废旧塑料的回收利用具有很强的社会意义和经济效益。长期以来,汽车塑料配件因其良好的耐腐蚀性、降解速度慢、处理后难以处理而被称为“白色污染”。但这些并不妨碍废塑料仍然是一种具有高热值的材料。合理利用有利于减少污染、节约能源、降低原材料成本、实现可持续发展。
由于热固性塑料不具有重塑能力,因此对废塑料回收利用的研究和应用更多地集中在热塑性塑料上。由于通常彼此不相容的不同类型的塑料的不同性质,
为了较大限度地利用资源并达到理想的回收效果,有必要在使用前对废塑料进行识别和分类。
识别废塑料类型的主要方法包括物理方法和化学方法。物理方法又分为塑料外观识别、塑料加热识别、塑料热分析识别、塑料密度识别、塑料静电测试识别、塑料溶剂处理识别,以及光谱分析方法(如红外光谱、激光拉曼光谱、激光发射光谱和等离子体发射光谱)。化学方法主要包括燃烧试验鉴定、热解试验鉴定和塑料显色反应鉴定。
关于塑料的识别,有几点需要注意:
(1)一些塑料鉴定方法也可以应用于不同塑料品种的分离。当两种塑料的密度存在显著差异时,密度法是非常有效的。静电判别规则可用于极性有显著差异的塑料的分离。
(2)由于废塑料的来源不同,当塑料中有许多杂质时,在鉴定之前需要进行必要的清洁、干燥、磁选等处理。
(3)填料改性在塑料工业中有许多应用。当废塑料中含有大量填料时,会影响其使用质量。由于无机填料是不燃的,所以可以通过燃烧试验或热解试验后的灰分来大致判断塑料中是否有填料及其含量。
(4)由于塑料工业的快速发展,许多塑料制品都是改性塑料或含有大量添加剂。通常很难通过单一的识别方法获得准确的结果。如果一些热塑性材料经过交联或微交联改性,很难通过简单的燃烧试验来确定,而热塑性塑料在交联处理后失去了再增塑的能力。如果鉴定不与溶解测试或光谱测试等方法相结合,盲目购买将造成不必要的损失。例如,许多塑料制品是通过共混改性的。虽然它不影响其回收,但在确定其成分时往往会遇到很大困难。在这种情况下,必须使用多种识别方法进行综合判断。
(5)积累丰富的知识和经验有利于识别塑料类型。例如,大多数废弃的CD是由PC材料制成的,而大多数废弃的电线和电缆是由PE或PVC材料制成的。废弃的农业薄模具大多由PE材料制成,而废弃的塑料编织袋大多由HDPE和PP材料制成。废塑料管大多由聚氯乙烯或高密度聚乙烯材料制成。
(6)由于树脂价格的快速上涨,一些塑料退货可能是二次退货,甚至是多次退货。由于成型过程中的热、剪切和氧效应,树脂不可避免地会发生基体分解反应,导致聚合物的相对分子量降低,并影响塑料产品的性能。此时,可以通过识别材料的熔体流动指数来判断废塑料的等级。
需要指出的是,废塑料中各种成分的种类和含量很难准确测定,在实际生产中也很难保证废塑料来源的稳定性。因此,当产品对相关质量有较高要求时,如重金属含量和健康安全水平,不要选择或混合使用废塑料。
下面简单介绍一下工业上汽车塑料配件的几种简单鉴定方法。
1、外观识别方法
塑料的外观识别方法是根据塑料的形状、颜色、光泽、透明度、抗弯性、硬度和弹性来识别塑料的类型。例如,从塑料制品的透明度来看,热塑性结晶塑料是半透明、乳白色或不透明的。只有当产品的厚度较薄时,例如较薄的成型产品,才会显示透明度;不含添加剂的热塑性无定形塑料通常是完全透明的;由于填料的存在,热固性塑料通常是不透明的。
下表列出了几种常用塑料的外观形状,但需要指出的是,该表仅指不含大量添加剂或添加剂的塑料产品的外观特性。
2、密度识别方法
不同塑料品种的密度存在差异,因此密度法可以用于识别塑料品种,而在塑料回收过程中,密度法可以用来分离塑料垃圾。然而,密度法很少仅用于塑料的识别,因为塑料中的各种添加剂,以及成型和加工方法和工艺条件,都会对塑料产品的密度产生影响。下表列出了使用不同密度的溶液识别塑料的方法。
3、溶液识别方法
聚合物材料可分为直链、支链和交联、结晶和无定形、极性和非极性,对不同溶液的溶解度不同。作为一般的热塑性材料,它们可以在一定的溶剂中膨胀或溶解;然而,热固性塑料或交联热塑性塑料不能溶解,在固化度或交联度较低时只能轻微膨胀;结晶塑料通常需要在更高的温度下溶解;极性聚合物只能溶解在极性溶剂中。
下表列出了一些聚合物材料的溶解度。
4、燃烧识别方法
聚合物材料属于有机材料,并且大多是可燃的。然而,由于化学结构和物理结构的差异,燃烧现象各不相同。塑料的类型可以根据其是否可以燃烧、燃烧的难度、火焰的颜色、烟雾的强度、自熄性和散发的气味等特性来确定。
下表提供了主要塑料的燃烧特性。
5、塑料薄膜的简易识别方法
塑料薄膜是塑料的主要品种。各种塑料薄膜在延展性、撕裂强度、溶解性、熔融性和热收缩性能方面存在显著差异。这些差异可以用于综合判断。下图显示了常见塑料薄膜的简单而全面的识别过程。
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