在塑料回收中,利用有利於環境保護和節約資源。熱塑性塑料廢料是寶貴的可再生資源。它們可以回收再造粒,或者改性後再造粒,可以再次用於生產塑料制品。
壹、廢塑料的特性
根據產生的場合,廢塑料可分為三種類型:
壹類是生產過程中產生的邊角廢料,比較幹凈,汙染少,含有雜質,如薄膜生產中的不合格薄膜和切邊,PP扁絲生產中的廢絲,管材和型材生產中的引入件或不合格品,註塑生產中的未填充件等。
壹類是材料體系單壹的廢舊塑料廢棄物,如拆解的管道、門窗、嚴格按照樹脂種類分類的包裝材料或其他廢舊塑料制品;
還有壹類是難以區分或者根本無法分離的混合廢塑料,如多層擠出復合膜、帶塗層的塑料制品、塑料與其他材料的復合制品等。
不同種類的廢塑料有不同的特性。就雜質含量而言,工廠生產中的邊角料雜質含量在0.1%以下,堆放壹定時間的邊角料和其他使用過的產品雜質含量在0.1% ~ 0.5%,鋁、布、紙混合的復合廢塑料雜質含量往往大於10%。對於使用過的廢塑料,根據使用條件的不同,會包括紫外線輻射、熱和氧老化的影響、汙染物的影響。對於不同形狀的廢塑料,粉碎後物料的堆積密度差異較大,薄膜、片材、扁線等粉碎物料的堆積密度相對較小,這是塑料回收造粒的餵料過程中必須考慮的因素。
二、廢塑料的預處理
主要來自廢包裝材料的廢塑料,如包裝袋、購物袋、瓶、罐、盒和廢農膜等,在造粒前應進行預處理。預處理過程主要包括分選、清洗、粉碎和幹燥。分類的工作是根據原料的種類和產品的形狀對各種廢塑料產品進行分類。根據原材料的類型進行分類需要識別塑料品種的熟練知識。分類的目的是為了避免不同類型的聚合物混合在壹起而導致的回收材料的不相容性以及它們的不良性能。按形狀對產品進行分類的目的是為了便於廢舊塑料粉碎過程的順利進行,因為用於薄膜、扁絲及其織物的粉碎設備往往無法替代壹些厚壁、硬質產品的粉碎設備。
對於造粒前的清洗和粉碎,有以下三個過程。
1.粉碎過程前的清潔
汙染不嚴重、結構不復雜的大型廢塑料制品,應先清洗後破碎,如汽車保險杠、儀表盤、周轉箱、板材等。先用洗潔精在水中浸泡,然後用清水沖洗幹凈,取出晾幹。由於尺寸較大而無法放入破碎機料鬥的較大零件應先進行粗碎,然後通過擠壓造粒機進行細碎。為了保證回收顆粒料的質量,應在細粉碎後進行幹燥。經常使用帶加熱夾層的旋轉幹燥機,在加熱的同時向夾層中通入過熱蒸汽旋轉,幹燥效率高。
2.粗洗-粉碎-精洗-幹燥工藝
對於被汙染的型材、廢棄農膜、包裝袋,應先進行粗洗,去除沙子、石頭、金屬等異物,防止損壞破碎機。廢塑料制品經粗洗後離心脫水,然後送入破碎機破碎。粉碎後進壹步清洗,去除其中所含雜質。如果廢塑料中含有油漬,可以用適當濃度的堿水或溫洗滌液浸泡,然後將廢塑料塊(片)通過攪拌摩擦碰撞去除汙垢,漂洗後脫水幹燥。
3.機械化清洗
廢塑料在進入清洗設備之前,先在幹式或濕式粉碎設備中進行粉碎,幹燥後吹入儲料倉,再由螺旋給料機將粉碎後的物料定量輸入清洗罐。兩個反向旋轉的槳軸將物料緩慢輸送通過清洗槽,產生的渦流將塑料上的汙垢沖走。汙物下沈以清潔水箱底部,並在規定的時間間隔內從水箱底部清除。清潔後的廢物漂浮在水面上,由螺旋輸送機排出。大部分水被除去了。螺旋給料機將粉碎後的物料定量送入幹燥系統。幹燥系統由旋轉幹燥機和熱風幹燥機組成。幹燥系統輸出物料的殘余水分占1% ~ 2%。清洗後的物料被送到儲料倉,然後從這個儲料倉被送到擠壓造粒機生產顆粒物料。
3.廢塑料擠出造粒技術及設備
廢塑料的性質不同於新樹脂,因為它們在成型過程中經歷了熱過程和剪切過程,在使用過程中經歷了熱、氧、光、氣候和各種介質的作用。因此,回收料的力學性能,包括拉伸強度和沖擊性能,都比原樹脂低,裂紋導致表面結構發生變化,外觀質量不如以前,顏色發黃,透明度降低。
