高分子材料废物处理-02循环原理
高分子材料论文-高分子材料的循环利用研究 -化工
高分子材料论文:高分子材料的循环利用研究-化工高分子材料论文:高分子材料的循环利用研究摘要：随着社会的不断进步，高分子材料在我国的使用量也在逐年的上升，但是也正是因为如此，高分子所产生的废物也在逐年的增多。
同时经济的不断发展，能源的不断使用，使我国的资源走向匮乏，所以对于高分子材料的循环利用就显得更加的重要。
本文就是对高分子材料的循环利用进行详细的阐述。
关键词：高分子材料；循环利用；解决策略所谓高分子材料就是指以高分子为基础形成的材料，在现在的生活中，以高分子材料构成的材料较多，橡胶、塑料、纤维、涂料和高分子基复合材料等等。
高分子材料在生活的大量出现，使高分子材料废旧物也大量出现，所以对于高分子材料的循环利用也显得格外重要。
现在对高分子材料循环一般都是采用生物降解的方式，生物降解的方式大概分为三种：生物细胞的不断增长对物质产生机制性的破坏；微生物的对聚合物进行作用，在聚合物内产生新的物质；通过酶的作用使高聚物内的化学键产生断裂，从而实现降解。
高分子材料的生物降解主要经过两个过程：首先是微生物的水解酶与高分子材料中的化学键结合，将化学键断裂，这样化学键就从原来高分子转变为多个小分子化合物。
之后，被分解掉得化合物就会被微生物吞噬，最终转化为二氧化碳与水。
但是现在对生物降解技术的机理所了解的还不是特别清楚，生物降解技术不仅与材料的本身有关，还与材料所在的环境有关。
一、高分子分解材料可循環使用的类型（一）微生物生产型所谓微生物生产型就是各种微生物合成的一种高分子类型，这样的高分子材料的主要构成形式是生物聚酯、微生物多糖。
这样的类型材料更易于分解，而且分解后所产生的物质还不易对环境造成污染，所以微生物分解型材料更适用于制造可降解塑料袋。
（二）合成的高分子合成的高分子材料以脂肪族聚酯、芳香族聚酯以及聚酰胺为代表，这类聚酯更易于进行生物的降解。
但是，脂肪族聚酯在使用的过程中存在着一些问题，例如熔点低、强度与耐热性都不够。
废旧聚合物材料的化学循环利用
废旧聚合物材料的化学循环利用摘要：本文在介绍高分子废料循环方法之后，着重综述各种聚合物材料化学循环的状态及其发展，并描述了化学循环的工艺及其设备，最后对化学循环的发展趋势和前景进行讨论。
关键词：聚合物废料再循环化学再循环回收与利用化学循环是聚合物材料循环的重要方法之一，它指的是在热和化学试剂的作用下高分子发生降解反应，形成低分子量的产物，产物可进一步利用，如单体可再聚合，油品可进行深度加工。
目前化学循环的主要方法是化学降解化学降解可分为解聚、热裂解、加氢和气化。
一、聚合物材料化学循环发展的现状1.逐步聚合型高分子材料逐步聚合型高分子材料主要包括聚酯、聚氨酯，聚酯以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表。
主要用于薄膜、纤维及织物、饮料瓶等。
废料在催化剂存在下能与多元醇发生反应，其产物与不饱和多元酸缩合可以制成不饱和聚酷树脂。
用不同醇来醇解可获得不同的酯，或用作单体或用作增塑剂。
PET可在酸性或碱性条件下水解，在强酸（如硫酸、硝酸）介质中可常压水解，水解速度很快，但是酸性水解的耗酸量大，还会腐蚀设备，在实际使用中受到限制；若在碱性（如NaOH）水溶液中水解，需在210～2500C、1.4～2.0MPa条件下反应3～sh，反应结束立即用强酸中和，可沉淀出TPA。
弱碱（如氢氧化钱）也可以用来水解PET废料，获取原料单体。
常压下的皂化反应已应用于回收PET胶片中的银和TPA。
聚氨酯是缩聚型高分子材料，可以水解成多元醇和多元胺，利用特制的挤出机水解，产物经纯化可得到二元酸和二元胺，二元胺再与光气反应，制备二异氰酸酯，用于泡沫塑料生产。
