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廢舊塑料回收造粒工藝
廢舊塑料的回收利用有利于環(huán)境保護，節(jié)省資源。熱塑性塑料廢棄物是價值良好的可再生資源，將它們回收造粒，或通過改性以后再造粒，可以再次用來生產塑料制品。
一、廢舊塑料的特性
廢舊塑料按其產生的場合可分為三種類型：一種是生產過程產生的邊角廢料，這種廢料較為潔凈，較少污染和含有雜質， 如薄膜生產中的不合規(guī)格的薄膜、切邊，PP 扁絲生產中的廢絲，管材、型材生產中的引料部分或不合格品，注射生產中的未充滿制件等等；一種是使用過的、物料體系單一的塑料廢棄物，如拆卸下的管材、門窗、經嚴格分揀按樹脂種類區(qū)分的包裝材料或其他廢塑料制品；還有一種是難于區(qū)分的或根本無法分開的混合廢塑料，如多層共擠復合薄膜、帶有涂層的塑料制品，塑料與其他材料的復
合制品等。不同種類的廢舊塑料有著不同的特性，就雜質含量而言，工廠生產中邊角廢料雜質含量低于0．1 ％， 堆放了一定時間的邊角料和其他用過的產品雜質含量為0．1 ％ ～0．5 ％，混有鋁、布和紙的復合廢塑料雜質含量往往大于10 ％。對于使用過的廢塑料，根據使用條件的不同， 會包含紫外線輻射， 熱、氧老化產生的影響， 污染物產生的影響。對于不同形狀的廢塑料，經破碎后物料的體積密度有很大的差別，薄膜、片材、扁絲的破碎料體積密度較小，這是在廢塑回收造粒的加料過程中必須要考慮的問題。
二、廢舊塑料的預處理
來自于廢棄包裝物，如包裝袋、購物袋、瓶、罐、箱及廢舊農用膜的廢舊塑料，在造粒前要經過預處理。預處理的過程主要包括分類、清洗、破碎和干燥等。分類的工作是將種類繁雜的廢塑料制品按原材料種類和制品形狀分類。按原材料種類分揀需要操作人員有熟練的鑒別塑料品種方面的知識，分揀的目的是避免由于不同種類聚合物混雜造成的再生材料不相容而性能較差；按制品形狀分類是為了便于廢舊塑料的破碎工藝能夠順利進行，因為薄膜、扁絲及其織物所用破碎設備與一些厚壁、硬制品的破碎設備之間往往不能互相代替。對于造粒之前的清洗和破碎，有如下三種工藝。
1．先清洗后破碎工藝
污染不嚴重且結構不復雜的大型廢舊塑料制品，宜采用先清洗后破碎工藝，如汽車保險杠、儀表板、周轉箱、板材等。首先用帶洗滌劑的水浸洗，然后用清水漂洗，取出后風干。因體積大而無法放進破碎機料斗的較大制件，應粗破碎后再細破碎，以備供擠出造粒機喂料。為確保再生粒料的質量，細破碎后應進行干燥，常采用設有加熱夾層的旋轉式干燥器，夾層中通入過熱蒸汽，邊受熱邊旋轉，干燥效率較高。
2．粗洗－破碎－精洗－干燥工藝
對于有污染的異型材、廢舊農膜、包裝袋，應首先進行粗洗，除去砂土、石塊和金屬等異物，以防止其損壞破碎機。廢舊塑料制品經粗洗后離心脫水， 再送入破碎機破碎。破碎后再進一步清洗，以除去包藏在其中的雜物。如果廢舊塑料含有油污，可用適量濃度的堿水或溫熱的洗滌液中浸泡，然后通過攪拌，使廢塑料塊（片） 間產生摩擦和碰撞，除去污物，漂洗后脫水、燥干。
3．機械化清洗
為一套生產效率較高的機械化清洗設備。廢舊塑料進入清洗設備之前，在一個干的或濕的破碎設備中進行破碎，干燥后被吹人一個儲料倉，再由螺旋加料器將破碎料定量輸入到清洗槽中。兩個反向旋轉的漿葉軸慢慢地輸送物料通過清洗槽，產生的渦流漂洗掉塑料上的臟物。臟物沉人清洗槽底部，并在槽底按規(guī)定的時間間隔清除。經過清洗干凈后的廢料浮起，由螺旋輸送器排出。大部分水被去掉。螺旋輸入器將破碎料定量送入干燥系統(tǒng)。干燥系統(tǒng)由旋轉干燥器和熱風干燥器組成。從干燥系統(tǒng)輸出的物料殘余水分占1 ％ ～2 ％。清洗干凈的料被送入儲料倉，再由這個儲料倉送往擠出造粒機造成顆粒料。
三、廢舊塑料的擠出造粒工藝及設備
廢舊塑料在性能上與新樹脂是不同的，這是由于它們經受過成型加工過程的熱歷程和剪切歷程，并且在使用過程中經歷了熱、氧、光、氣候和各種介質的作用，因此，再生材料的力學性能，包括拉伸強度和沖擊性能均低于原樹脂， 龜裂引起表面結構變化，外觀質量也大不如前，顏色發(fā)黃、透明度下降。各種材料的性能變化是不同的。聚烯烴料的變化比較小。由于加工，特別是多次加工造成的相對分子質量降低，可以通過交聯反應加以補償，因而，加工性一定程度上可以保持恒定。圖4 －52 和圖4 －53 說明了這種作用。
