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塑料包装废弃物的回收再生工艺综述

点击: 2051  时间: 2014,08,16   来源: 成都大环宇(2)

【成都大环宇塑料颗粒机网讯】

商品的增多也带来了包装废弃物的增多,在这些包装废弃物中,塑料材料占到了首位。只有将这些塑料包装的废弃物回收处理或再生利用,才能解决这些废弃物给周围环境带来的污染问题。

随着经济的发展,包装也越来越受到人们的重视,现在产品的包装已成为商品不可缺少的一部分。塑料有良好的物理、化学性能,具有较好的力学性能、可随意造型、良好的印刷性等优点,成为包装商品的首选。目前,全球每年的塑料产量超过1亿吨,包装占到了整个市场的30%以上。

塑料包装之所以发展迅速,关键是它在材料的性能价格比上超过了现今的所有材料,但商品使用后,包装即被废弃,从其回收处理的角度来说,这种材料不易回收利用,且不易分解,大量的废弃塑料会造成社会环境的严重污染,也会由此引发众多严重的社会问题。塑料包装废弃物已占到废弃塑料中的85%以上,因此,回收处理与再生利用技术也越来越受到社会的关注。

塑料包装废弃物的处理方法很多,基本上可分为填埋、焚烧及回收再生利用。

填埋

填埋方法简单,不需要投资,不需要任何设备,深埋后也不会对地表产生污染或危害地表植被,能最快的速度解决这种材料对环境的污染。但这种方法久之会占用大量土地,被深埋后,由于隔绝空气、阳光,塑料不易被风化分解,多了会造成地下水的污染,阻碍地下水流动的下渗。在进行填埋前,可将这些废弃物粉碎为小碎片以加速其在地下分解风化的速度。现今所谓的环保型塑料包装也是利用这个原理,将一些易分解材料融入塑料材料中,以易于其在地下的分解。

焚烧

焚烧法可将不能再次利用的混杂塑料纸与焚烧炉中焚化,由其产生的大量热量克再次充分利用。焚烧后塑料的体积可减少到以前的10%一下,且易于分解。但应注意的事,焚烧的过程中会产生大量的有害气体,对环境及人体造成危害,所以对于废气及残渣的处理应符合一定的标准。

回收再生利用

“回收再生利用”是一种最积极的促进材料再循环使用的方式,是保护资源,保护生态环境的最有效处理方法。

回收可循环使用(复用)

这种方法主要针对硬质、光滑、干净且易清洗的大型容器,包括大容量的液体瓶、塑料桶等。

其工艺大致如下:

分裂筛选 水洗 亚硫酸氢钠侵泡 水洗 蒸馏水洗

五十度烘干 相应的卫生检验 循环再用

再生技术(二次利用)

机械处理再生利用:包括了直接再生利用及改性再生利用。

直接再生利用原理简单,但筛选工艺较为复杂。其中分为“闭合”及“非闭合”两种。所谓“闭合”(如HDPE牛奶瓶回收后经加工重新做回牛奶瓶),即在再生加工时加入大量新鲜同类树脂,约90%左右,通过这种方法生产的产品在用途和机械运行特征中与新鲜树脂制品没有明显的区别,再生性能优良。“非闭合”(如用HDPE牛奶瓶回收后做成洗衣店用的HDPE洗涤剂瓶,然后再次回收后又做成塑料箱)即直接加工清洗,不用或少用新鲜树脂,在混合的工程中加入一些配合剂用以调节树脂的物理化学性能,由于材料在上次使用过程中老化以及在再加工过程中老化,故此种再生塑料制品的力学性能相比新鲜树脂较低。

直接再生利用又可废弃塑料的来源及途径分为三种方法。

1.不必分检、清洗等处理,直接破碎后塑化成型。这种方法在对塑料包装废弃物的使用中用于一些虽经使用,但十分干净,没有任何污染的塑料容器。

2。要经过分离清洗、干燥、破碎等处理。对于没有污染的容器,经清洗以防破坏仪器。这种方法的对象一般为来自商品流通消费后由不同渠道收集的包装废弃物,各种途径和各种形状的包装容器、薄膜等。

3。要经过特别的预处理。如PS塑料缓冲材料,事先要进行脱泡减容的处理,再输入机器进行处理。

改性再生利用的目的是为了提高再生料的基本力学性能,以满足再生专用制品质量的需要。改性再生主要分为两类,物理改性和化学改性。

物理改性借助混炼工艺,在塑料废弃物活化后加入一定量的无机填料,同时还应配以较好的表面活性剂,以增加填料与再生塑料材料之间的亲和性。但在加工过程中,填料表面与树脂表面易形成界面层,对再生材料性能影响很大,可对填料进行活化处理后再进行复合。