但此工艺路线的费用大，回收效益不高。
PU醇解是目前用得比较多的途径，醇解PU废料可获得多元醇混合物，这种混合物目前还不能有效地分离开来，但这种产物可用作泡沫塑料和弹性体制造中的组分。
2.加聚型聚合物材料聚苯乙烯（PS）除用作涂料、粘结剂等外，还用来裂解制苯乙烯。
PS在热的作用下可以裂解成苯乙烯，其产率在65%，以上。
高分子材料复合与废弃物资源化利用
高分子材料复合与废弃物资源化利用随着现代化的进展，高分子材料已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
从塑料袋、塑料瓶、手机、电视、电脑等电子设备到汽车、飞机、火车等交通工具，高分子材料的应用范围非常广泛。
同时，伴随着高分子材料的广泛使用，废弃物的产生也不断增加。
因此，高分子材料复合和废弃物资源化利用已成为了一个非常重要的问题。
高分子材料复合高分子材料复合是利用两种或多种不同的高分子材料，通过加工的方式将它们复合在一起，使得新复合材料具有各自单一材料所不能体现的一些性能。
例如，将聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）进行共混，可以得到一种具有更高韧性、更好耐用性和更好抗撕裂性的材料。
将聚氨酯（PU）和聚丙烯酸酯（PMMA）进行复合，可以得到一种既有PU的弹性又具有PMMA的透明度的材料。
高分子材料的复合可以使得新材料的性能得到显著提升，因此在各个领域都得到了广泛应用。
例如，在建筑材料领域，复合材料可以具有更好的隔热性能、防火性能和耐久性；在汽车领域，复合材料可以具有更好的轻量化、抗风化性能和机械强度等性能。
此外，复合材料还可以具有自修复性能、防水性能、耐腐蚀性能等。
废弃物资源化利用随着高分子材料的广泛使用，大量废弃物也会随之产生。
目前，对于高分子材料的废弃物处理主要有焚烧和填埋两种方式，但这两种方式都有其缺点。
焚烧会产生大量的二氧化碳等有害气体，影响环境；填埋会占用大量的土地资源，并且由于高分子材料的分解需要很长时间，废弃物也会长时间占用土地。
因此，废弃物资源化利用成为了一种有效的处理方式。
废弃物资源化利用的方法可以包括物理方法、化学方法和生物方法。
其中，物理方法主要是对废弃物进行分离、分类和加工；化学方法主要是对废弃物进行化学反应和转化；生物方法主要是通过微生物等生物体将废弃物转化为有用的物质。
高分子废弃物资源化利用的方法包括再生和回收利用两种。
废弃高分子材料可以通过再生的方式得到新的高分子材料，或者通过回收利用的方式得到新的其他的有用物质。
安徽理工大学 聚合物的回收利用 第10讲 废旧高分子材料循环利用工艺和设备 ppt课件
率和体积热容。
三、橡胶加工的工艺和设备
橡胶制品生产的基本过程包括：生胶的塑炼、胶料的 混炼、橡胶成形和制品的硫化，如图8-24所示。
1．塑炼 天然橡胶和多数合成橡胶塑性太低，与橡 胶配合剂不易混合均匀，也难以加工成型，所以生胶需 要塑炼。
常用的塑炼设备主要有开放式炼胶机和密闭式炼胶机 。图8-25所示为开炼机。 密炼机的构造如图8-26所示 。
2．混炼 将塑炼胶和各种配合剂，用机械方法使之完 全均匀分散的过程称为混炼。常用的混炼设备是开炼机 和密炼机，密炼机混炼的工艺过程如图8-27所示。
如图8-14所示为防止采用侧抽芯或瓣合分型模具的设计。 2.壁厚 塑件的壁厚应适当和均匀。图8－15所示为壁厚设计 的示意图。
3.脱模斜度 塑件与脱模方向平行的内、外表面应具有合理的 脱模斜度，如图8-16所示。
4.加强筋 主要作用是加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形 翘曲，如图8-17所示。筋的方向尽可能与料流方向一致，布局 应合理，以减小变形和开裂（图8-18）。
