聚氯乙烯塑料的性能介绍及其再生加工应用.

废旧聚氯乙烯塑料的回收与再生利用PVC2制造1基本情况3再生利用1PVC基本情况聚氯乙烯PVC3聚氯乙烯PVC塑料是以PVC树脂为主要原料，辅以稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂等添加物经过科学配方组合在一起，在一定温度和压力下模塑成型，冷却固化成为特定形状的PVC塑料制品。1.1PVC分子结构分子中各单体基本上是头尾相接。电负性较强的Cl-的引入增大分子链间的作用力，链的刚性也增大并赋予优良的阻燃性能1.2PVC树脂性能聚氯乙烯为白色或淡黄色的粉末；结晶度低，透明；密度为1.40g.cm-3；纯PVC的吸水率、透水率和透气率都很低；可以通过加入增塑剂的含量来调节pvc制品的软硬度；耐寒性能差PVC的热性能耐热性较差，加热至140℃很快则会分解出氯化氢，使之颜色变深性能变差。最高连续使用温度为65~80℃。所以工业中需加热稳定性才能安全使用。力学性能PVC具有较高的硬度和机械强度，并随分子量的提高而增大，随温度的升高而降低。加入含量不同的增塑剂也会影响其力学性能，随增塑剂的含量增加而下降。PVC的电性能PVC的电绝缘性较好，但不如PP和PE；PVC的电性能受电场频率影响大；主要与存在Cl极性基团有关；适合用于中低压和低频绝缘材料。耐化学药品性PVC具有较好的耐溶剂性和耐腐蚀性；PVC在一些极性溶剂中会溶胀和溶解；增塑剂的加入会降低PVC的耐化学药品性。PVC阻燃性PVC分子中氯原子使PVC具有较好的阻燃性，但燃烧时会释放出有毒的物质。1.3PVC成型工艺特性PVC热稳定性差，加工时必须添加热稳定剂、控制成型温度、，电镀耐腐蚀设备，并对操作者安全防护。PVC的熔体黏度高，加工流动性差，需较高的成型压力，也可加入润滑剂来改善。PVC的熔体强度较低，注射和挤出时应避免高速，以防熔体破裂。PVC可用挤出、吹塑、注塑、压延等工艺成型。聚氯乙烯的市场需求与展望PVC的用途极为广泛，是目前用量仅次于PE的第二大用量的树脂材料。一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐。二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源赋限制，则主要以电石法为主。前几年，由于石油价格不断攀升，电石法PVC生产工艺得到了飞速发展，到2008年底，电石法PVC产能约占我国PVC总产能的70%以上。2PVC生产制造石灰石煤电石乙炔盐氯化氢氯乙烯PVC石油石脑油其他油乙炔氯气二氯乙烷水电解裂解聚合电石法PVC工艺流程乙烯法PVC工艺流程目前废塑料回收利用的方法主要有：（1）焚烧或填埋；（2）废塑料作为燃料回收热能；（3）废塑料取代焦炭作为炼铁的还原剂；（4）裂解生产燃料油。3PVC再生利用存在的问题（1）若将废塑料焚烧或作为燃料使用，则会增加空气中的C02、S02、NOx等有害物质，对于含氯的塑料还会产生氯化氢气体和剧毒的二噁英；（2）填埋处理占用大量的耕地并造成地下水污染；（3）若作为原料生产燃料油品，虽然在技术上是可行的，但由于投资大，产品的质量及售价等方面均无法与石油相比，因此其在短时间内无法产业化生产，而对于含氯的塑料，还必须先脱氯化氢，并且要回收氯化氢气体，否则易造成环境的污染。废旧PVC回收工艺新技术。（1）溶剂法回收时，首先采用静电分离器将原始物料分离，得到PVC/橡胶料，后者经磨碎后送入溶解器，用甲基乙基甲酮(MEK)溶解，所得溶液送入自旋过滤器以特殊过滤法除去未溶的杂质及其他污染物。滤液送入沉淀器，往溶液中加入添加剂及吹入蒸汽，令PVC沉淀为小圆球粒料。然后将溶剂蒸发、冷凝，再送入溶解器循环利用。而得到的PVC粒料则进入自旋干燥器预干器，再进入空气干燥器干燥后即成流散性良好的PVC，其密度与新PVC相近，但物料通常显灰色，这是因为PVC中含有的颜料和多种添加剂难于除尽之故。不过，因为此工艺过程各步的温度不高于115℃，所以PVC的各项性能基本上未恶化。