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1、1,第六章 废弃塑料直接再生技术,高分子学院 塑料工程教研室,2,什么是废旧塑料的直接再生利用？,是指不经过任何改性，将废旧塑料经过简单的处理后直接进行成型加工的利用方式。 这种方法的工艺比较简单，表现为直接处理和成型。 通常有三种类型：,3,第一种是不必分拣等处理，直接破碎后塑化成型。 主要原料是：一，回收树脂生产厂和塑料制品厂生产过程中产生的边角废料；二，虽经使用，但无污染，也未混入杂质的塑料制品。 这部分废料的特点是：比较干净、成分单一。 采用比较简单的工艺和设备即可生产得到性能优良的再生塑料制品，其性能与新材料相差不大，基本可以作为新材料使用。,4,第二种是将回收的废旧塑料经过简单的处
2、理，如分选、清洗、破碎、塑化等，直接加工成型，或者通过造粒后加工成型的再生方法。 回收对象：包装废弃物，例如各种形状的包装容器、薄膜等。 再生制品的特点：成本低廉，工艺简单，由于未采取改性技术，所以并不能提高再生制品的基本力学性能。 再生制品应用领域：农业、建筑业和日用品等。例如PVC废旧硬质管、板材等经清洗、破碎、造粒后可直接寄出相应的型材，用于建筑物中的电线套管、装潢材料等。,5,第三种是要经过特别的预处理，然后直接再生利用。 例如，电缆护套的剥离往往需要特种处理方法，如远红外灯装置，可以从内部加热，比过去使用的电炉法耗电量少，且所制塑料的再生制品质量也得到保证。,6,改性利用是发展的方向
3、！,为提高再生料的力学性能，需对其进行各种改性。 活化无机粒子填充改性、 弹性体增韧改性、 短纤维的改性、 与另外一种树脂并用的合金化改性等共混改性。,7,第一节 废旧聚乙烯制品的直接利用,在废旧聚乙烯制品中，属大宗品种的是农膜。 除通用膜外，还有一些专用农膜，如除草膜、无滴膜、可光微生物降解地膜等品种。 农膜所采用的树脂基本是PE，一般是LDPE/HDPE、LDPE/LLDPE并用，或单一的LLDPE或HDPE等。,8,9,10,11,12,13,1.功能性聚氯乙烯薄膜,（1）PVC长寿无滴膜,14,（2） PVC长寿无滴防尘膜,15,2 功能性 PE膜,（1） PE长寿无滴膜：,工艺,在成
4、膜工艺中加入防老化、防雾滴助剂,功能,寿命12-18个月，流滴持效期150天以上，透光率提高10%-12%,应用,冬季、早春温室园艺植物生产,16,（2）PE多功能复合膜,各种助剂应相对集中在哪一层，为什么？,17,防老化剂相对集中在外层，防老化延长寿命,18,3调光薄膜,（1） 漫反射膜,19,（2） 转光膜,特点,工艺,在各种功能性PE膜中添加荧光化合物和介质助剂而成,1 具有光转换特性 将吸收的紫外光转换成兰紫光或橙红光 ,提高光合作用,2 透光率高 比同质功能性PE膜高8%左右,4 减少温差 覆盖转光膜棚室温度特点：阴天或晴天的早晚气温高于同质PE膜；晴天中午低于同质PE膜,3 保温性
5、好 在寒冷121月，最低气温可提高2 4,作物产量、品质提高,效果,20,（3）紫光膜和蓝光膜,21,4 乙烯-醋酸乙烯（EVA) 多功能复合膜,（1） 生产工艺和特性,以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)树脂为主体的三层复合多功能性薄膜。厚度0.10-0.12mm,22,的导入，使具有如下独特性能,23,废旧聚乙烯直接再生利用的例子,24,废旧聚乙烯直接再生利用的例子,例1 废旧LDPE制品再生粒料 工艺路线： 原料来源：LDPE一般有包装膜、农膜等。 粉碎 干燥 挤出造粒 包装,25,废旧聚乙烯直接再生利用的例子,例2 废旧HDPE制品再生粒料 工艺路线： 原料来源：HDPE主要来源于管子、油