1.塑料成形方法 2. (1)注射成形 又称注塑成形，其原理是将颗粒状 态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经 过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺 杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注入模具型 腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所 赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件。这样就完 成了一次注射工作循环，如图8-6所示。注射成形是 在专门的注射机上进行，图8-7所示为螺杆式注射机 结构示意图。
3.增塑剂 增塑剂是增加树脂塑性和柔韧性的添加剂 ，也可以降低塑料的软化温度，使其便于加工成型。
废旧聚合物材料的化学循环利用
废旧聚合物材料的化学循环利用摘要：在社会经济的不断发展过程，我国化工业也得到了突飞猛进的发展，但是在化工业发展过程中或多或少的会产生一定的废旧聚合物材料，此文章详细分析了废旧聚合物材料的化学循环利用的方法，并且对化学循环的工艺和设备进行了详细的描述，最后深入的套路了化学循环的发展趋势和发展前景。
关键词：聚合物废料再循环；化学再循环；回收；利用前言：一、详细分析了如今聚合物材料化学循环发展的现状1.对逐步聚合型高分子材料进行有效的分析在化学工业生产中，我聚合型高分子材料也是多种多样的，比如说聚酯和聚氨酯等，其中化学成分的苯二甲酸已和二醇酯是聚酯的代表花絮成分，通常这种成分在人们日常生活中随处可见，比如说薄膜、纤维衣物以及塑料瓶等。
当化学废料在催化剂作用下与多元醇之间能够产生一定的化学反应，然后把其产物与不饱和多元酸缩合之后有利于聚酷树脂的形成。
我们在利用不同的醇化学反应生成的脂也是有所不同的，不仅可以当作单体利用，而且还可以当作增塑剂来进行利用。
在酸性和碱性的环境下，PET能够得到有效的水解，如果要是在硫酸或者亚硝酸的介质中，会在很大程度上增强水解的速度，不过其酸性水解消费的酸度不仅较强，而且较大，从而很容易导致先关的仪器设备出现腐蚀现象，从而限制了使用性能。
如果要在碱性水解中，也就是说要在210C-2500C和1.4MPa-2.0MPa的硬性条件下有相应的化学反应，此时使强酸得到了有效的中和，同时在沉淀之后可以得到TPA。
另外在水解PET废料过程中还利用到氢氧化钱，从中通过化学反应也可以取得一定分量的原料单体。
聚氨酯这种缩聚型高分子材料不仅可以水解成元醇，而且还可以水解成多元胺，然后通过对特制剂的利用，不但可以炼化成二元酸，而且还可以炼化成二元胺，通过光气进行相应的反应，其产生的二异氰酸酯可以有效的利用在泡沫塑料的制造。
通常这种工艺路线其成本较大的耗费，同时不具备较高的回收效益。
如今我们使用较多的就是PU醇解，多元醇混合物就在醇解的过程中产生，通常这种混合物不具有一定的分离性质，在泡沫生产中可以充分利用这种产物。
论高分子材料的回收利用
论高分子材料的回收利用【摘要】随着我国国民经济的不断发展，环境污染问题也日益严重，化工行业渗透在各个方面，与人们的衣、食、住、行密切相关，是国民经济十分重要的一部分，而化工环保也就显得尤为重要。
这其中对原材料成本和副产品循环利用效率为重中之重。
本文综述塑料、橡胶、复合材料和其他交联高分子材料回收利用现状和进展，简述了废弃高分子材料回收利用存在的科学与技术问题及其发展方向。
目前全球高分子聚合物的产量已超过2亿吨，高分子材料在生产、处理、循环、消耗、使用、回收和废弃的过程中也带来了沉重的环境负担。
