塑料回收处理新技术

作者：Jan H. Schut    来源：PT现代塑料

欢迎访问e展厅 展厅 1 工程塑料展厅 聚乙烯(PE), 聚苯乙稀PS, 聚酰亚胺PI, 聚酰胺PA, PA66塑料(尼龙), ... 在塑料回收的加工过程中，新的技术手段不断涌现。如从回收料中“嗅”出有害化学污染物质的“电子鼻”、用废旧车用塑料和地毯制成的长纤维成型件等。由美国开发、德国绿点计划首先商业化的无水回收处理系统以及可以改进回PET瓶质量的新型添加剂等。 “电子鼻”一嗅便知 可以确定和量化空气中的分子成分的“电子鼻”在二十世纪八十年代就开始采用了，但直到最近才开始在回收加工中使用。虽然不及犬鼻甚至人类嗅觉那么灵敏，但“电子鼻”装置的工作质量稳定、客观、可以免遭任何所检测的有害化学物质的损害。 这种“电子鼻”在塑料回收中的第一次应用首先由MEGO咨询公司的Eric Koester咨询顾问展示，MEGO代表了许多供应商、网站和基础技术。全球有20多个供应商拥有电子鼻技术，尽管其中有一些是大学的研究部门，另外一些还没有商业化的仪器可供应，但是电子鼻可以用于探测一种或两种特定的化学物质，而非所有化学有害物质。它们可以判断出回收容器是否曾盛过汽油或其他在回收塑料中不希望看到的特种化学物质。 大多数电子鼻都用在安全行业，以探知炸药、毒品或炭蛆。医院用它们从呼吸样品中诊断出结核病菌，食品和化妆品行业用它们来检测鲜艳度和香味。树脂生产商采用电子鼻来检验聚合物粒料的配混比和可能存在的污染。其他塑料方面的用途还包括检测阻隔性包装对香味的组阁效果。 至少有三家电子鼻生产商具有该产品在塑料行业的应用经验，价格为5000美元的手提装置检测上千个部件的气体到价格10万美元的可处理上百万只元件的气体的、用于工业化规模的实验室系统。 在法国的Alpha .M.O.S.制造大量的用于在线分析的实验室系统、模块系统和手提装置。塑料粒料或碎片试样在一个罐子内加热，传感器嗅出头部上方空气中的成分。Alpha.M.O.S在美国有十多个塑料应用案例，包括由树脂生产商和包装塑料回收生产商的质量检验中。 Cyrano Scicmes的手动电子鼻装置的商业化生产已有两年，它有四个塑料应用的实例。包括新PET和瓶用HDPE的质量检测。 Illumina Inc正在开发可以检测塑料中化学物质的光线“bead array”。该公司与陶氏化学和雪佛龙·菲利普一起合作，但还没有用于塑料的商业化产品。 长纤维增强ASR 两个公司报告说，长纤维可以促进回收聚合物掺混料的性能，比利时工程公司SalypNV， 用于汽车粉碎残渣专利回收技术的公司，展示了它在第一次美国成型试验中使用其“ASR－PP”的数据。密西根州Sterling Heights的Mayeo塑料公司、戴姆勒·克莱斯勒的一线供应商，使用回收的PP来制作3磅重的汽车电池托架。 Mayco使用其专利长纤维配混料和成型工艺，加入了占总重量40％的1/2英寸长玻璃纤维。 Salyo的美国销售代表、21世纪聚合物及相关产品公司预计从ASR中回收回收PP的成本为每磅15至20 欧元，具体取决于生产规模。该价格是目前PP价的50％甚至更低价。21世纪将推广Salyp在全球的设备使用者生产的ASR树脂。 即使没有工艺改进，Mayco的最初成形试验所生产的零件据报告说，有75％以上的纤维增强PP的75％的结构性能, ASR-PP 是许多汽车、家电和其他耐用消费品中各种不同级别PP的集成。最终的掺混料的MFP为10.4克/10分，密度0.94/cc、拉伸强力为2350psi、弯曲模量为80578psi、Gardner拉伸强力为160in/磅。在加入长玻纤后，Mayco的测试件的密度为1.15g/cc、拉伸强力为20300psi、弯曲模量为108.7万psi、Notched Izod冲击强度为3.4ft.磅/英寸。 Salyp的PP回收系统的起始部位是通过两个上下放置的大滚筒筛来分拣ASR初料并以19800磅/小时的速度桨ASR 分拣成4种不同尺寸：小于6毫米、6－16毫米、16－38毫米以及大于38毫米。尺寸最小的两种含有铁屑、玻璃、织物和有机物质。在金属被拣出来后，剩余的部分就可以用作加工钢铁或水泥的燃料了。 尺寸最大的部分含有塑料块和Urethane 泡沫。这两者是采用peria III的中央材料处理系统（Central Material Handling）制造的挤出棍分开的。泡沫被挤碎，从挤压辊下出来时，弹回、其弹起的高度足以离开传送带，从而实现以3300磅/小时的分拣速度，从固体塑料中分开。 固体塑料则与16－38毫米的那一类物质一起进入一气呵成的三步分拣工序。第一部是将塑料、金属和木头与纤维和织物分开第二步是将塑料、金属和木屑以4400磅/小时的速度粉碎成16－25毫米的碎片。