废旧塑料的再生与改性

PAGE研究生课程考试答题纸 考试课程：循环经济与可持续发展题号分数任课教师签名题号分数任课教师签名一二三四五六七八九十总分 研究生学号： 研究生姓名： 学生类别：博士硕士√工程硕士进修生 考试时间：PAGE1废旧塑料的再生与改性摘要：本文主要介绍了塑料的定义、分类和对废旧塑料的主要处理方法，包括焚烧、填埋和再生造粒等，其中着重地介绍了废旧塑料的再生与改性利用方法。分为直接再生和改性再生利用，分别介绍了它们的定义、类别，并用工艺实例作为铺垫。本文的主要目的是想唤醒人们对废旧塑料的再生与改性利用方法的认识，使其能够成为今后主要的发展方向。关键词：塑料；再生；改性RecyclingandmodifingofwasteplasticsAbstract:thispapermostlyintroducesdefinition,classificationandtreatmentmethodsofwasteplastics.Includingincineration,landfillandrecyclinggranulation,whichfocusesonthedescriptionoftherecyclingandtheuseofmodifiedmethodsofwasteplastics.Itisdividedintothedirectrecyclingandmodifiedrecycling.respectively,Ipresentedtheirdefinitions,categories,andusetechnologyasaninstanceofforeshadowing.Themainpurposeofthispaperistoawakenpeopletounderstandthewasteplasticsrecyclingandtheuseofmodifiedmethods,toenablethemtobecomethemaindirectionofdevelopment.Keywords:plastics;recycling;modifing科学发展观、循环经济日渐成为我们的理念和指南，作为广阔资源的高分子材料（特别是废旧塑料）可以不同形式、在不同领域多次或无限地循环利用下去，这一点不仅有充分的理论依据，也有大量可行性的工业实践。随着工业经济的发展和人民物质生活水平的不断提高，塑料制品在人们工作生活中占据日益重要的地位。从家居用品、家电、电子通讯等产品到汽车、建筑材料等，塑料制品在生活的每一个角落都随处可见。不可否认，塑料给人们带来了极大的方便和实惠，但同时，废弃塑料也不断增多，污染问题随之而来，并衍生出一个专有词汇：白色污染。另一方面，从原料来源来看，石油和天然气作为不可再生的资源，储量及产量会日益减少，塑料的成本和价格必然将上升。因此，废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施，必将会受到重视。据了解，欧洲再生塑料平均回收率在45％以上，德国塑料回收率达60％，而我国的回收利用率只有25％[1]。这就是说我国每年大约有1400万吨废旧塑料没有得到回收利用，直接资源浪费高达280亿元[1]。因此，加强对废旧塑料的处理不但有利于保护良好的生态环境，而且对我国经济、社会持续健康发展具有重要现实意义。综上所述，回收和综合开发利用废旧塑料的工作已刻不容缓，一些工业发达国家对此尤为重视，已把它作为防止环境污染和开发再生资源的两大规划目标，而我国在这方面虽然起步晚，但经过不懈的努力也得到的长足的发展。1塑料的定义和分类1.1塑料的定义高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，其中塑料是我要介绍的内容。塑料一般指以天然或合成的高分子化合物为基本成分,可在一定条件下塑化成型,而产品最终形状能保持不变的固体材料。也指树脂与配合剂的复合体或制品。如PVC树脂与其它助剂混合制成PVC塑料制品，在PVC塑料制品中含有PVC树脂成分，这种树脂组分也称基质或基体。1.2塑料的分类品力学性能下降较大，不宜制作高档次制品。为了改善废旧塑料再生料的基本力学性能，满足专用制品的质量要求，可以采用各种改性方法对废旧塑料进行改性以达到或超过原塑料制品的性能。对废旧塑料的改性再利用是很有发展前景的途径，将会越来越受到人们的重视。4废旧塑料的改性再生利用4.1改性再生利用的定义改性再生是采用活化的无机填料进行填充改性、用弹性体对废旧热塑性塑料进行增韧改性、用纤维进行增强改性、用不同树脂制备高分子合金等得改性方法。4.2改性再生利用改性的方法对废旧塑料的改性方法可以分为两种：物理改性法和化学改性法。4.2.1物理改性物理改性是采用混炼工艺制备多元组分的共混物和复合材料。其中，以共混增容改性回收技术最为成熟。共混增容改性回收技术主要是将废旧塑料与其他塑料或物质共混,来提高废旧塑料的力学性能,制成有用的制品。例如在废旧PP中掺入质量分数为10%~25%的HDPE,其改性后的共混物的冲击强度比PP提高了8倍,且加工流动性增加,可适用于大型容器的注塑成型。[3]4.2.2化学改性化学改性是采用交联改性、接枝共聚改性或氯化改性的改性方法。用化学改性的方法把废旧塑料转化成高附加值的其它有用的材料,是当前废旧塑料回收技术研究的热门领域。化学改性的具体改性方法有：回收聚乙烯的交联改性、回收聚乙烯的氯化改性、无规聚丙烯的氯化改性、回收聚氯乙烯的氯化改性、回收聚丙烯的接枝共聚改性等。国外,在聚烯烃类废塑料(如PE,PP)降解回收烯类单体的研究方面取得较大进展,研制出一套自动降解回收装置,单体回收率比其它降解回收方法高16%[4]。国内,等把废旧PS化学改性成PS离聚体,制成用水乳化的改性PS水基微乳液,并把它调配成建筑外墙用水基料,产品价格低廉,质量好,具有较高的附加值。