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

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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。

2.对加聚型聚合物材料进行有效的分析

在如今涂料和粘结剂中常常用到聚苯乙烯的化学成分,同时还可以对苯乙烯进行裂解制。在热的作用下,聚苯乙烯能够获取高产量的裂解成苯乙烯,通过先关的试验得出,在聚苯乙烯的裂解过程中,大约在400℃-500℃的分解需要耗费十几分钟的时间,其产出的苯乙烯的纯度达到了百分之九十以上。另外,其催化剂还可以利用金属氧化物,其裂解的状态必须要在熔融的状态下,其温度不能超过350℃,然后在分馏之后可以获取纯度较高的苯乙烯。除此之外,还可以对铅合金进行加热介质的利用,从而裂解出聚苯乙烯。其聚烯烃结合催化剂使用产生一定的化学反应,然后生产出可以循环在利用的材料,并且其材料的性能也比较好,比如说在氧化物的作用下,聚乙烯通过化学反应生产出高质量的PE材料。另外,还可以氯化废旧的聚烯烃,从而形成氯化聚烯烃,在涂料和粘结剂中使用有利于增强他们的基本使用性能。这种聚合物聚解制循环方法在化学工业中得到了广泛的应用。

3.对混杂聚合物及复合材料的分析

裂解制油就是在聚合混合物材料循环利用的常见的一种方法,在高温的作用下裂解可以得到人们日常生活中常用的燃气和油料。在一般情况下,化工厂对提炼出的油中的有机氯含量比较高,通常要控制在10*10-6的范围内,如果要是其有机氯含量超标,就会对裂解过程中造成很严重的影响。另外,在废塑料中还具有不同成分的重金属化合物,因此在裂解油提炼过程中,要对催化剂中毒的影响进行充分的考虑。其中复合材料的树脂不仅有不饱和的树脂、环氧树脂,而且还有酚醛和其他树脂,为了把废旧聚合物材料得到充分的循环利用,不仅能够把它用来当做粉末填料,而且还能利用相应的催化剂生产出化学燃料。比如说玻璃纤维,需要进行两次不同温度的分解才能得到相应的油产物,第一次分解的温度要控制380℃-450℃之间,第二次分解温度要控制450℃-550℃之间。因为废旧聚合物材料具有过多的残渣,因此在其分解炉需要进行特殊定制,确保整个研究工作能够顺利展开。

二、废旧聚合物材料化学循环的工艺和设备

1.反应釜化工设备

在废旧聚合物材料化学循环过程中常见的一种化工设备就是反应釜,另外还有冷凝器和蒸馏塔等其他相匹配的设备,通常利用反应釜对聚烯烃进行降解,其产生的可能是单体,也可能是化工原材料。按照实际化工业的产业需要,可以把反应器改装成槽式反应器,不仅有利于加工加热,而且还便于后期的清理工作。另外,根据实际的需求情况,我们也可以把反应器改装成管式反应器,不仅要在一定程度上提高裂解的温度,而且还要缩短裂解的时间,并且还保障了裂解过程的连续性,通常在聚苯乙烯和PMMA的裂解中广泛应用。

2.流化床反应器

在化工业废旧聚合物的循环利用中常用的一种床式反应器就是流化床反应器,这种反应器最早出现在德国,主要利用丙烷燃烧来对载流气体进行加热处理,然后通过加热器把载气和砂加热到一定的温度,在反应器中使砂在高温的作用下成为流化状态。通常聚合物在流化床的作用下,其中的高分子材料就产生裂解现象,在气体和载气经和冷凝器分离的过程中,不仅可以得到相应的裂解产物,而且其中的裂解气体可以循环利用在裂解器中。流化裂解器具有其他设备不具有的优势,比如说加热速度较快,具有较高的效率,并且其裂解的温度也比较均匀。

三、废旧聚合物材料化学循环利用的发展前景

在化工业生产中,废旧聚合物材料的化学循环利用还需要得到深入的研究和分析,从而使其能够有效的解决废物造成的环境污染问题,而且还能有效节约了自然资源和经济成本,因此我们要朝着这个方向进行研究发展。为了让废旧聚合物材料化学循环利用的发展前景一片光明,首先要做好以下几点,第一,要进行实时跟踪裂解过程,把裂解的容易出现的问题制定相应的预防措施;第二,对现有的化学循环技术进行不断的更改和完善;第三,不断优化裂解的相关设备设施;第四,不断引进新型的化学循环技术,从而有效的提高企业的经济效益。因此我们在废旧聚合物材料的化学循环利用过程中,全面实现环境保护和资源成本节约的双赢局面,逐渐促进新型化学工业可持续的发展。

四、结束语

综上所述,在如今化工业生产过程中,要合理利用一些化学物质,同时让废旧的聚合物材料得到有效的循环利用,从而有效的保护生态环境,而且还在一定程度上节约了施工成本,同时还对促进了企业经济效益的提高。

参考文献

[1]黄发荣.高分子材料科学与工程,1997,13(2):132.

[2]方正.改性聚氨酯泡沫塑料处理污废水的研究[D].苏州科技学院,2014.

[3]郑刚.废环氧树脂复合材料性能优化研究[D].东华大学,2015.

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