聚合物废料的来源主要有：1、生产废料：生产过程中产生的废料如废品，边角料等。
其特点是干净，易于再生产；2、商业废料：一次性用于包装物品，电器，机器等包装材料，如泡沫塑料。
3、用后废料：指聚合物在完成其功用之后形成的废料，这类废料比较复杂，其污染程度与使用过程，场合等有关，相对而言污染比较严重，回收和利用的技术难度高，是材料再循环研究的主要对象。
我国每年废弃塑料和废旧轮胎占城市固态垃圾重量的10％，体积30-40%，难以处理，形成所谓“白色污染”（废弃塑料）和黑色污染（废弃轮胎），影响人类生态环境，也影响高分子产业自身的进一步发展。
因此废弃高分子材料的回收利用对建设循环经济、节约型社会意义重大。
【关键字】高分子材料化工环保回收利用1、国内外废弃高分子材料的回收利用研究及现状1.1国内外废弃高分子材料的回收现状废弃高分子材料又叫废弃塑料，随着高分子材料工业的发展,塑料制品的应用也日益广泛，已成为人们生活中不可缺少的重要组成部分，2000年全世界塑料总产量已超过一亿一千万吨，中国总消费两也超过数百万吨，随着塑料产量的增加，废弃塑料数量也在不断增加，全球废弃塑料量也已经达到四千万吨，已成为全世界的“白色污染”，这是环境保护的一大公害，已造成资源的巨大浪费。
由此，已引起全世界各国政府的重视和关注，根据各个国家的实际情况，有的国家投入巨大资金进行治理，美国采取限制塑料的生产，我国政府也非常重视，三令五申，严禁乱扔塑料薄膜袋，减少或杜绝“白色污染”。
第六章-高聚物循环再生
❖ （3）能量回收：是指以高分子材料作燃 料获取热或产生蒸汽，进而进行发电， 或用高分子材料作助燃料等过程。
❖ 能量回收是高分子材料循环利用中比较 重要的循环方法，但要注意二次污染间 题。
❖ 按照聚合物再生循环次数还可以分成一、 二、三、四级循环。
❖ 如果产品或材料在完成使用目的后仍具有 良好物理性能和化学性能的材料，能再使 用或再制成与原来相同的产品被称为一级 循环。
6.1 高分子材料与环境保护
❖ 此外，减少或替代高分子材料中的有毒物质，如减少 使用含铅和镉等重金属添加剂。
❖ 但总体而言，高分子材料为人们生活和经济以发展代 来的良好的前景，人们不会放弃高分子材料的使用。
❖ 所以，高分子材料使用来源的减少是非常有限的，而 且若新的高分子材料比再生料便宜，减少使用原料就 更为困难。
❖ 钓鱼杆、鱼网等高分子材料制成的捕鱼工具和人 们丢弃的养殖工具、矿水瓶、塑料袋残骸成为水 上漂浮物，会影响水生物的生存。这些丢弃物的 聚集还给水上运输行带来安全隐患等等。
6.1 高分子材料与环境保护
❖ 在一定条件下，这些固体聚合物受到光、热、生 物作用，发生分解，在分解时聚合物会改变原来 的稳定性转变成中小分子，某些高分子材料加工 过程中含有较多的添加剂，如填充剂、稳定剂、 塑化剂、增强剂、染色剂等，其中一些添加剂中 含有重金属，也容易造成污染，会直接影响周围 的环境。
❖ 对不同的高分子材料采用标准化、专门化和标记 化，使材料易于回收；建立和完善回收网络，并 对材料进行分类回收；促进生产部门形成回收意 识，对回收再利用承担责任。
❖ 其次，加强引导，提高文明意识，增加人们对环 境保护方面的宣传，使每个人都能自觉协助回收 部门做好回收工作，使高聚物产生的环境污染得 到有效的控制。加强科技投入，有必要设立专门 的研究机构。
高分子废弃物降解技术的研究进展
高分子废弃物降解技术的研究进展摘要：合成高分子材料在问世之后，凭借着高强度、价格低、耐腐蚀性的特点，在工业、农业和交通等方面广泛的应用。
但是在这个过程中，很多高分子废弃物因为有着非自然降解性，给环境造成较大的影响，尤其是塑料饭盒、塑料袋等一次性产品的大量使用，已经造成十分严重的白色污染，研究出有效地降解技术就是当前急需解决的问题。
