再生改性废旧塑料应用项目立项可研报告

再生改性废旧塑料应用项目立项可研报告内容摘要：

对废旧塑料包装制品的处置方法 ,主要有 :卫生填埋、焚烧处置及再生利用几种方式。 采用填埋和焚烧处理废旧塑料的方法 ,虽然起到了一定的作用。 但近几年 ,垃圾资源化的问题得到世界关注 ,怎样将有害垃圾废旧塑料变为有效资源 ,已成为国际上的热门研究课题。 而采用填埋、焚烧这两种处理方法都会造成一定的资源浪费 ,于是人们又开发了废旧塑料再生利用新技术 ,以真正做到物尽其用 ,充分发挥塑料的所有利用能力和利用价值。 再生利用主 要有直接利用和改性利用两种方式 ,直接利用系指不需进行各类改性 ,将废旧塑料经过清洗、破碎、塑化 ,直接加工成型 ,或与其他物质经简单加工制成有用制品。 废旧塑料直接再生利用的主要优点是工艺简单、再生品的成本低廉 ,其缺点是再生料制品力学性能下降较大 ,不宜制作高档次的制品。 为了改善废旧塑料再生料的基本力学性能 ,满足专用制品的质量需求 ,研究人员采取了各种改性方法对废旧塑料进行改性 ,以达到或超过原塑料制品的性能。 常用的改性方法有 2 种 :一种是物理改性 ,另一种是化学改性。 采用物理方法对废旧塑料进行改性主要包括以 下几个方面 : 活化无机粒子的填充改性 :在废旧热塑性塑料中加入活化无机 粒子 ,既可降低塑料制品的成本 ,又可提高温度性能 ,但加入量必须适当 ,并用性能较好的表面活性剂处理。 废旧塑料的增韧改性 :通常使用具有柔性链的弹性体或共混性 热塑性弹性体进行增韧改性 ,如将聚合物与橡胶、热塑性塑料、热固性树脂等进行共混或共聚。 近年又出现了采用刚性粒子增韧改性 ,主要包括刚性有机粒子和刚性无机粒子。 常用的刚性有机粒子有聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA、聚苯乙烯 PS 等 ,常用的刚性无机粒子为 CaCO BaSO4 等。 (3)增强改性 :使用纤维进行增强改性是高分子复合材料领域中的开 发热点 ,它可将通用型树脂改性成工程塑料和结构材料。 回收的热塑性塑料如 PP、 PVC、 PE 等用纤维增强改性后其强度和模量可以超过原来的树脂。 纤维增强改性具有较大发展前景 ,拓宽了再生利用废旧塑料的途径。 ⑷回收塑料的合金化 :2 种或 2 种以上的聚合物在熔融状态下进行共 混 ,形成的新材料即为聚合物合金 ,主要有单纯共混、接枝改性、增容、反应性增容、互穿网络聚合等方法。 合金化是塑料工业中的热点 ,是改善聚合物性能的重要途径。 化学改 性指通过接枝、共聚等方法在分子链中引入其他链节和功能基团 ,或是通过交联剂等进行交联 ,或是通过成核剂、发泡剂进行改性 ,使废旧塑料被赋予较高的抗冲击性能 ,优良的耐热性 ,抗老化性等 ,以便进行再生利用。 用化学改性的方法把废旧塑料转化成高附加值的其他有用的材料 ,已成为当前废旧塑料回收技术研究的热门领域。 本项目技术来源及知识产权情况 本项目产品是专业化、系列化产品 ,全部产品为自主研发 ,目前已成功申报 .10 项发明专利并获受理。 所有产品严格按照企业标准进行生产和检验 ,其各项性能指标均能达到或超过国内、 国际同类产品水平。 其中 ,聚合物纳米改性汽车保险杠专用料系列产品已通过 塑料产品质量监督检验站的技术检测 ,所有性能指标符合《 Q/HXD0032020 企业标准》 ,检测合格。 公司产品全部采用自主研发 ,知识产权明晰。 公司研制的产品曾多次获奖 ,其中保险杠专用料产品被列为 星火计划项目和火炬计划项目。 2020 年我企业被评为“ 循环经济试点企业”和“ 包装龙头企业”该项目还被 包装协会评为创新产品。 项目的技术路线、工艺的合理性及成熟性分析 项目概述 本项目主要是利用回收的包 装废旧塑料制得再生料 ,并添加原生料及助剂 ,通过自主研发的全新的增强、增韧、抗老化及纳米复合等一系列新技术 ,进行改性 ,形成各种高品质再生改性塑料。 有效地解决废旧塑料因长期使用 ,受到力化学作用、热氧老化作用及光老化等作用而导致的拉伸强度降低、材料变脆、加工流动性变差等一种或几种问题 ,使混合原料具有优异的性能。 产品广泛应用于汽车、电子、电器、通讯、航空、石油、建材、市政工程等领域 ,属国家大力发展的循环经济项目。 尤其利用回收的废弃塑料包装物加工造粒后应用于汽车专用改性塑料的技术 ,在发达国家中已成为一个新兴热点行业。 