再生改性廢舊塑料應用項目立項可研報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 對廢舊塑料包裝制品的處置方法 ,主要有 :衛生填埋、焚燒處置及再生利用幾種方式。采用填埋和焚燒處理廢舊塑料的方法 ,雖然起到了一定的作用。但近幾年 ,垃圾資源化的問題得到世界關注 ,怎樣將有害垃圾廢舊塑料變為有效資源 ,已成為國際上的熱門研究課題。而采用填埋、焚燒這兩種處理方法都會造成一定的資源浪費 ,于是人們又開發了廢舊塑料再生利用新技術 ,以真正做到物盡其用 ,充分發揮塑料的所有利用能力和利用價值。 再生利用主 要有直接利用和改性利用兩種方式 ,直接利用系指不需進行各類改性 ,將廢舊塑料經過清洗、破碎、塑化 ,直接加工成型 ,或與其他物質經簡單加工制成有用制品。廢舊塑料直接再生利用的主要優點是工藝簡單、再生品的成本低廉 ,其缺點是再生料制品力學性能下降較大 ,不宜制作高檔次的制品。為了改善廢舊塑料再生料的基本力學性能 ,滿足專用制品的質量需求 ,研究人員采取了各種改性方法對廢舊塑料進行改性 ,以達到或超過原塑料制品的性能。 常用的改性方法有 2 種 :一種是物理改性 ,另一種是化學改性。 采用物理方法對廢舊塑料進行改性主要包括以 下幾個方面 : 活化無機粒子的填充改性 :在廢舊熱塑性塑料中加入活化無機 粒子 ,既可降低塑料制品的成本 ,又可提高溫度性能 ,但加入量必須適當 ,并用性能較好的表面活性劑處理。 廢舊塑料的增韌改性 :通常使用具有柔性鏈的彈性體或共混性 熱塑性彈性體進行增韌改性 ,如將聚合物與橡膠、熱塑性塑料、熱固性樹脂等進行共混或共聚。近年又出現了采用剛性粒子增韌改性 ,主要包括剛性有機粒子和剛性無機粒子。常用的剛性有機粒子有聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、聚苯乙烯 PS 等 ,常用的剛性無機粒子為 CaCO BaSO4 等。 (3)增強改性 :使用纖維進行增強改性是高分子復合材料領域中的開 發熱點 ,它可將通用型樹脂改性成工程塑料和結構材料。回收的熱塑性塑料如 PP、 PVC、 PE 等用纖維增強改性后其強度和模量可以超過原來的樹脂。纖維增強改性具有較大發展前景 ,拓寬了再生利用廢舊塑料的途徑。 ⑷回收塑料的合金化 :2 種或 2 種以上的聚合物在熔融狀態下進行共 混 ,形成的新材料即為聚合物合金 ,主要有單純共混、接枝改性、增容、反應性增容、互穿網絡聚合等方法。合金化是塑料工業中的熱點 ,是改善聚合物性能的重要途徑。 化學改 性指通過接枝、共聚等方法在分子鏈中引入其他鏈節和功能基團 ,或是通過交聯劑等進行交聯 ,或是通過成核劑、發泡劑進行改性 ,使廢舊塑料被賦予較高的抗沖擊性能 ,優良的耐熱性 ,抗老化性等 ,以便進行再生利用。用化學改性的方法把廢舊塑料轉化成高附加值的其他有用的材料 ,已成為當前廢舊塑料回收技術研究的熱門領域。 本項目技術來源及知識產權情況 本項目產品是專業化、系列化產品 ,全部產品為自主研發 ,目前已成功申報 .10 項發明專利并獲受理。 所有產品嚴格按照企業標準進行生產和檢驗 ,其各項性能指標均能達到或超過國內、 國際同類產品水平。其中 ,聚合物納米改性汽車保險杠專用料系列產品已通過 塑料產品質量監督檢驗站的技術檢測 ,所有性能指標符合《 Q/HXD0032020 企業標準》 ,檢測合格。 公司產品全部采用自主研發 ,知識產權明晰。公司研制的產品曾多次獲獎 ,其中保險杠專用料產品被列為 星火計劃項目和火炬計劃項目。 2020 年我企業被評為“ 循環經濟試點企業”和“ 包裝龍頭企業”該項目還被 包裝協會評為創新產品。 項目的技術路線、工藝的合理性及成熟性分析 項目概述 本項目主要是利用回收的包 裝廢舊塑料制得再生料 ,并添加原生料及助劑 ,通過自主研發的全新的增強、增韌、抗老化及納米復合等一系列新技術 ,進行改性 ,形成各種高品質再生改性塑料。有效地解決廢舊塑料因長期使用 ,受到力化學作用、熱氧老化作用及光老化等作用而導致的拉伸強度降低、材料變脆、加工流動性變差等一種或幾種問題 ,使混合原料具有優異的性能。產品廣泛應用于汽車、電子、電器、通訊、航空、石油、建材、市政工程等領域 ,屬國家大力發展的循環經濟項目。尤其利用回收的廢棄塑料包裝物加工造粒后應用于汽車專用改性塑料的技術 ,在發達國家中已成為一個新興熱點行業。 