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1、安徽理工大学聚合物的回收利用课件废旧高分子材料的预处理详解演示文稿1页，共55页，星期一。优选安徽理工大学聚合物的回收利用课件废旧高分子材料的预处理2页，共55页，星期一。一、废旧高分子材料的收集一、废旧高分子材料的收集1.1.工厂废料工厂废料工厂的废料可直接从工厂里收集，得到的废料大多比较干净，工厂的废料可直接从工厂里收集，得到的废料大多比较干净，而且组成单一，不会被其它物质污染，一般易于进行再循环。有而且组成单一，不会被其它物质污染，一般易于进行再循环。有时干净的废料常常由工厂自已进行循环利用。时干净的废料常常由工厂自已进行循环利用。3页，共55页，星期一。2.2.生活废料、商业废料生活废
2、料、商业废料 废物收集工作是一项辛苦的工作，随着生活水平的提废物收集工作是一项辛苦的工作，随着生活水平的提高和可供选择高和可供选择工工作机会的增多，激发收集人员提高工作效率作机会的增多，激发收集人员提高工作效率是有是有一一定难度的，况且收集工作的安全性也是不高的。因此定难度的，况且收集工作的安全性也是不高的。因此，收集费用的节约和工作效率的提高，将主要依靠新的收集装备和技收集费用的节约和工作效率的提高，将主要依靠新的收集装备和技术。术。在现代社会中，考虑到卫生问题和可能发生的意外事故，在现代社会中，考虑到卫生问题和可能发生的意外事故，人工拣选废品的工作并不受到支持。但是由于种种原因人工拣选废品
3、的工作并不受到支持。但是由于种种原因( (主主要是经济上的原因要是经济上的原因) )，从事捡拾废品职业的入依然存在，他，从事捡拾废品职业的入依然存在，他们大都在家住区、废物收集地点、资源回收场所活动，对们大都在家住区、废物收集地点、资源回收场所活动，对废物进行有目的的筛选、挑拣，因此是分离收集的重要力废物进行有目的的筛选、挑拣，因此是分离收集的重要力量。量。4页，共55页，星期一。废料的规模化收集有废料的规模化收集有几几种途径。首先从废品收购站收集，这是种途径。首先从废品收购站收集，这是主要的收集渠道之一。在我国废物收集的重要途径是废物收购站。主要的收集渠道之一。在我国废物收集的重要途径是废物
4、收购站。中中国国人民有勤俭节约的光荣传统，全国各地均人民有勤俭节约的光荣传统，全国各地均设设有废物收购有废物收购点，通过这些收购点的收集点，通过这些收购点的收集工工作，可得到分离后的废物。其次可作，可得到分离后的废物。其次可用专门的垃圾箱进用专门的垃圾箱进行收集，这需要用户的密切配合，然后由环保系统统一收集。由行收集，这需要用户的密切配合，然后由环保系统统一收集。由此途径收集的高分子材料，因没有标识或标志不易识别，故往往此途径收集的高分子材料，因没有标识或标志不易识别，故往往是几种高分子材料的混合物，如是几种高分子材料的混合物，如PEPE中常混有中常混有PPPP、PVCPVC、PETPET等材
5、料。等材料。这些材料在进行有效的循环利用前需进行预处理，如分离、这些材料在进行有效的循环利用前需进行预处理，如分离、清洗等过程。清洗等过程。5页，共55页，星期一。二、高分子材料的分离及其设备二、高分子材料的分离及其设备要对高分子废旧材料进行有效的利用，最好把材料进行分离，要对高分子废旧材料进行有效的利用，最好把材料进行分离，实行单一材料的循环利用。主要原因是：实行单一材料的循环利用。主要原因是：(1)(1)多种聚合物的相容多种聚合物的相容性不能很好地解决；性不能很好地解决；(2)(2)混杂聚合物的性能不能满足如制膜、制混杂聚合物的性能不能满足如制膜、制纤、发泡等的要求。因此废弃物的分离显得重