这些都是化学改性在实际应用的体现。4.3改性再生利用的应用实例本节主要从物理改性和化学改性出发，利用两个实例来说明其在我们日常生活中的应用，让我们更加了解它的方法、工艺和制备过程。4.3.1活化无机粒子的填充改性对于无机粒子填充改性，首先应充分了解各种填充材料的物理化学性能，了解并掌握填料与塑料的复合原理、影响复合效果的各种因素，以便增强界面作用。常用塑料填料的基本力学性能见表4—1[10]。表1常用填料的基本性能Table1Basicpropertiesofcommonlyusedfillers种类相对密度PH值莫氏硬度熔点/℃颗粒形状粒径/ｕｍ比表面积/()CaCO3(轻质)2.717~92.51339柱<021800CaCO3(重质)2.7~2.97~93.01339块<109000硅灰石2.994.51540针、粒6~2514000滑石粉2.7~2.87~91~2—片560000云母2.7~3.172~31420片—28000高岭土2.65~82~2.51785块0.9~359500由上表可见，不同产地填料的成分比例有一定差距，其性能也不尽相同，即使同品种填料因制取工艺不同，其结构与性能也有一定差异。用不经活化处理的填料填充塑料对力学性能有一定的不利影响，而经偶联剂活化处理的填料比未处理的填充共混物的性能有较大提高，甚至还高于原树脂的的性能，由此可见无机填料表面改性的效果。表4—2给出了活化填料对聚酯的改性作用[10]。表2活化填料对聚酯的改性作用Table2activationfillingtheroleofmodifiedpolyester填料种类填料质量分数/%黏度/Pa*s弯曲强度/MPa未处理已处理未经水煮经8h水煮未处理已处理未处理已处理滑石粉100583060.771.030.349.6云母401042819.344.817.924.1二氧化硅120521471.0122.059.3100.6硅酸钙150905471.7107.653.186.2由表2可以看出，活化后的填料皆比未活化的显著地提高了材料的黏度和弯曲强度。4.3.2回收聚乙烯的交联改性对高密度聚乙烯或低密度聚乙烯树脂进行交联，称之为交联聚乙烯。回收聚乙烯再生料也可仿照树脂的交联改性，交联后可提高聚乙烯的拉伸强度、模量、耐热性能、耐环境与耐候性、尺寸稳定性、耐磨性和耐溶剂性等性能。聚乙烯经过充分交联后，其大分子链之间已形成三维网状结构而成为热固性塑料，其力学性能改善相当显著。如表4—3所示PE膜辐照交联后的性能[15]。这类交联聚乙烯的加工成型有两种方法：一种是在聚乙烯软化点上使之充分塑化并混入交联剂，且在该类交联剂分解温度之下进行造粒，在模压工艺中使交联反应成型进一步完成；另一种方法是在交联剂分解温度以下制成坯型，然后加热到产生交联反应的温度之上完成固化，这就是所谓的两步法成型。交联改性聚乙烯可通过化学交联和辐射交联制得。表3PE膜辐照交联后的性能Table3PEfilmafterirradiationcrosslinkingperformance性能交联PELDPEHDPE拉伸强度/MPa50~10010~2020~70断裂伸长率/%60~9050~6005~400热封口温度/℃150~250125~175140~1755结语当前，废旧塑料造成的白色污染现象越来越受到人们的重视在人们致力于解决白色污染的同时，更应重视废旧塑料的综合利用技术的研究，根据“减量化、无害化、资源化”的原则，回收资源，变废为宝，达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。参考文献：[1]. 曹玉亭与张锦赓,废旧塑料的再生利用.当代化工,2011(02).[2]. 典平鸽与杜玲枝,废旧塑料的综合利用.浙江化工,2006(03).[3]. 徐静等,废旧塑料的综合利用.再生资源研究,2004(01).[4]. 薛娜与孙可伟,废旧塑料综合利用技术的应用.再生资源研究,2005(05).[5]. 汪海,杨松伟与陈庆华,简析废旧塑料回收现状.中国资源综合利用,2009(07).[6]. 丁明洁等,我国废旧塑料回收利用的现状及前景分析.中国资源综合利用,2004(06).[7]. 董芃等,在流化床中热解废旧塑料的实验研究.哈尔滨工业大学学报,2006(10).[8]. 廖红,循环经济理论:对可持续发展的环境管理的新思考.中国发展,2002(02).[9]. 高涛,章煜君与潘立,我国废旧塑料回收领域的现状与发展综述.机电工程,2009(06).[10].陈占勋,废旧高分子材料资源及综合利用.北京：化学工业出版社,2006.[11].张智勇等,废旧塑料在沥青路面中的应用.国外建材科技,2008(03).[12].周在泉与刘本志,废旧高分子改性混凝土的研究进展.中国建材科技,2008(06).[13].薛允连,废塑料的再生利用.合成材料老化与应用,2001(01).[14].相益信,冯绍华与李伟,异氰酸酯对蜜胺泡沫塑料的改性研究.现代塑料加工应用,2011(01).[15].刘静与黄颖为,PP和PE对废旧聚丙烯塑料的改性研究.西安理工大学学报,2011(02).[16].周理水,PET塑料的改性及应用.塑料,2000(05).[17].Lazarevic,D.,etal.,PlasticwastemanagementinthecontextofaEuropeanrecyclingsociety:Comparingresultsanduncertaintiesinalifecycleperspective.Resources,ConservationandRecycling,2010.55(2):p.246-259.[18].Dodbiba,G.,etal.,Therecyclingofplast