廢舊塑料在生改性后在汽車上的應用項目 工藝的合理性和成熟性分析 本項目的工藝設計符合國際業界對再生料進行改性利用的發展趨勢 ,其各項工藝及生產流程通過公司主要管理人員與骨干技術人員的科學設計、反復實踐修改已經基本成熟 ,產品的配方體系的明確 ,實際使用效果顯著。 工藝流程 : 廢舊塑料→分類→除雜→堿洗→水洗→晾干→粉碎→暫存 原生料→進廠→工藝檢驗→暫存 助劑→進廠→工藝檢驗→暫存 入庫 ←包裝←計量←檢驗←篩分←冷卻造粒←擠出←計量混合配← 本項目則是通過自主研發的全新的增強、增韌、抗老化及納米復合等一系列新技術 ,制造出一系列不同性能的改性新材料 ,改性后的材料性能大大拓寬 ,并顯著提高 ,既可制造超高韌性的增韌材料 ,又可制造高強度的增強材料 。還可制造增韌、填充并舉的高剛性、高韌性的填充增韌材料及高剛性、高耐熱的填充材料。 其核心技術為產品的技術配方和生產工藝 ,部分產品配方和制備方法已申請國家發明專利 ,本公司擁有該技術的全部知識產權。本項目主要是針對汽車用非金屬用料的專業化、系列化、高性能化 ,解決了汽車用非金屬用料由于性能和質量問題而導致 的汽車總體非金屬材料的使用量低 ,高性能產品大量依賴進口 ,造成整車成本及油耗偏高等問題。 本項目主要研究內容及關鍵技術 項目研究主要內容如下 : ⑴研究塑料包裝廢棄物的再生利用主要存在的問題 ⑵研究幾種再生塑料專用高分子相容劑。 ⑶研究常用再生塑料專用料的配方和工藝條件。 ⑷建立再生專用料的力學性能和流動性能的測量方法。 原料 ?塑 料包裝廢棄物由于長期使用 ,受到力化學作用、熱氧老化作用及光老化等作用 ,使其理化性能變差、力學性能下降。突出表現在拉伸強度降低、材料變脆、加工流動性變差等等。因此 ,回收廢舊塑料的再利用 ,首要解決的問題就是要對其增強、增韌及防老化等處理 ,使其特性恢復 ,成為有用材料。 公司針對上述問題 ,經過對不同成份原料配比后性能的反復摸索和試驗 ,采用自主研發新技術 ,通過加入抗氧化劑、防老化劑、增韌劑、增強劑、阻燃劑、防紫外光老化劑、納米改性劑等方法 ,將多項技術一并用于廢舊塑料的回收改性 ,使混合原料具有工程塑料的優異性能 ,有效地 解決了存在的某一種或幾種問題 ,公司掌握了上百種配方 ,使再生材料廣泛應用于汽車、家電、石油、化工、交通運輸、儀器儀表、建筑材料和日常生活用品等諸多領域。公司還通過對工藝過程的研究 ,掌握了擠出等關鍵工藝的溫度、壓力控制規律和螺桿組合技術 ,使產品質量穩定在較高水平。 本項目所采用的技術 : 。回收廢舊塑料要與原生料按一定比例配混 ,根據 高聚物共混的相容性原理 ,選擇溶解度參數相近、熔體粘度相近、熔融溫度相近的原生料與之配混 ,并要考慮改性后制品的加工性能與使用性能要求選擇合適的原生料。 研發增強技術。用低分子與高分子復合偶聯劑對增強劑 (玻璃 纖維等 )進行表面處理 ,其增強效果極為顯著。 。在廢舊塑料 (結晶或半結晶性 )中加入成核分散 劑 (即有成核劑作用又有分散潤滑作用 )可改善加工流動性 ,并提高材料結晶速度 ,使其球晶微細化 ,材料耐沖擊強度明顯提高。 。對某些共混體系而言 ,即是相容劑又是增韌劑 , 同時具有兩種功能而且價格低廉。 。采用的主抗氧劑為非 N 半受阻酚類、輔抗氧 劑為硫代酯類、紫外光穩定劑為苯并三唑類 ,極大地延長了材料使用壽命。 ,對材料的增強、增韌、耐熱和 抗老化有明顯的協同作用。 采用多項技術后 ,本項目產品的技術指標不但能達到上等原材料制品的技術指標而且明顯優于現有的同類產品。就 PP 系列產品而言 ,本項目產品與國內常規產品指標對比如下表 : 本項目產品與國內常規產品指標對比 項 目 國內同類產品 本項目產品 常規增強 PP 改進型增強 PP GFRPP/納米復合材料 拉伸強度 (Mpa) 50 102 斷裂伸長率 (%) 10 12 14 彎曲強度 (Mpa) 70 110 簡支梁沖擊強度 (KJ/M2) 缺口 9 13 19 無缺口 15 30 47 邵氏硬度 (D) 68 69 71 熱變形溫度 ( Mpa,℃ ) 120 124 130 熱老化性能 (150℃老化變脆時間 ,hr) 300 350 ≥ 1000 本項目技術可行性分析 (1)試驗方法 本項目重要環節就是再生塑料的共混 ,如何通過填加高分子相容劑來滿足廢舊塑料