在现阶段，国内外研究较多的技术有固相剪切粉碎技术、超临界水降解技术、微生物的降解技术和能场降解技术。
下面就基于作者实际故障经验，简要的分析高分子废弃物降解技术。
关键词：高分子废弃物；固相剪切粉碎；微生物降解1 固相剪切粉碎技术分析作为一种连续化聚合物粉碎加工技术，固相剪切粉碎技术主要是一个固相状态下的动力学过程，利用压力场、剪切力场的共同作用使得聚合物材料在其熔点或者是玻璃化温度一下发生弹性变形粉碎。
在实际的粉碎过程中，所产生的力化学效应使得不相容聚合物增容，高分子树脂自增塑，可以有效的促进组分粘度相差三个数量级的聚合物混合物有效混合。
固态剪切粉碎设备，结构主要包含排列于挤出机主轴上的一系列捏合、剪切单元，并且配置了加热、冷却的部件，高分子研究所的设计磨盘型化学反应器是这样一种新型的加工设备，该设备可以用于几何无微粉的制备、高分子力化学应，还可以应用在共碾磨不同聚合物微粉的制备、高分子力化学反应，还可以用于共碾磨不同聚合物比如说：P66/pp，制备复合微粉，制备聚合物/金属、聚合物/非金属纳米复合材料。
在现阶段，固相剪切粉碎技术主要是应用在废PE、PP、PS、PVC和废橡胶等再生。
2 超临界水降解技术超临界液体主要是指温度、压力分别高出其固有临界温度、临界压力所处的特殊流体状态，超临界水的密度随着温度、压力的变化而不断改变，并且氢键数量得到明显的下降，介电常数值类似于非极性有机物的，因而能溶解非极性的有机物，密度迅速的下降时，其黏度和空气的接近，使得超临界水中的溶质分子扩散变得十分容易。
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工业空气污染，包括NO2,SO2和臭氧影响聚合物的老 化性能，聚合物在NO2,SO2下各种性能的变化，粘度 和交联度发生变化。
紫外光和氧的存在有时更进一步加重高分子的损坏。 臭氧对饱和聚合物(如聚烯烃)是不反应的，但能提高 氧化速度。
(2)、高分子材料的耐气候性
高分子材料的耐气候性与聚合物类型、稳定剂、紫外 光掩蔽添加剂、地点、时间等有关。适当选择树脂用 于特殊场合，可以延长使用寿命，并可以循环利用， 减少塑料废物等。
如醉、醛、酸等物质。 高分子在氧存在下会发生氧化反应，同时容易产生自
由基，然后进行自由基的增长和终止反应，最重要的 特点是在此过程，有含氧自由基的参与。
湿气的作用
湿气的作用会使聚合物发生水解，加速老化，尤其对 缩聚形成的高分子如PET,聚酰胺、聚碳酸酯等。
水可以自然地吸附于树脂表面，在加工前如不进行适 当的干燥处理，在加工过程中易发生水解反应而使树 脂的分子量降低，甚至降低材料的性能，不能满足使 用要求。
发生交联。 双键存在使材料变色。
（5）ＰＣ
广泛交联，形成碳化物。 反应初期：存在酯交换，水解，脱羧反应。 反应后期：分子结构重排后，形成芳香醚结构或
交联。 对水非常敏感，加热就水解。
4.2.1.2 大气老化或降解 （1）、高分子材料的风蚀及影响因素 不同的聚合物具有不同的最大损坏波长（最大活化波
原始树脂首先遇到的环境老化是在塑料加工厂，塑料粒子在 热、微量湿度和氧的作用下进行挤出、注射模压及其它加工 过程，有热老化和力老化；产品中存留残余应力，使老化更 加容易；塑料容器或制品离开加工厂，在运输和贮存过程中 要受阳光的照射，大气降解、辐射降解会发生；最后制品的 使用过程中，例如包装有机溶剂或洗涤剂溶液会产生环境应 力，会发生化学降解、环境应力开裂等老化。
热老化
一、热老化过程 热老化在高分子材料加工和使用过程中都会遇到。热
老化通常分为三个过程:热降解、热氧化降解和水解； 热降解过程也有自由基产生、增长和结合过程。
