體粘度下降熔體粘度下降 流動性能提高流動性能提高 聚

9、合物共混體系的相容性聚合物共混體系的相容性 聚合物之間的相容性是決定共混物性能的關(guān)鍵聚合物之間的相容性是決定共混物性能的關(guān)鍵 熱力學相容性熱力學相容性 工藝相容性工藝相容性 力學相容性力學相容性 作用作用：降低兩相的界面張力降低兩相的界面張力 提高分散相的穩(wěn)定性和分散程度提高分散相的穩(wěn)定性和分散程度 使界面粘結(jié)力增大使界面粘結(jié)力增大 不力學相容的體系不力學相容的體系 綜合性能優(yōu)良的聚合物共混合金綜合性能優(yōu)良的聚合物共混合金 非反應(yīng)型增容劑非反應(yīng)型增容劑 AB型型 A-C 和和C-D型型 影響效果的因素影響效果的因素 共聚物結(jié)構(gòu)共聚物結(jié)構(gòu) 相對分子量相對分子量 用量用量 反應(yīng)型增容劑反應(yīng)型增容劑

10、 新的化學鍵新的化學鍵 含有可與共混組分起化學反應(yīng)的官能團的共聚物含有可與共混組分起化學反應(yīng)的官能團的共聚物 外加反應(yīng)型增容劑增容外加反應(yīng)型增容劑增容 共混物組分官能化，相互反應(yīng)增容共混物組分官能化，相互反應(yīng)增容 如：羧基與氨基反應(yīng)類型、酸酐與氨基反應(yīng)類型如：羧基與氨基反應(yīng)類型、酸酐與氨基反應(yīng)類型 以廢塑料的混合物為原料解決分揀困難、節(jié)約成本以廢塑料的混合物為原料解決分揀困難、節(jié)約成本 需加入增容劑等改性劑需加入增容劑等改性劑 降低再生塑料的成本降低再生塑料的成本 提高再生塑料的性能提高再生塑料的性能 如：回收如：回收PP、回收、回收PE、回收、回收PVC合金合金 目的：提高再生塑料的抗沖擊強

11、度目的：提高再生塑料的抗沖擊強度 彈性體增韌彈性體增韌，如：橡膠、三元乙丙膠等改，如：橡膠、三元乙丙膠等改性回收的性回收的PP 熱塑性塑料增韌熱塑性塑料增韌，如：，如：PE增韌改性增韌改性PP， EVA、MBS、ABS改性改性PVC 剛性粒子增韌剛性粒子增韌，如：，如：ROF、RIF 交聯(lián)改性，如交聯(lián)改性，如:交聯(lián)交聯(lián)PE 氯化改性，如氯化改性，如:PE、PP和和PVC的氯化改性的氯化改性 接枝改性，如接枝改性，如:PP的接枝改性的接枝改性 原位反應(yīng)擠出改性原位反應(yīng)擠出改性七、增強改性七、增強改性八、活性粒子的填充改性八、活性粒子的填充改性 主要是主要是PE和和PP 廢棄量最大的是薄膜制品廢棄

12、量最大的是薄膜制品 回收利用主要有兩種方式：回收利用主要有兩種方式： 加工中的邊角料加工中的邊角料破碎造粒，按破碎造粒，按1525%摻摻入新料，再模塑制品入新料，再模塑制品 較清潔、老化不十分嚴重的廢塑料較清潔、老化不十分嚴重的廢塑料破碎和破碎和清洗后造粒，降格使用，加工成外觀和性能要清洗后造粒，降格使用，加工成外觀和性能要求不高的制品求不高的制品 回收的質(zhì)量問題：收集的材料常被其它物料所污回收的質(zhì)量問題：收集的材料常被其它物料所污染；容器的室外存放引起的材料性能下降等染；容器的室外存放引起的材料性能下降等 研究的主要方面：提高分離的機械化；提高原料研究的主要方面：提高分離的機械化；提高原料

13、的質(zhì)量；減少成本。的質(zhì)量；減少成本。薄膜的切碎薄膜的切碎除去雜質(zhì)除去雜質(zhì)干燥干燥造粒造?；竟ば颍夯竟ば颍涸偕芰系馁|(zhì)量主要取決于再生塑料的質(zhì)量主要取決于 進料的潔凈程度進料的潔凈程度 清洗效果清洗效果Union Carbide Chemical 和和Plastic Company,Inc. 建建立了第一條回收用后聚烯烴薄膜的生產(chǎn)線。立了第一條回收用后聚烯烴薄膜的生產(chǎn)線。 PP的回收利用主要集中在：的回收利用主要集中在： 汽車保險杠汽車保險杠 汽車蓄電池汽車蓄電池 包裝編織袋包裝編織袋 潔凈度高的再生顆粒潔凈度高的再生顆粒PP纖維和纖維織物纖維和纖維織物 潔凈度較低的顆粒潔凈度較低的顆粒擠出