苯乙烯共聚物的情況有所不同，每經過一次加工過程，拉伸性能就降低一次。如，大約經過四個加工過程，韌性降低非常嚴重。而且橡膠相沖擊改性劑的效用由于交聯也被降低了，雖為高抗沖聚苯乙烯，但沖擊韌性并不比通用聚苯乙烯好。廢舊塑料性能可以通過摻混新料或添加特定的穩(wěn)定劑和添加劑加以改善，如加入抗氧劑、熱穩(wěn)定劑，可以使廢塑料造粒過程中減少熱、氧作用產生的不良影響。在一些混雜的廢塑料當中，還可以適當加入相容劑，如在聚乙烯和聚丙烯混雜的廢塑料當中加入EP D M 或E V A 。在廢塑料回收造粒中還可以進行填充改性， 如在PP 廢膜中同時加入10 ％～35 ％的填充料，3 ％～6 ％的潤滑劑，2 ％～4 ％ 的色母粒。填充劑為CaC O 3 制得的再生料用于注射制品，可有效地縮短成型周期，改善制品的剛性，提高熱變形溫度，減小收縮率。潤滑劑則改善了熔體的流動性。一些工程塑料的回收利用中，也可以進行填充、增強和合金化。對于一些易吸濕的材料， 如PA 、PET 等， 在加工中，水分會造成降解，使相對分子質量減小，熔體粘度降低，物理性能下降。加工之前應除去廢塑料中的水分，充分干燥，以確保再生料的質量。
不同類型和不同形狀的廢料，可采用的回收系統(tǒng)多種多樣。圖4 －55 所示為用于預先切短的薄膜、纖維狀廢料和各類破碎料的擠出造粒設備。與一般擠出造粒生產相比，廢舊塑料再生的擠出造粒設備在如下方面有其特點。
1．加料
廢塑料制品破碎后物料的體積密度較小，尤其是廢薄膜和纖維的破碎料，為了保證這種物料能準確地喂料且對熔融區(qū)和造粒機頭供料充足，可采用加大加料段尺寸的設計形式，如圖4 －56 所示。圖中（a） 為螺桿加料段為錐形， 而熔融和計量段為圓柱形（b） 的加料段為直徑較大的圓柱形，然后是錐形過渡段，計量段為圓柱形。
當廢塑料體積密度小于200g／L 時需采用強制加料，大于200g／L 則不需強制加料裝置。加大加料段的設計，對于不易輸送的物料，像PP 、PA 和PET 纖維廢料也能令人滿意地再生加工。對于PA 、PET 可采用加料段螺桿加熱的方式提高輸送效率，對PP 料加料段料筒開槽，并對料斗座部分充分冷卻，將大大改善喂料和輸送性能。若加入的物料是薄膜、絲和帶狀邊角料，可將加料口開得更大，以便于加料。
2．塑煉
對于廢舊塑料的塑煉要考慮到回收料是由不同的熔體流動速率、不同潤滑劑成分、不同填充劑或不同類型的聚合物構成的混合料這樣一個事實，所以，廢塑料的塑煉應足夠充分，以便使物料中的各種組分均化，質量均一。一般說來，廢塑料的造粒過程只是再生而不進行填充和增強時用單螺桿擠出機，若在造粒的過程中還進行填充、增強和合金化的改性加工，則需采用混煉效果良好的雙螺桿擠出機。就產量而言，雙螺桿擠出機高于單螺桿擠出機。
3．排氣
大多數聚烯烴的再生無需排氣，而吸濕性聚合物，如PA 、PET ，排氣是必需的。有些廢塑料上未清洗干凈的污染物也可能是一些易揮發(fā)物，加熱過程中會產生氣體。排氣段應保證熔融物料在此有較長的停留時間、高的熔體溫度、強剪切變形和大的熔體表面
積，以使熔體中的氣體充分脫出。
4．熔體過濾
熔體過濾的作用是濾去廢舊塑料中的雜質。這些雜質會使得再生料的質量大大下降。雜質會造成吹膜時的破泡，紡絲時的斷絲，注射成型中的噴嘴堵塞，并最終導致制品質量下降或全部不合格。允許的污染程度取決于最終制品所要求的級別和質量。再生料如用來生產薄膜， 雜質顆粒應小于20μm ， 以便生產30μm 厚的薄膜不至破泡。用于注射成型，雜質尺寸即使大于100μm 也是可以接受的。因此， 過濾網細度選擇必須適應質量要求或二次原料的使用。過濾過粗對質量不利，而過細又影響經濟效益。細的過濾網除產量低外，且換網頻繁。否則，造成生產率降低，能耗增加。更換過濾網的時間間隔應大于30 min 。用于薄膜生產的再生塑料造粒，應使用一層粗網和兩層細網；用于注射成型、擠出管材、型材應采用一層或兩層粗濾網。所謂粗網，是指網目距離為500μm ， 網絲直徑0．37 m m 的過濾網；細網是指網目距離為70μm ，網絲直徑為0．05 m m 的過濾網。
5．切粒
由于再生料常常是與一定比例的新料搭配在一起加工，如果顆粒尺寸相差太大，形狀不規(guī)則，會造成新舊料加料不均衡，最終造成制品性能不均一。因此，將回收料采用水冷模面切粒，得到的粒料形狀和尺寸與新料差別最小，最易與新料摻混均勻
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