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废塑料脱卤技术 发帖人 : 互助管理员

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2016-06-02 15:30
           由于聚氯乙烯(PVC)和各种含卤阻燃剂的存在,使得卤素的处理成为废塑料回收中必须面对的问题。目前对含卤塑料材料的脱卤技术研究和开发卤族阻燃剂的替代品已经成为安全有效回收废塑料的重要问题。


                                                        图1 .常见的塑料脱卤的处理方法

           常见的废塑料脱卤处理方法如图1所示,根据脱卤过程中塑料是否发生变化,可以分为破坏性脱卤和非破坏性脱卤两类。破坏性脱卤需要塑料本身的分解才能进行,而非破坏性脱卤则是在不改变其分子结构的前提下进行的。

           (1)热分解脱卤

            热分解脱卤是提出最早、应用时间最长的脱卤技术,但是由于效率较低,并涉及到复杂的化学反应过程,应用限制较多。由于废塑料的复杂组成,其所含有的添加剂和稳定剂都会影响HCL生成。只能根据单种塑料预测设定混合物的最佳脱氯温度和时间,误差较大。目前研究方向是两端多段法,吸附法,催化剂法。

            (2)超临界萃取法脱卤

            超临界萃取技术脱卤是近期研究的热点,它应用于添加性阻燃塑料,现在比较成熟的技术是超临界水和CO2的脱卤技术。超临界CO2法和超临界水萃取法相比,除了超临界CO2具有极好的渗透性和溶解性外,还可以在几乎不引起塑料分解的条件下脱卤,并基本没有有毒有害物质产生,是较为环保的技术。但该方法要求反应条件复杂,对温度和压力要求高,而且并不是对所有的阻燃剂都有效,这些问题限制了该方法的应用范围。

           (3)化学还原法脱卤 

            化学还原法已成功用于PCBs、农药和制冷剂的脱卤处理。该方法利用碱金属溶于液氨形成溶剂化电子溶液的极强还原性,可以在不破坏材料结构的条件下置换出其中的卤素,特别适用于超临界萃取无法处理的反应型阻燃塑料。但是该方法对介质中的杂质离子,主要是NH4+比较敏感,价格昂贵且不稳定、不适合大批量生产。该方法的发展方向是进一步开发廉价稳定的替代溶剂来解决成本问题。

           (4)化学机械法脱卤

            机械化学是指通过剪切、磨擦、冲击、挤压等手段,对固体、液体等凝聚态物质施加机械能,诱导其结构及物理化学性质发生变化,并诱发化学反应。机械化学反应的动力是机械能而非热能,相对于传统脱卤工艺高温、高压等苛刻反应条件和成套反应设备,化学机械脱卤在一般反应条件和催化剂的作用下即可完成。

           目前,机械化学方法现已发展成为物质化学合成、材料制备与改性的一种标准工艺。现在关注的焦点是球磨法和化学挤出法。其微观的反应机理现在还不明确,有待进一步研究。

           (5)化学挤出法

           利用挤出机,通过特殊的加料工艺及螺杆造型,使废塑料在共混挤出的过程中,一步或几步完成脱卤、共混、挤出成型或裂解。作为一种最近几年才兴起的新方法,其脱卤的连续性,高效,低污染使其迅速成为关注的焦点,但现在该技术尚在试验阶段,可参考的数据不多,还有很多问题亟待解决。

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    回复人: 徐小海
    2016-10-20 15:52:06
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