6、要。对于多种塑料纤、发泡等的要求。因此废弃物的分离显得重要。对于多种塑料混合物、尤其是家用废物料的分离是比较困难的，但幸运的是通混合物、尤其是家用废物料的分离是比较困难的，但幸运的是通用高分子材料主要只有几种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯用高分子材料主要只有几种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及乙烯及PETPET。这样给分离带来了极大方便。这样给分离带来了极大方便。 6页，共55页，星期一。一般废旧物品要进入材料恢复厂进行分选，把玻璃一般废旧物品要进入材料恢复厂进行分选，把玻璃物品、填料物品、金属制品等分离开来，过程如图。物品、填料物品、金属制品等分离开来，过程如图。7页，共55页，星期
7、一。1.1.手工分离手工分离手手工分离是最简单的、历史最悠久的方法工分离是最简单的、历史最悠久的方法，可以说自从可以说自从人人类进入文明社会以来，捡拾破烂者就是社会的类进入文明社会以来，捡拾破烂者就是社会的一一个组成部分。个组成部分。对高分子材料正确分离的前提是操作者能识别高分子材料，主对高分子材料正确分离的前提是操作者能识别高分子材料，主要的判断依据有二条。要的判断依据有二条。(1)(1)根据塑料制品根据塑料制品的的标识进行分类。一般制造厂在标识进行分类。一般制造厂在塑料塑料或或高分子材料制品出厂前均印上标识，尤其在先进国家标识高分子材料制品出厂前均印上标识，尤其在先进国家标识更为常见，操作
8、者根据标识可将高分子材料分离开来更为常见，操作者根据标识可将高分子材料分离开来。8页，共55页，星期一。(2)(2)凭经验。凭经验。已已知物品由什么材料制造，按物品来进行分类，知物品由什么材料制造，按物品来进行分类，如饮料瓶大多用如饮料瓶大多用PETPET制造。以上两种手段都有一定的局限性；对于无制造。以上两种手段都有一定的局限性；对于无标识的高分子材料，标识的高分子材料，一一般很难识别分般很难识别分开；而根据物品依经验进开；而根据物品依经验进行分类有时也会出差错，因为各厂家会用不同的材料制造行分类有时也会出差错，因为各厂家会用不同的材料制造相同的产品。相同的产品。9页，共55页，星期一。2.
9、2.密度分离密度分离对于混杂高分子材料，一般要进行粉碎后再进行分离。将对于混杂高分子材料，一般要进行粉碎后再进行分离。将聚合物置于某些液体中，根据密度不同将其分离，习惯上称为聚合物置于某些液体中，根据密度不同将其分离，习惯上称为比重法。但比重法受物料形状和大小的影响，且塑料表面不易比重法。但比重法受物料形状和大小的影响，且塑料表面不易为水所润湿，会带着气泡而浮于水表面。因此有时用表面活性为水所润湿，会带着气泡而浮于水表面。因此有时用表面活性剂做预处理，使塑料充分润湿。另一方面，亦可利用塑料粒子剂做预处理，使塑料充分润湿。另一方面，亦可利用塑料粒子对液体的对液体的“润湿润湿”差别来加以分离。比重
10、法可适用于密度相差差别来加以分离。比重法可适用于密度相差较大的废材料，如铝箔塑料和不同塑料的分离。但此法易受废较大的废材料，如铝箔塑料和不同塑料的分离。但此法易受废弃物粒径、形状、表面污浊程度、表面改性和相互凝聚等因素弃物粒径、形状、表面污浊程度、表面改性和相互凝聚等因素的影响。的影响。10页，共55页，星期一。3.3.漂浮分离漂浮分离 漂浮分离是利用塑料表面的化学性质不同，有选择地加漂浮分离是利用塑料表面的化学性质不同，有选择地加以处理使其具有疏水性或亲水性，然后进行分离。漂浮分离以处理使其具有疏水性或亲水性，然后进行分离。漂浮分离法需用表面活性剂，适用于密度相差小的塑料，利用用表面法需用表
11、面活性剂，适用于密度相差小的塑料，利用用表面活性剂对塑料浸润性不一样的特点。如左图所示，木质素磺活性剂对塑料浸润性不一样的特点。如左图所示，木质素磺酸钠与丹宁酸的等量混合物对酸钠与丹宁酸的等量混合物对PPPP浸润性差，而对浸润性差，而对PVCPVC较好。漂较好。漂浮分离过程的如右图所示。浮分离过程的如右图所示。11页，共55页，星期一。4.4.静电分离静电分离高分子材料在静电感应后会具有不同的带电特性，根高分子材料在静电感应后会具有不同的带电特性，根据物质不同的导电性、热电效应及带电特性可将废旧高分据物质不同的导电性、热电效应及带电特性可将废旧高分子材料分开。具体地说，将粉碎的废旧高分子材料加