空气PVC空气干燥器自旋干燥器PVC溶液自旋过滤器不溶物溶解器加料器废旧PVC添加剂沉淀器溶剂净化器水Vinyloop工艺流程（2）机械法采用机械法可回收多种PVC制品，包括管材、电缆料、板材、薄膜、汽车元件及瓶子等。经此法回收后的PVC，可重新用于制造很多制品，包括窗框、地垫、地板、防护板、隔音板、管子配件、排水沟、涂层、非食品瓶等，甚至可用于制造纤维及次要的计算机元件。对于回收PVC瓶，机械法已工业化。废旧塑料分选清洗风干破碎熔融成型机械法回收处理废塑料一般流程图由于废旧塑料再利用，材料的力学性能会有所降低，因此简单机械加工中常会添加一些添加剂来提高再生产品的性能。PVC改性添加剂填料纳米碳酸钙、木粉、海泡石等，其中纳米碳酸钙对复合材料性能影响较小。增韧剂SBS、MBS（甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯共聚物、蒙脱土、TPU（热塑性聚氨酯弹性体橡胶）、SBR（丁苯橡胶）等。阻燃剂Sb2O3、Al（OH）3、癸二酸二辛酯、三点碱硫酸铅、二碱式亚磷酸铅。抗老化剂、抗静电、色母粒交联剂、接枝剂。g（3）化学法PVC碎屑可在充氧的氢氧化钠溶液中，于150～260℃及高压下被氧化为草酸和苯酸。在最佳条件下，1tPVC可生成600kg草酸及300kg苯酸。在氢氧化钠溶液浓度低于15mol/L时，提高溶液浓度，草酸生成量增加反应的第一步(a)是PVC脱HCl以生成多烯烃，第二步(b)是在氧作用下通过双分子加成反应和多烯烃的环化生成芳香环，第三步(c)是芳香族化合物的液相氧化生成苯酸。而通过液相的碱催化氧化，多烯烃、芳香族化合物及苯酸三者均可转化为草酸及CO2。（4）焚烧法目前世界上已建立了大规模焚烧废旧PVC的装置，但因焚烧PVC时会生成二噁英及释出HCl，所以此法一直遭到公众的非议。但有专家认为，含氯的城市垃圾焚烧时都会生成二噁英，而实验证明，城市垃圾中PVC含量增加时，焚烧时二噁英的生成量并不增高。而且，即使焚烧时形成二噁英，它在高于800℃下也会分解。另外，PVC焚烧时放出的HCl可很容易用碱中和。同时，即使城市垃圾中不含PVC，焚烧它们时也必须净化焚烧炉的废气的。所以他们认为，当焚烧城市垃圾时或其他塑料时，没有必要消除其中所混杂的PVC。有些难于用机械法或化学法回收的PVC复合材料制品，可以用焚烧法处理以回收HCl及能量。再生PVC的应用（1）木塑复合材料以废旧PVC塑料、PVC树脂和植物纤维为原料，经特殊加工工艺复合而成的PVC木塑复合材料可用于生产木塑托盘、货架、地板等。尤其是地板，可用于化工车间，经久耐用。由于PVC木塑复合材料制成的托盘的综合性能高于木制托盘和全塑托盘，而且在耐酸碱性、耐水性、耐用性、尺寸稳定性、可回收性等方面优于木质托盘，因此得到广泛应用。（2）再生的PVC发泡塑料鞋再生的PVC发泡塑料鞋，其配方90份(质量份数，下同)废的PVC(注塑鞋底、薄膜、泡沫鞋底三者的质量之比为3∶2∶5)、10份新PVC(聚合度为1300)、以及8份改性剂丁腈橡胶、氯化聚乙烯的质量之比为6∶4)、8份增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯)、1.5份三盐、12份CaCO3、5份AC发泡剂、0.1份交联剂(过氧化异丙苯)，其生产工艺与原工艺相同。(3)裂解PVC以回收化工原料热裂解方法是将挑选过的废旧塑料经热裂解制得燃烧料油及燃料气的方法。PVC热裂解反应可分为两个阶段：第一阶段(200～300℃)是脱氯反应生成HCl，残留固体为聚烯烃类物质，其中约15%是苯；第二阶段(360～500℃)发生C-C键的裂解，生成脂肪族、芳香族烯烃和碳等。其中，生成的HCl用气体吸收法收集，可用于制作盐酸或合成氯乙烯单体。(4)焚烧PVC以利用热能及氯气在处理含有PVC的废塑料时，一般可利用其发热量大的特点，使其与各种可燃垃圾如废纸、木屑、果壳和下水污泥等)混配，制成热量可达21MJ/kg、粒度均匀的固体燃料(RDF)。这样既便于储存和运输，也可用来替代供锅炉和工业窑炉燃用的燃料，又能使氯得到释放，提高热效率。(5)PVC壁纸、PVC人造革等方面的应用。