14、型材或模塑制品擠出型材或模塑制品 包裝材料、用量大包裝材料、用量大 使用時間短，材料性能保持完好，可回收使用時間短，材料性能保持完好，可回收利用利用 廢泡沫廢泡沫PS的種類：的種類： 邊角料邊角料 切碎、增密、重新擠出切碎、增密、重新擠出 污染料污染料 洗滌、干燥、切碎、增密、擠出洗滌、干燥、切碎、增密、擠出 含溴的阻燃泡沫含溴的阻燃泡沫 較難較難 PS泡沫回收利用技術(shù)：泡沫回收利用技術(shù)： 脫泡再生法脫泡再生法 共混利用法共混利用法 制備涂料法制備涂料法 裂解回收苯乙烯法裂解回收苯乙烯法 制備膠粘劑法制備膠粘劑法 PS泡沫制品回收的最大困難是泡沫制品回收的最大困難是收集和運輸收集和運輸 回收再

15、生回收再生PS的主要市場：餐托盤、隔熱材的主要市場：餐托盤、隔熱材料、雞蛋盒、辦公用品、梳子料、雞蛋盒、辦公用品、梳子. 有的產(chǎn)品有的產(chǎn)品90%以上用回收以上用回收PS 廢品的主要來源：包裝品、膠片、及生產(chǎn)纖維廢品的主要來源：包裝品、膠片、及生產(chǎn)纖維與薄膜的邊角料與薄膜的邊角料 PET的機械再生的機械再生 技術(shù)要求不高、方便技術(shù)要求不高、方便 共混改性利用法共混改性利用法 需加改性劑，包括改性樹酯、增容劑、成核劑、需加改性劑，包括改性樹酯、增容劑、成核劑、結(jié)晶促進劑和防老劑結(jié)晶促進劑和防老劑 合理選擇組分是關(guān)鍵合理選擇組分是關(guān)鍵 解聚回收解聚回收 生產(chǎn)不飽和聚酯生產(chǎn)不飽和聚酯 制飲料瓶制飲料瓶

16、 通常以二元醇醇解通常以二元醇醇解PET，解聚產(chǎn)物作為不飽和聚，解聚產(chǎn)物作為不飽和聚酯樹脂的原料，再加入順丁烯二酸酐縮聚成對位酯樹脂的原料，再加入順丁烯二酸酐縮聚成對位型不飽和聚酯型不飽和聚酯 性能優(yōu)于鄰位的不飽和聚酯性能優(yōu)于鄰位的不飽和聚酯 利用廢利用廢PET，設(shè)備簡單，原料價廉，有利于綜合，設(shè)備簡單，原料價廉，有利于綜合利用利用 制增塑劑（對苯二甲酸二異辛酸酯制增塑劑（對苯二甲酸二異辛酸酯 DOTP) 廢聚酯降解酯交換法，原料豐富，成本低廢聚酯降解酯交換法，原料豐富，成本低 產(chǎn)生的乙二醇較難分離，產(chǎn)品色澤深產(chǎn)生的乙二醇較難分離，產(chǎn)品色澤深 制單體和原料制單體和原料 廢廢PET解聚解聚 較難

17、回收利用的塑料品種較難回收利用的塑料品種 再生門窗型材再生門窗型材 芯層：再生料，芯層：再生料， 占了占了2/3 面層：新料，面層：新料， 保證了足夠的耐光性、保證了足夠的耐光性、 耐候性及美觀性耐候性及美觀性 融化在一起，形成不可分離的整體融化在一起，形成不可分離的整體與完全由新料制得的門窗沒有區(qū)別與完全由新料制得的門窗沒有區(qū)別 再生管材再生管材 廢舊廢舊PVC管材經(jīng)擠出再生得到的再生管材，管材經(jīng)擠出再生得到的再生管材，常用于電線護套常用于電線護套 PVC瓶的回收料不允許再加工成瓶子，而瓶的回收料不允許再加工成瓶子，而是經(jīng)在造粒后，用于擠出生產(chǎn)是經(jīng)在造粒后，用于擠出生產(chǎn)PVC再生管材再生管材

18、 再生地板再生地板 將將PVC、廢、廢PVC膜及填料等共混煉制成再生鈣膜及填料等共混煉制成再生鈣塑地板。塑地板。 如化工廠耐腐蝕墊板、地板、客車車廂鋪地片如化工廠耐腐蝕墊板、地板、客車車廂鋪地片材、墊片等材、墊片等 CaCO3的加入可以提高制品硬度、抗蠕變性和的加入可以提高制品硬度、抗蠕變性和尺寸穩(wěn)定性，同時降低成本尺寸穩(wěn)定性，同時降低成本。 汽車上可以回收的材料或零件占到重量的汽車上可以回收的材料或零件占到重量的75 在美國每年回收大約在美國每年回收大約11.0106輛汽車輛汽車 可產(chǎn)生可產(chǎn)生11.2106t鋼，鋼，0.8106t非鐵金屬非鐵金屬 1.1106t廢塑料廢塑料 循環(huán)利用是解決汽車廢料的一大出路循環(huán)利