废旧塑料在生改性后在汽车上的应用项目 工艺的合理性和成熟性分析 本项目的工艺设计符合国际业界对再生料进行改性利用的发展趋势 ,其各项工艺及生产流程通过公司主要管理人员与骨干技术人员的科学设计、反复实践修改已经基本成熟 ,产品的配方体系的明确 ,实际使用效果显著。 工艺流程 : 废旧塑料→分类→除杂→碱洗→水洗→晾干→粉碎→暂存 原生料→进厂→工艺检验→暂存 助剂→进厂→工艺检验→暂存 入库 ←包装←计量←检验←筛分←冷却造粒←挤出←计量混合配← 本项目则是通过自主研发的全新的增强、增韧、抗老化及纳米复合等一系列新技术 ,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宽 ,并显著提高 ,既可制造超高韧性的增韧材料 ,又可制造高强度的增强材料。 还可制造增韧、填充并举的高刚性、高韧性的填充增韧材料及高刚性、高耐热的填充材料。 其核心技术为产品的技术配方和生产工艺 ,部分产品配方和制备方法已申请国家发明专利 ,本公司拥有该技术的全部知识产权。 本项目主要是针对汽车用非金属用料的专业化、系列化、高性能化 ,解决了汽车用非金属用料由于性能和质量问题而导致 的汽车总体非金属材料的使用量低 ,高性能产品大量依赖进口 ,造成整车成本及油耗偏高等问题。 本项目主要研究内容及关键技术 项目研究主要内容如下 : ⑴研究塑料包装废弃物的再生利用主要存在的问题 ⑵研究几种再生塑料专用高分子相容剂。 ⑶研究常用再生塑料专用料的配方和工艺条件。 ⑷建立再生专用料的力学性能和流动性能的测量方法。 原料 ?塑 料包装废弃物由于长期使用 ,受到力化学作用、热氧老化作用及光老化等作用 ,使其理化性能变差、力学性能下降。 突出表现在拉伸强度降低、材料变脆、加工流动性变差等等。 因此 ,回收废旧塑料的再利用 ,首要解决的问题就是要对其增强、增韧及防老化等处理 ,使其特性恢复 ,成为有用材料。 公司针对上述问题 ,经过对不同成份原料配比后性能的反复摸索和试验 ,采用自主研发新技术 ,通过加入抗氧化剂、防老化剂、增韧剂、增强剂、阻燃剂、防紫外光老化剂、纳米改性剂等方法 ,将多项技术一并用于废旧塑料的回收改性 ,使混合原料具有工程塑料的优异性能 ,有效地 解决了存在的某一种或几种问题 ,公司掌握了上百种配方 ,使再生材料广泛应用于汽车、家电、石油、化工、交通运输、仪器仪表、建筑材料和日常生活用品等诸多领域。 公司还通过对工艺过程的研究 ,掌握了挤出等关键工艺的温度、压力控制规律和螺杆组合技术 ,使产品质量稳定在较高水平。 本项目所采用的技术 :。 回收废旧塑料要与原生料按一定比例配混 ,根据 高聚物共混的相容性原理 ,选择溶解度参数相近、熔体粘度相近、熔融温度相近的原生料与之配混 ,并要考虑改性后制品的加工性能与使用性能要求选择合适的原生料。 研发增强技术。 用低分子与高分子复合偶联剂对增强剂 (玻璃 纤维等 )进行表面处理 ,其增强效果极为显著。 在废旧塑料 (结晶或半结晶性 )中加入成核分散 剂 (即有成核剂作用又有分散润滑作用 )可改善加工流动性 ,并提高材料结晶速度 ,使其球晶微细化 ,材料耐冲击强度明显提高。 对某些共混体系而言 ,即是相容剂又是增韧剂 , 同时具有两种功能而且价格低廉。 采用的主抗氧剂为非 N 半受阻酚类、辅抗氧 剂为硫代酯类、紫外光稳定剂为苯并三唑类 ,极大地延长了材料使用寿命。 ,对材料的增强、增韧、耐热和 抗老化有明显的协同作用。 采用多项技术后 ,本项目产品的技术指标不但能达到上等原材料制品的技术指标而且明显优于现有的同类产品。 就 PP 系列产品而言 ,本项目产品与国内常规产品指标对比如下表 : 本项目产品与国内常规产品指标对比 项 目 国内同类产品 本项目产品 常规增强 PP 改进型增强 PP GFRPP/纳米复合材料 拉伸强度 (Mpa) 50 102 断裂伸长率 (%) 10 12 14 弯曲强度 (Mpa) 70 110 简支梁冲击强度 (KJ/M2) 缺口 9 13 19 无缺口 15 30 47 邵氏硬度 (D) 68 69 71 热变形温度 ( Mpa,℃ ) 120 124 130 热老化性能 (150℃老化变脆时间 ,hr) 300 350 ≥ 1000 本项目技术可行性分析 (1)试验方法 本项目重要环节就是再生塑料的共混 ,如何通过填加高分子相容剂来满足废旧塑料。