12、上高子材料分开。具体地说，将粉碎的废旧高分子材料加上高压电使之带电，再利用电极对高分子材料的静电感应产生压电使之带电，再利用电极对高分子材料的静电感应产生的吸附力进行筛选。这种处理要求高分子材料干燥，温度的吸附力进行筛选。这种处理要求高分子材料干燥，温度控制较严，故成本较高。静电分离的原理如图所示。控制较严，故成本较高。静电分离的原理如图所示。12页，共55页，星期一。这种方法可成功用于这种方法可成功用于PVCPVC包覆的废弃铜线中铜和包覆的废弃铜线中铜和PVCPVC的分离，的分离，也用城铝箔和聚苯乙烯、也用城铝箔和聚苯乙烯、PVCPVC和和PSPS、橡胶与纤维纸、合成革与、橡胶与纤维纸、合成
13、革与胶卷等的分离。温度、粒径和重量对分离效果会有影响。胶卷等的分离。温度、粒径和重量对分离效果会有影响。 除了用电场进行分离外，还可用磁场。有一种方法是把除了用电场进行分离外，还可用磁场。有一种方法是把比重法和磁场结合起来，具体是利用直径比重法和磁场结合起来，具体是利用直径10nm10nm左右的磁铁矿等左右的磁铁矿等强磁性粉状物，用表面活性剂处理制成胶状颗粒，然后在水和煤油强磁性粉状物，用表面活性剂处理制成胶状颗粒，然后在水和煤油等介质是成稳定分散的磁性流体，将这些流体加入到能变换磁场强等介质是成稳定分散的磁性流体，将这些流体加入到能变换磁场强度的槽中，受磁力的作用会使介质的浮力发生变化，从而
14、将混合的度的槽中，受磁力的作用会使介质的浮力发生变化，从而将混合的废旧高分子材料按密度不向加以分离。废旧高分子材料按密度不向加以分离。13页，共55页，星期一。5.5.流体分离流体分离 风力分离法是流体分离法的一种，此法原理是在筛选室风力分离法是流体分离法的一种，此法原理是在筛选室将粉碎好的塑料从上方投入、从横向或纵向喷入空气，利用将粉碎好的塑料从上方投入、从横向或纵向喷入空气，利用塑料的自重塑料的自重( (密度密度) )差异及对空气阻力不同进行分离，如图所差异及对空气阻力不同进行分离，如图所示。除密度外，颗粒的大小和形状会影响分离效果。示。除密度外，颗粒的大小和形状会影响分离效果。14页，共
15、55页，星期一。此法适用于密度相差较大的高分子材料的分离，如金属与此法适用于密度相差较大的高分子材料的分离，如金属与高分子材料的分离、塑料与泡沫的分离等；对密度差小的物质高分子材料的分离、塑料与泡沫的分离等；对密度差小的物质或材料的分离效果较差，尤其同一种塑料品种会因添加剂的剂或材料的分离效果较差，尤其同一种塑料品种会因添加剂的剂量不同等原因导致密度不同，结果分离也往往会有困难。量不同等原因导致密度不同，结果分离也往往会有困难。15页，共55页，星期一。除了通过风力来分离，也可利用液除了通过风力来分离，也可利用液体介质如水等进行分离。根据高分于材体介质如水等进行分离。根据高分于材料对水的亲和性
16、的不同及其密度差别，料对水的亲和性的不同及其密度差别，通过水流等机械力作用将高分子材料在通过水流等机械力作用将高分子材料在水中分散成旋流，密度大的在下，密度水中分散成旋流，密度大的在下，密度小的在上方，从而加以分离。除亲水性、小的在上方，从而加以分离。除亲水性、密度差异外，形状大小也会影响分离效密度差异外，形状大小也会影响分离效果。此法适合于分离多种高分子材料的果。此法适合于分离多种高分子材料的复合物、多种高分子混合物，巳获得实复合物、多种高分子混合物，巳获得实际应用，其设备如图所示。际应用，其设备如图所示。16页，共55页，星期一。6.6.冷热分离冷热分离(1) (1) 冷分离法冷分离法各种高分子材料具有不同的玻璃化温度。利用高分子各种高分子材料具有不同的玻璃化温度。利用高分子材料不同的脆化温度，将废旧高分子材料混合物分阶段逐材料不同的脆化温度，将废旧高分子材料混合物分阶段逐级冷却，如第一级冷到级冷却，如第一级冷到-40-40，第二级冷到，第二级冷到8080，第三级，第三级级冷到一级冷到一120120。具体过程是利用液化气体（如液氮）气化时吸热。具体过程是利用液化气体（如液氮）气化时