交联是热降解中出现的一个明显过程，可以在聚 合物结构中引入微凝胶。
热氧化降解
热降解类似，主要在降解过程中有氧的存在。 氧的存在往往影响降解过程，降解产物往往是氧化物，
一些聚合物的热老化 （1）聚烯烃 聚乙烯在无氧状态下在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ00-290℃会发生交联和链
剪断反应，但是温度高时，以剪断为主。 交联反应与叔碳原子有关，叔碳原子多少决定着交
联反应发生的难易程度。低密度聚乙烯比高密度聚 乙烯易发生交联反应。 支化PE的支化程度高，其分解速率高。在氧存在下， 支化聚烯烃也比线型聚烯烃更易氧化。 聚烯烃氧化后性能显著降低。
化学循环的方法有水解、醇解、热裂解、加氢裂解、催 化裂解等。
如：PMMA、PET、PE(汽油等)。
途径3——能量回收
1、物理循环
当高分子材料进行循环时，需考虑两方面: 材料本身的降解性，如生物降解高分子不适合再循环; 在加工过程和使用过程中环境引起的老化程度。塑料的
老化主要是环境降解，其降解主要有热老化、大气老化、 机械降解、化学降解、应力开裂、离子化辐射、磨蚀和 腐蚀、生物降解。同一种塑料在加工和使用过程中会同 时受到几个因素的影响，即有几种老化过程同时发生， 一般说来几种老化过程的结合往往使材料损坏更加严重。
长）。
太阳光中短波的强度与一年中的时间、所处的纬度、 一天中的时间、高度、当地气候条件等有关，聚合物 的辐射降解或损坏程度与上述条件有关。
温度对聚合物在外界条件下的降解有重要的影响，主 要会影响化学反应一方面加速UV光的破坏作用。另一 方面温度升到一定程度，聚合物会发生热氧化降解反 应。
水也是影响高分子材料老化的一个重要因素。
(2)聚苯乙烯
聚苯乙烯的热分解会释放出单体苯乙烯， 符合解聚机理。 ＰＭＭＡ与ＰＳ类似。
（3）脂肪族聚酰胺
300℃降解，存在许多裂解产物，有烃、环戊酮、二 氧化碳、一氧化碳、氨气、水等大量产物。
裂解过程有键C—N、C—C、C—H的断裂，也有水解反 应发生，降解机理涉及聚合物链上几种键的无规断裂 和酰胺键的水解。
二、高分子材料的循环利用原理
途径1——物理循环
材料循环(Material recycling )，又称物理循环(Physical recycling)：废旧材料的再加工。
途径2—化学循环(CHEMICAL RECYCLING)。
化学循环——高分子材料可通过高分子解聚反应、高分 子裂解反应、高分子加氢裂解、高分子汽化等方法加以 利用。高分子经解聚可获得单体及低聚物。可用于高分 子材料的再生产。
因此，聚酰胺的再加工对裂解反应是相当敏感的，尤 其存在杂质情况下更为敏感，回收利用时须注意。
（4）聚对苯二甲酸乙二醇酯
分解产物：二氧化碳、一氧化碳、乙醛、对苯二甲酸、 水。
无规裂解历程，裂解发生在酯键，氧会加速降解，故 也存在自由基机理。
（3）PVC 升温160℃脱去氯化氢，形成不饱和双键或
水主要是以雨和露的形式出现在材料表面，水携带氧 与材料表面接触，促进材料表面氧化反应，使材料损 坏。当材料有裂纹时，水在裂纹里的凝结促使应力产 生，进一步损坏高分子材料。
在高分子光降解时水的存在会影响自由基活性(通常活 性减少)。
大气的污染包括气体和粒子
通常粒子的存在减少太阳辐射的强度，然而大风携带 的粒子会损坏高分子的表面。
聚烯烃没有良好的耐候性，LDPE在暴露在热气候下 数月，其拉伸强度仅保留其初始值34%。HDPE也有 类似的情况。若在聚烯烃中加入1%炭黑和0.1%抗氧剂， 其性能可以大大改变。
聚苯乙烯不是非常耐候的，在室外PS变黄严重，失去韧 性，出现银纹，拉伸强度也大大降低。橡胶改性的PS,其 性能改变更快，可能是橡胶氧化的缘故。ABS耐候性较 好，有可能是材料不透明，屏蔽UV射线。