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如何做废塑料加工

发表时间:2017-11-25 11:32:45

废旧塑料的回收利用有利于环境保护,节省资源。热塑性塑料废弃物是价值良好的
可再生资源,将它们回收造粒,或通过改性以后再造粒,可以再次用来塑料制品。
一、废旧塑料的特性
废旧塑料按其产生的场合可分为三种类型:一种是过程产生的边角废料,这种
废料较为洁净,较少污染和含有杂质, 如薄膜中的不合规格的薄膜、切边,PP 扁
丝中的废丝,管材、型材中的引料部分或不合格品,注射中的未充满制件
等等;一种是使用过的、物料体系单一的塑料废弃物,如拆卸下的管材、门窗、经严格
分拣按树脂种类区分的包装材料或其他废塑料制品;还有一种是难于区分的或根本无法
分开的混合废塑料,如多层共挤复合薄膜、带有涂层的塑料制品,塑料与其他材料的复
合制品等。
不同种类的废旧塑料有着不同的特性,就杂质含量而言,工厂中边角废料杂质
含量低于0.1 %, 堆放了一定时间的边角料和其他用过的产品杂质含量为0.1 % ~
0.5 %,混有铝、布和纸的复合废塑料杂质含量往往大于10 %。对于使用过的废塑料,
根据使用条件的不同, 会包含紫外线辐射, 热、氧老化产生的影响, 污染物产生的影
响。对于不同形状的废塑料,经破碎后物料的体积密度有很大的差别,薄膜、片材、扁
丝的破碎料体积密度较小,这是在废塑回收造粒的加料过程中**要考虑的问题。
二、废旧塑料的预处理
来自于废弃包装物,如包装袋、购物袋、瓶、罐、箱及废旧农用膜的废旧塑料,在
造粒前要经过预处理。预处理的过程主要包括分类、清洗、破碎和干燥等。
分类的工作是将种类繁杂的废塑料制品按原材料种类和制品形状分类。按原材料种
类分拣需要操作人员有熟练的鉴别塑料品种方面的知识,分拣的目的是避免由于不同种
类聚合物混杂造成的再生材料不相容而性能较差;按制品形状分类是为了便于废旧塑料
的破碎工艺能够顺利进行,因为薄膜、扁丝及其织物所用破碎设备与一些厚壁、硬制品
的破碎设备之间往往不能互相代替。
对于造粒之前的清洗和破碎,有如下三种工艺。
1.先清洗后破碎工艺
污染不严重且结构不复杂的大型废旧塑料制品,宜采用先清洗后破碎工艺,如汽车
保险杠、仪表板、周转箱、板材等。首先用带洗涤剂的水浸洗,然后用清水漂洗,取出
后风干。因体积大而无法放进破碎机料斗的较大制件,应粗破碎后再细破碎,以备供挤
出造粒机喂料。为确保再生粒料的质量,细破碎后应进行干燥,常采用设有加热夹层的
旋转式干燥器,夹层中通入过热蒸汽,边受热边旋转,干燥效率较高。
2.粗洗-破碎-精洗-干燥工艺
对于有污染的异型材、废旧农膜、包装袋,应首先进行粗洗,除去砂土、石块和金
属等异物,以防止其损坏破碎机。废旧塑料制品经粗洗后离心脱水, 再送入破碎机破
碎。破碎后再进一步清洗,以除去包藏在其中的杂物。如果废旧塑料含有油污,可用适
量浓度的碱水或温热的洗涤液中浸泡,然后通过搅拌,使废塑料块(片) 间产生摩擦和
碰撞,除去污物,漂洗后脱水、燥干。
3.机械化清洗
图4 -51 所示为一套效率较高的机械化清洗设备。
废旧塑料进入清洗设备之前,在一个干的或湿的破碎设备中进行破碎,干燥后被吹
人一个储料仓,再由螺旋加料器将破碎料定量输入到清洗槽中。
两个反向旋转的浆叶轴慢慢地输送物料通过清洗槽,产生的涡流漂洗掉塑料上的脏
物。脏物沉人清洗槽底部,并在槽底按规定的时间间隔清除。经过清洗干净后的废料浮
起,由螺旋输送器排出。大部分水被去掉。螺旋输入器将破碎料定量送入干燥系统。干
燥系统由旋转干燥器和热风干燥器组成。从干燥系统输出的物料残余水分占1 % ~2 %。
清洗干净的料被送入储料仓,再由这个储料仓送往挤出造粒机造成颗粒料。

三、废旧塑料的挤出造粒工艺及设备
废旧塑料在性能上与新树脂是不同的,这是由于它们经受过成型加工过程的热历程
和剪切历程,并且在使用过程中经历了热、氧、光、气候和各种介质的作用,因此,再
生材料的力学性能,包括拉伸强度和冲击性能均低于原树脂, 龟裂引起表面结构变化,
外观质量也大不如前,颜色发黄、透明度下降。
各种材料的性能变化是不同的。聚烯烃料的变化比较小。由于加工,特别是多次加
工造成的相对分子质量降低,可以通过交联反应加以补偿,因而,加工性一定程度上可
以保持恒定。图4 -52 和图4 -53 说明了这种作用。