第三步则是用光学仪器确定非金属和木屑，并以6600磅/小时的速度与塑料分开。然后用细菌清洁剂洗涤。淤泥则从水池中抽出，进入再循环。 接下来的一步是Salyp的核心工序：以树脂类型（PP、PE、ABS、PS、PC）热分，切片在下面装有红外加热器的振动台上预热，然后在传送带上铺开一层，通过另外的红外线通道。这些红外线通道将切片加热到所有树脂中温度最低的维卡温度（Vicat）软化点，树脂再进入有槽口的滚筒。此时，只有那些变软的粒料留下来，并由毛刷刷去。 剩下的切片则加热至下一个Vicat 温度次低的树脂软化点，并由有凹槽的滚轴取走，依此类推。Salyp在比利时的全系列实验生产线每年可以回收ASR6600万磅。其中，产生的树脂占20％。金属污染物同样也被去除。Salyp希望能向美、欧、日、中的汽车废旧塑料处理商出售设备。 同时亚特兰大乔治亚科技学院的研究人员也报告了另一种从用过的地毯中回收的混和聚合物的试验结果。这些混合物主要由表面纤维中的尼龙6、地毯底布中的PP、粘结剂中的碳酸钙填充SBR胶乳以及大量的污染物。该学院进行了用苯乙烯嵌段共聚物使掺混料中不同的聚合物相容以及用长玻纤提高强力和韧度的研究。 试验材料主要来自新泽西Shrewsbury 的Wellman公司。该公司将不同纤维从使用过的地毯中分离出来，并粉碎地毯以剔除胶乳、碳酸钙和脏物，剩余的纤维则打成包，最后将这些纤维在一个特别设计有透气孔的带有摄像喂入装置和在线粉碎机的单螺杆挤出机上造粒。 这种型号为NGR A－Class 55 VSP型的设备由奥地利的下一代回收设备公司（Next Generation Recyclingmaschine GmbH）提供。料筒喂料口的温度设定喂397F另一端的温度设为500F，以使PP和尼龙5均能熔融，经由20孔的筛网过滤后，粒化的化合物中64％ 是尼龙6，11％PP，2％ 尼龙66，23％ 为碳酸钙。 接下来，粒子经干燥制成测试板，其拉伸强力为5970psi，弯曲强力为9460psi，弯曲模量为324000psi，断裂伸长为3.3％， 粒子被轧成粉末，与30％的长玻璃毡一起混制成1平方英寸的测试板。这些试样的弯曲强力为16000psi，弯曲模量为560000psi，屈服伸长率为5.9％。 干洗塑料 一个管理回收包装废物的“绿点”计划的政府机构——德国杜勒斯系统，专门建立了一个名为Systec的分支机构来销售其专有技术。目前，它正向美国输出其无水机械净化装置。这种装置是在1997年被首次投入正式应用的。 此后Systec已售出了23套装置，主要是在德国和亚洲，用于清洁使用过的塑料袋和农用薄膜。一台在Alberta Calgary 的机器主要用于从PET瓶片中去除标签和液体残留，随后还是需要用水洗以清洁胶乳。 Systec没有透露其无水净化装置的内在机理，只是说它采用了快速旋转离心机，将冲击力和加速度与强大的液压气流结合在一起。一台装置的产量为2000－4500磅/小时，具体取决于不同树脂。可使用的产量依污染程度不同，要少10％－20％。无水净化装置的成本约为133000美元，Systec同样也出售其NIR分拣技术，以根据聚合物的类型确定不同的容器。它已出售了三台这种装置。 改善PET 科莱恩母料推出新系列的反应性添加剂，不需在反应器内固化就可以提高回收PET（RPET）的固有粘度，这种叫做CESA-Extend的扩链剂在不影响机械或热学性能或结晶度的情况下，将分子量恢复到原有水平甚至更高。 传统的扩链剂要求预热的PET在一个固化反应器的高度真空状态下加热几个小时，它在没有控制的链支化过程中产生凝胶。CESA－Extend不要求预先干燥PET或真空，可以在传统的双螺杆挤出机上加工，产生的凝胶也少。 科莱恩表示，其新的添加剂还可以在以后的配混中改善EPET与其他聚酯、PC、尼龙的掺混。 反映成分是威斯康星州Sturtevant的Johnson Polymer LLC专有的功能性聚丙烯低聚物。该公司与科莱恩共同享有某些专利技术。 上述活性添加剂可以与任何缩聚树脂，包括PC、尼龙、乙缩醛、TPU、PBT以及上述物质的掺混物，但在PET中的效果更好，尼龙则差些。它与极性基团如胺、异氰酸盐（酯）、羟基等反应。 该添加剂极大改善了熔融强度，以至于可以挤坯吹塑PET，甚至将其加工成吹胀膜。挤出原始未干燥的PET（0.75I.V.）加3％CESA－Extend, 在真空状态下，生产的PET为0.78I.V.，若无扩链剂, 则同样的PET降至0.543I.V.，回收的0.558I.V.的PET加上2％ 的CESA－Extend产生0.673I.V.，加3％则产生0.72I.V.。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/4/2004)