废旧塑料再生后存在一大问题,即力学性能较差,在加工的同时可对再生材料进行增韧改性,即加入弹性体或共混热塑弹性体,在通过共混来提高材料的韧性。也可利用增强改性以增强其力学性能,这类增强往往使用纤维来增强塑料的,再生后的材料各方面的性能将大大提高,强度,模量均会超过原废旧塑料的值。其耐热性,抗蠕变性、抗疲劳性均有提高,但制品脆性会有所增大,即其拉断力增大,而断裂深长率会大大减小。

在回收再生的过程中,可将几种聚合物在相溶剂的作用下混合,使其结构和分子间力发生变化,使其合金化,此种方法可使再生材料兼很多有优良的性能。在加工过程中有目的的加入某种有特性的主要再生材料,可达到预期的力学效果。如用25%的LLDPE与LDPE共混,经吹塑成地膜,厚度会比一般的地膜减少33%,其拉伸强度会增大45%以上,直角撕裂强度也会提高50% 以上。这样可大大延长农用膜的使用寿命,减少使用量,降低成本。

对塑料包装废弃物的化学改性,就是通过化学反应的手段对材料进行改性,使其在分子结构上发生变化,从而获得更优良的特殊性能。

化学改性的方法很多,但其本质都是在旧的大分子链上或链间起到化学反应,依靠分子链或链端的反应性基团进行再次反应,在链上接上某种特性基团,接上一个特征支链,或在大分子链间反应基团进行反应,形成胶联结构,从而导致材料性能的改变。

胶联改性有化学胶联和辐射胶联两种,化学胶联通常在材料的软化点之上使材料充分塑化,然后加入过氧化物类的胶联剂,使材料分子胶联。辐射胶联即应用辐射源的各种高能射线,将加有胶联剂的材料辐射胶联。

再生产应用中可以将物理、化学改性同时运用于同一材料上,在特定的螺杆挤出机中,使多种材料一边进行物理改性,以便进行化学改性,然后将两者共混,这种技术方式既可以缩短改进过程的时间和生产周期,生产连续化,也能得到较好的改性效果。

化学处理再生,使直接将包装废弃塑料经过热解或化学试剂的作用进行分解,其产物可得到单体、不同聚体的小分子、化合物、燃料等化工产品。这种回收处理的方式可以使自然资源的使用形成一个“封闭”的循环。此种处理再生有着显著的优点,分解生成的化工原料在质量上与新的原料不分上下,可以与新材料等同使用。

化学处理再生利用:主要有热分解和化学分解两类。

1. 热分解

热分解以所得的产物:油、气、固体或混合体的不同以及工艺的不同可分为:油化工艺、气化工艺及炭化工艺。

热分解油化工艺的特点是分解产物产物主要是油类物质,另外还有一些可利用的气体和残渣。此种工艺可以处理多种塑料废弃物,如PE、PS、PMMA、PVC等。

热分解气化工艺主要是用于城市内混有塑料包装废弃物的垃圾及一些多种混杂的废旧塑料垃圾。这种工艺程序简单,对要处理的废旧塑料,不需要预先处理,不需要分选筛检,只要将混杂垃圾置入加热分解炉中,经过分解反应,就可以得到分解产品。

热分解炭化工艺在废旧塑料进行分解处理的过程中会产生一定的炭化物质,或在更高的温度下进行分解以得到某种特定的炭化物质。这些炭化物质可以当作固体燃料。

2. 化学分解

化学分解即通过化学的方法把废弃塑料分解成小分子单体。这种工艺设备简单,分解产物标准、均匀、易控制,且产物不需要分离和纯化,但只能用于单一品种的塑料,而且必须是经过预处理的废旧塑料。

化学分解可用于多种废旧塑料,但目前只用于热塑性聚酯类、聚氨酯类等具有极性的材料。其分解方法也有多种,主要有催化剂分解法和试剂分解法。

催化分解法是在复合催化剂的作用下,在常温常压下进行分解反应。分解产物为废旧聚合物的原单体。此种分解方法工艺简单,但对于催化剂的选用,装载比较精细。处理聚酯所需的复合催化剂为醋酸锂,醋酸钙,醋酸锌。

试剂分解法中醇解应用最为广泛,将废旧塑料进行清洁干燥等预处理,破碎后送入反应器中。分解后可获得多元醇类产品。水解反应也是一种较为方便的回收手段,使缩合反应的逆反应,所以水解的对象也多位缩聚物。由于这些分子中具有羟基形成的众多氢键,分子间作用力强,故可作为塑料材料,但也由于它的基团具有亲水性或易水解性,其最终产物为葡萄糖。

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