苯乙烯共聚物的情况有所不同,每经过一次加工过程,拉伸性能就降低一次。如图
4 -54 所示,大约经过四个加工过程,韧性降低非常严重。而且橡胶相冲击改性剂的效
用由于交联也被降低了,虽为高抗冲聚苯乙烯,但冲击韧性并不比通用聚苯乙烯好。
废旧塑料性能可以通过掺混新料或添加特定的稳定剂和添加剂加以改善,如加入抗
氧剂、热稳定剂,可以使废塑料造粒过程中减少热、氧作用产生的不良影响。在一些混
杂的废塑料当中,还可以适当加入相容剂,如在聚乙烯和聚丙烯混杂的废塑料当中加入
EP D M 或E V A 。在废塑料回收造粒中还可以进行填充改性, 如在PP 废膜中同时加入
10 %~35 %的填充料,3 %~6 %的润滑剂,2 %~4 % 的色母粒。填充剂为CaC O 3 制得的
再生料用于注射制品,可有效地缩短成型周期,改善制品的刚性,提高热变形温度,减
小收缩率。润滑剂则改善了熔体的流动性。一些工程塑料的回收利用中,也可以进行填
充、增强和合金化。对于一些易吸湿的材料, 如PA 、PET 等, 在加工中,水分会造成
降解,使相对分子质量减小,熔体粘度降低,物理性能下降。加工之前应除去废塑料中
的水分,充分干燥,以确保再生料的质量。

不同类型和不同形状的废料,可采用的回收系统多种多样。图4 -55 所示为用于预
先切短的薄膜、纤维状废料和各类破碎料的挤出造粒设备。

与一般挤出造粒相比,废旧塑料再生的挤出造粒设备在如下方面有其特点。
1.加料
废塑料制品破碎后物料的体积密度较小,尤其是废薄膜和纤维的破碎料,为了保证
这种物料能准确地喂料且对熔融区和造粒机头供料充足,可采用加大加料段尺寸的设计
形式,如图4 -56 所示。图中(a) 为螺杆加料段为锥形, 而熔融和计量段为圆柱形,
(b) 的加料段为直径较大的圆柱形,然后是锥形过渡段,计量段为圆柱形。

当废塑料体积密度小于200g/L 时需采用强制加料,大于200g/L 则不需强制加料装
置。加大加料段的设计,对于不易输送的物料,像PP 、PA 和PET 纤维废料也能令人满
意地再生加工。对于PA 、PET 可采用加料段螺杆加热的方式提高输送效率,对PP 料加
料段料筒开槽,并对料斗座部分充分冷却,将大大改善喂料和输送性能。若加入的物料
是薄膜、丝和带状边角料,可将加料口开得更大,以便于加料。
2.塑炼
对于废旧塑料的塑炼要考虑到回收料是由不同的熔体流动速率、不同润滑剂成分、
不同填充剂或不同类型的聚合物构成的混合料这样一个事实,所以,废塑料的塑炼应足
够充分,以便使物料中的各种组分均化,质量均一。
一般说来,废塑料的造粒过程只是再生而不进行填充和增强时用单螺杆挤出机,若
在造粒的过程中还进行填充、增强和合金化的改性加工,则需采用混炼效果良好的双螺
杆挤出机。就产量而言,双螺杆挤出机高于单螺杆挤出机。
3.排气
大多数聚烯烃的再生无需排气,而吸湿性聚合物,如PA 、PET ,排气是必需的。有
些废塑料上未清洗干净的污染物也可能是一些易挥发物,加热过程中会产生气体。排气
段应保证熔融物料在此有较长的停留时间、高的熔体温度、强剪切变形和大的熔体表面
积,以使熔体中的气体充分脱出。
4.熔体过滤
熔体过滤的作用是滤去废旧塑料中的杂质。这些杂质会使得再生料的质量大大下
降。杂质会造成吹膜时的破泡,纺丝时的断丝,注射成型中的喷嘴堵塞,并*终导致制
品质量下降或全部不合格。
允许的污染程度取决于*终制品所要求的级别和质量。
再生料如用来薄膜, 杂质颗粒应小于20μm , 以便30μm 厚的薄膜不至破
泡。用于注射成型,杂质尺寸即使大于100μm 也是可以接受的。因此, 过滤网细度选
择**适应质量要求或二次原料的使用。
过滤过粗对质量不利,而过细又影响经济效益。细的过滤网除产量低外,且换网频
繁。否则,造成率降低,能耗增加。更换过滤网的时间间隔应大于30 min 。用于薄
膜的再生塑料造粒,应使用一层粗网和两层细网;用于注射成型、挤出管材、型材
应采用一层或两层粗滤网。所谓粗网,是指网目距离为500μm , 网丝直径0.37 m m 的过
滤网;细网是指网目距离为70μm ,网丝直径为0.05 m m 的过滤网。
5.切粒
由于再生料常常是与一定比例的新料搭配在一起加工,如果颗粒尺寸相差太大,形
状不规则,会造成新旧料加料不均衡,*终造成制品性能不均一。因此,将回收料采用
水冷模面切粒,拥有的粒料形状和尺寸与新料差别*小,*易与新料掺混均匀

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