6、桶、瓶子等。 挑选 粉碎清洗 干燥 挤出造粒 包装,26,废旧聚乙烯再生粒料的利用方式,A. 开炼法塑化与模压成型 工艺路线：,洗净与干燥的废膜或粒料,计量,塑化,热熔坯,在模具中压制,整理,制品,27,A. 开炼法塑化与模压成型 主要设备：双辊塑炼机、平板液压机、模具。 开炼压制成型的优点：农膜勿需破碎，投资少，见效快，产品多样化。 开炼压制成型的缺点：劳动强度较大。,废旧聚乙烯再生粒料的利用方式,28,29,举例：,用回收的PE膜制备聚乙烯盆 工艺流程： 回收PE膜（洗净、干燥） 配合 开炼 模压 带压冷却定型 修边 操作步骤： 洗净的PE膜，配合中加入适量防老剂、色料、活化的填充剂等。开
7、炼机温度145-150，混匀，取下熔混体，趁热加入模具内，置于液压机模具间加压、定型。,30,31,B. 吹塑中空成型 工艺路线：,破碎料或再生粒料,挤出塑化,放入模具,通压缩空气吹胀,定型后启模,熔融型坯,修整,制品,废旧聚乙烯再生粒料的利用方式,32,B. 吹塑中空成型 主要设备：挤出机、中空成型机、模具、空气压缩机。 该工艺优点是：可生产较大制件，生产的机械化程度高，生产能力大。可生产再生塑料桶和各类中空容器。 工艺：螺杆转速不宜太低，以防止熔融料坯垂断。 螺杆各段温度应高于压制工艺中的各段温度，已得到适 中粘度的料坯熔体。,33,举例：,用回收PE料生产塑料桶 配方： 回收聚乙烯 10
8、0 白油（或二辛酯） 0.2-0.6 防老剂（1010） 0.1 颜料 适量,34,举例：,用回收PE料生产塑料桶 工艺流程： 回收PE再生料 配合 挤出型坯 趁热加入模具 闭模 充气吹胀 保压下冷却定型 放气 脱模 修边成成品。 工艺条件： 挤出机各段温度控制：加料段160-170，塑化段19010，机头170-180，模具温度50.,35,挤出吹塑原理,挤出吹塑视频:,36,挤出吹塑工艺过程-连续和间歇型坯,（1）连续挤出吹塑 型坯连续不断。 适用于中小型制品,b.转换出料式,c.转盘式,a.往复式,37,挤出吹塑工艺过程-连续和间歇型坯,（2） 间歇挤出吹塑 设备是以往复螺杆装置、活塞储
9、料缸装置和储料缸口模装置三种形式为基础构成的。,这种方法可以生产大型中空制品，制品质量从几千克到上百千克，所用塑料对热是稳定的。,38,例3 建筑用电线护套管 回收的HDPE经造粒，可以采用挤出工艺生产建筑用电线电缆护管。 该电线护管对性能要求不苛刻，只要求弯曲管材时不折裂、不塌瘪。 建筑用此类穿线管数量大，且在墙体中使用，不考虑耐老化问题。,39,例4 聚乙烯再生料生产鞋楦,40,例4 聚乙烯再生料生产鞋楦 原料： LDPE、HDPE、乙烯和丙烯共聚物、乙烯和丁烯的共聚物等。 工艺： 将回收的废聚乙烯清洗、晾干处理，有条件的可用造粒机造粒，无条件的应粉碎或裁碎； 加入注射机料斗中，注入模具，
10、注满后放入20-50的水中冷却定型2h。 冷却后脱模得到鞋楦毛坯，再加工成鞋楦。,41,例5 用回收HDPE料生产周转箱,42,例5 用回收HDPE料生产周转箱 配方： 废高密度聚乙烯（HDPE） 100 高密度聚乙烯（HDPE）（可不用） 5-8 润滑剂（硬脂酸） 0.8 石蜡 0.5 防老剂 0.2 活性碳酸钙 3-7,43,例5 用回收HDPE料生产周转箱 工艺流程： 回收HDPE料 配料 捏合 挤出造粒 注射成型 产品 工艺条件： 料筒温度为：180-230，喷嘴温度为170-190，注射压力为60-150MPa，模具温度为50-70。,44,例6 回收废旧LDPE生产蔬菜包装袋 生产
11、设备：挤出机 生产工艺：平挤平吹法 将聚乙烯树脂加入挤出机的料斗中，通过螺杆塑化，由机头口模挤出水平管坯后，吹胀，风冷，进入夹板和牵引辊，最后卷曲后加工。 此类产品也可以采用上吹法，但一般生产折径小的薄膜多采用平吹法。,45,所谓的平吹法，即膜管与机头中心在同一水平面上的吹塑过程，此设备结构简单 ，安装操作方便，无需高大的厂房，但机器占地面积大。,46,吹塑薄膜的挤出成型,47,48,吹塑薄膜的挤出成型,49,吹塑薄膜的挤出成型,平挤上吹、平挤平吹和平挤下吹法。 工艺过程：挤出膜管-吹膜- 冷却-牵引-卷取,50,吹塑薄膜的挤出成型,51,吹塑薄膜的挤出成型,52,吹膜主要设备： 挤出机：单螺