各種材料的性能變化是不同的。聚烯烴材料的變化相對較小。加工,尤其是多次加工引起的相對分子質量的降低,可以通過交聯反應得到補償,因此加工性能可以在壹定程度上保持不變。苯乙烯* * *聚合物的情況就不壹樣了,每加工壹次拉伸性能就降低壹次。大約四道加工工序後,韌性下降非常嚴重。此外,橡膠相抗沖改性劑的有效性也由於交聯而降低。雖然是高抗沖聚苯乙烯,但沖擊韌性並不比壹般聚苯乙烯好。
廢舊塑料的性能可以通過混合新材料或添加特定的穩定劑和添加劑來改善,如添加抗氧化劑和熱穩定劑,可以減少廢舊塑料造粒過程中熱量和氧氣的不利影響。在壹些混合廢塑料中,還可以適當添加相容劑,如聚乙烯和聚丙烯混合廢塑料中的EPDM或EVA。在塑料回收造粒中也可以進行填充改性,如在廢PP薄膜中同時加入10% ~ 35%的填料、3% ~ 6%的潤滑劑和2% ~ 4%的色母粒。以CaCO3為填料制成的回收料用於註塑制品時,能有效縮短成型周期,提高制品剛性,提高熱變形溫度,降低收縮率。潤滑劑改善了熔體的流動性。壹些工程塑料也可以在回收過程中填充、增強和合金化。對於壹些易吸潮的材料,如PA、PET等,加工過程中水分會引起降解,使相對分子量、熔體粘度、物理性能降低。在處理之前,應除去廢塑料中的水分並充分幹燥,以確保回收材料的質量。
對於不同類型和形狀的廢物,有很多種回收系統。用於預切薄膜、纖維廢料和各種破碎材料的擠壓造粒設備。
與壹般的擠出造粒生產相比,廢舊塑料回收利用擠出造粒設備有以下幾個方面的特點。
1.飼養
破碎後的廢塑料制品堆積密度小,尤其是破碎後的廢膜和纖維。為了保證這類物料能夠準確、充分地輸送到熔融區和造粒機頭,可以采用增大進料段尺寸的設計形式。當廢塑料的堆積密度小於200 g/L時,需要強制加料,大於200 g/L時,不需要強制加料裝置。通過增加進料段的設計,PP、PA、PET纖維廢料等不易輸送的物料也能得到滿意的回收。對於PA和PET,可以利用進料段的螺桿加熱來提高輸送效率,通過在PP的進料段開槽機筒,充分冷卻料鬥座,會大大提高進料和輸送性能。如果要添加的物料是薄膜、絲、條屑,進料口可以開大壹點,方便進料。
第二步塑料提煉
回收材料是具有不同熔體流動速率、不同潤滑劑成分、不同填料或不同類型聚合物的混合物,這壹事實應在廢塑料塑化過程中加以考慮。因此,廢塑料的塑化要足以使材料中的各種成分均質化,達到質量均勻。
壹般來說,當廢塑料的造粒過程只是再生而沒有填充、增強時,使用單螺桿擠出機,如果造粒過程中還進行填充、增強、合金化的改性處理,則需要混合效果好的雙螺桿擠出機。從產量來看,雙螺桿擠出機高於單螺桿擠出機。
排氣
大多數聚烯烴不需要排氣再生,而吸濕聚合物如PA和PET需要排氣。廢塑料上的壹些不幹凈的汙染物也可能是揮發性物質,在加熱過程中會產生氣體。排氣段應保證熔融物料停留時間長,熔體溫度高,剪切變形強,熔體表面積大,使熔體中的氣體能充分排出。
4.熔融過濾
熔體過濾的作用是過濾掉廢塑料中的雜質。這些雜質會大大降低回收材料的質量。雜質會造成吹膜時氣泡破裂,紡絲時斷絲,註塑時噴嘴堵塞,最終導致產品質量下降或全部不合格。
允許的汙染程度取決於最終產品所需的水平和質量。如果使用回收材料生產薄膜,雜質顆粒應小於20μm,以使厚度為30μm的薄膜不會爆裂。對於註塑,即使雜質尺寸大於100μm,也是可以接受的。因此,過濾器細度的選擇必須適應質量要求或二次原料的使用。過濾太粗對質量不好,過濾太細影響經濟效益。細濾網不僅產量低,而且頻繁換網。否則,生產率會降低,能源消耗會增加。
擲骰子
因為回收料往往與壹定比例的新料壹起加工,如果粒度相差太大,形狀不規則,就會造成新老料投料不均,最終導致產品性能不均勻。因此,回收材料通過水冷模具表面造粒,得到的顆粒的形狀和尺寸與新材料的差別最小,並且它們最容易與新材料混合。