12、杆，F45150 mm，管膜直径约为100300 mm。 机头和口模：常见为芯棒式直角机头，其它有螺旋式、莲花瓣式、中心进料式等机头 冷却装置：常见为外冷法（普通风环、负压风环、水冷及内冷法（空气冷、水冷） 人字板：一般用木材或铝材制作，夹角为50。 牵引装置：由一对牵引辊组成。 卷取装置：一般采用表面卷取法。,53,操作注意事项： （1）加热 机头与挤出机机筒通过加热器加热到所需温度，保温一段时间。 （2）加料 在保温后，开动挤出机，加入再生粒料。起初低速运行，当熔融体被吹胀成管膜后在逐步提高螺杆转速。 （3）提料 将最初挤出的管膜并将其上提，同时通入少量空气，以防互相粘结。 （4）喂料 将
13、提起的管膜通过人字板班，喂入夹辊，压成平膜，再有导辊送入卷取设置。,54,操作注意事项： （5）充气 当管膜喂辊以后，即可将空气冲入管膜进行吹胀，已达到要求的幅宽，并在管膜中保持恒定的压力。 （6）调整 管膜的薄厚公差可通过调整膜唇间隙、冷却风环风量以及牵引速度来进行调控。,55,例7 用LDPE再生粒料生产塑料管材 生产流程：原料准备-挤出管坯-冷却定径-冷却-牵引-卷曲-检验-包装入库 生产设备： 机头是挤管的关键部件，对于再生原料生产管材来说更为重要，一般生产新材料管材的机头均难以生产再生料管材，其主要原因是再生料的性能与新料的性能大不一样。 只有正确设计机头，才能保证产品达到一定要求。
14、,56,例8 废旧PE塑料薄膜用作道路沥青的改性剂 聚乙烯与沥青的相容原理： 根据高分子化学上的相容性原理，若两种不同的有机物质能够较好的相容，需要满足两个条件：分子结构相似；熔融温度具有相容的温区。,57,例8 废旧PE塑料薄膜用作道路沥青的改性剂 聚乙烯与沥青都是碳氢化合物，以烯烃类分子结合或聚合而成，两者在结构上具有相似性。 沥青的熔融温度为60-200，聚乙烯的熔融温度为105-220，两者有共同的熔融温度区。 在120-160的温度下，通过机械设备的强制搅拌，是聚乙烯大分子链在沥青溶液中展开并均匀散布，两者能够很好的混合相容。,58,例8 废旧PE塑料薄膜用作道路沥青的改性剂 改性原
15、理： 高分子聚合物的物理性能有三态来反映出来。 、 、 。 是无定型塑料使用的上限温度， 是结晶聚合物使用的上限温度。,59,例8 废旧PE塑料薄膜用作道路沥青的改性剂 改性原理： 实际上，塑料的使用温度处在玻璃化温度或熔点以下的一段距离，在这个温度区域范围，塑料呈现出富有弹性、坚韧性和抗冲击性的特点。 该温度区域大大超过了我国气候条件下沥青路面的工作温度区间。,60,例8 废旧PE塑料薄膜用作道路沥青的改性剂 改性原理： 沥青在改性的过程中，混容时聚乙烯相互缠结的大分子链结构由于低分子链沥青的掺入而产生溶胀、拉开和伸展等现象，形成“网状”结构存在于沥青熔体中。 当沥青在4070工作时，聚乙烯
16、的“网状”结构提高了改性沥青的粘度，并使热稳定性显著提高。 当沥青在-50-70工作时，改性沥青借助聚乙烯的高弹性使易脆化的沥青增加了塑料的韧性，提高强度。,61,例8 废旧PE塑料薄膜用作道路沥青的改性剂 废旧聚乙烯塑料改性沥青的制备： 在沥青油池中安装强制搅拌设备。每池沥青质量为1500kg，掺入塑料的质量为75-120kg。 将已脱水的沥青按计量加入油池中加热，当沥青加热到120时，开始分批投入塑料薄膜碎块或颗粒，每次15-20kg为宜，沥青继续加热，强制搅拌与人工搅拌相结合，等到每批塑料全部融化后，再投入下批薄膜，直到投放完毕。 沥青的加热温度控制在160以内。 制备一池改性沥青用时约50min。,62,第二节 聚丙烯废旧
