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              PS泡沫塑料優質再生創新技術應用

              時間:2020-05-26 06:02 閱讀:679 來源:互聯網

              ????????聚苯乙烯(PS)泡沫塑料作為電子電器減震包裝、食品保鮮包裝的主要包裝材料被大量使用,這些一次性包裝材料造成嚴重的“白色污染”。

              ????????傳統的PS泡沫塑料回收再生主要是采取熔融擠出造粒的生產工藝,然而聚苯乙烯泡沫廢塑料因自然老化和多次熱加工的熱力學歷程,會發生不同程度的熱降解,局部分子鏈發生斷鏈,其性能較新料至少降低了30%,得不到很好利用,故改善提高聚苯乙烯廢塑料力學性能的創新意義重大。

              ????????上海英科實業有限公司成立于2002年,是一家專業聚苯乙烯泡沫塑料回收和再生應用的高科技企業,現達年回收廢舊PS泡沫塑料5萬多噸,年產120萬箱仿木框線規模,相當于每年可避免200萬顆樹木被砍伐。

              ????????創新思路

              ????????目前,改善聚苯乙烯泡沫廢塑料力學性能的方法主要是添加一種或幾種改性助劑,添加的改性助劑主要有:

              ????????1、橡膠類,該類彈性體可顯著提高廢塑料的韌性,但剛度、拉伸強度和加工性能又有不同程度的降低,且此類改性劑價格較高。

              ????????2、納米無機粒子,利用納米材料自身獨特的表面效應、體積效應、量子尺寸效應,可對廢塑料內部的缺陷進行極好的修飾,從而大幅度提高了廢塑料材料的強度、韌性等。上述兩類助劑是通過物理共混改性,利用加入助劑自身的特點改善聚苯乙烯廢塑料的性能。

              ????????本文作者李志杰。

              ????????本創新方案研發生產的聚苯乙烯廢塑料改性劑為分子鏈調節劑,該分子鏈調節劑可以在螺桿中與聚苯乙烯廢塑料發生化學反應,減少聚苯乙烯廢塑料中的分子缺陷,可從分子鏈微觀角度改善分子結構,提高聚苯乙烯廢塑料的力學性能。

              ????????從經濟效益考慮,廢舊塑料回收行業最大的優勢在于成本低,在目前塑料原料價格基礎上進行比較,用廢塑料再加工制成的產品成本,僅為正品原料制成品的50%左右。

              ????????創新過程

              ????????本技術采用了具有特殊結構的環糊精為包覆劑,該包覆劑具有空腔結構,內腔具有疏水性,外表面具有親水性,可與一些物質形成包合物。

              ????????在超聲波的作用下,引發劑可均勻地分散在空腔的內側,在常溫條件下,該包覆結構基本上處于穩定狀態,發揮不了引發劑本身的活性。

              ????????但是在高于100℃時,環糊精內腔的引發劑將會逐步釋放出來,與苯乙烯單體或低分子量PS不定向的自由基聚合,減少PS廢塑料中的分子缺陷,故在使用過程既可以保證引發劑起到增加分子鏈長度的效果,又不會因反應劇烈而導致分子鏈的缺陷。

              ????????在聚苯乙烯廢棄泡沫塑料再生加工過程中,添加3%分子鏈調節劑制備的材料的力學性能

              ????????該創新生產工藝經濟適用、方便快捷,能夠連續大批量生產,在聚苯乙烯廢塑料回收造?;蚣庸み^程中加入該分子鏈調節劑,材料的力學性能可提高25%左右,制得產品性能基本上達到新料的標準。

              ????????由于本項目的制備工藝過程中,使用了具有特殊空腔結構的環糊精,在超聲波的條件下,可以成功地包覆引發劑,在常溫下,環糊精內腔內的引發劑非常穩定,故提高了分子鏈調節劑的保存時間,并且保證在使用過程也不會發生劇烈反應。

              ????????在聚苯乙烯廢塑料熱加工過程中,加入分子鏈調節劑,在高溫條件下(高于140℃),環糊精內腔中的引發劑逐漸釋放出來,與苯乙烯單體或聚苯乙烯發生不定向的自由基聚合,進而使得分子量增長。故可以顯著提高材料的物理化學性能,它的出現,可能將會開辟聚苯乙烯廢塑料回收和應用領域改性的一個新方向。

              ????????創新成果

              ????????本創新技術較傳統的技術有了極大的提升,再生PS產品純凈度可以達到99%,產品外觀、性能已與新料無異。項目產品PS再生粒子經通標標準技術服務(上海)有限公司(SGS)檢測證明:產品合格,符合國家標準GB/T 19645-2013《塑料 聚苯乙烯再生改性專用料》和企業標準Q/0305ZYK 001-2014《聚苯乙烯(PS)再生粒子》的要求。

              ????????經教育部科技查新工作站(L06)查新結果:“課題的創新點具有一定的國內外新穎性,與國內外同類研究相比,具有國際先進水平”。同時通過了工業和信息化部科技成果鑒定,被列為國家火炬計劃項目產業化重點項目,項目編號2011GH060329。

              ????????本項目被認定為上海市高新技術成果轉化項目,項目等級A、技術貢獻系數0.90,項目編號201204263。且被評為2014年度上海市高新技術成果轉化百佳項目。2014年獲得了上海市科技進步獎。2018年獲得上海市重點產品質量振興攻關成果二等獎。

              ????????基于本項目核心技術,項目組獲得了3項專利,其中授權發明專利項,實審發明專利1項,授權實用新型專利1項。形成了1項國家標準,1項行業標準,發表論文2篇。

              ????????經濟效益:本創新技術在公司各個生產基地得到推廣應用,達到良好效果,2018年共回收5萬噸廢舊PS泡沫,實現銷售收入10億元。

              ????????環境效益:相關研究標明,1立方米木材可以吸收1.83噸二氧化碳,1噸聚苯乙烯仿木線材替代2.5立方米木材。聚苯乙烯仿木線材的原材料為廢舊聚苯乙烯泡沫,如按常規處理方式將這些廢舊聚苯乙烯泡沫焚燒,每焚燒1噸廢舊聚苯乙烯泡沫將會有2噸二氧化碳產生。

              ????????因此1噸聚苯乙烯仿木線材替代天然木材就可實現減排二氧化碳6.5噸。另外,每生產1噸聚苯乙烯需消耗3噸石油能源。本技術成果的應用,每年回收再生并應用5萬噸廢舊聚苯乙烯泡沫,相當于減排33萬噸二氧化碳、節約15萬噸石油能源、節約13萬立方木材資源。

              ????????創新經驗

              ????????建立研發管理體系,提高創新項目的技術研發和應用水平,并在具體研發過程中實施有效的技術管理,分為三個層次:

              ?????????第一個層次是技術委員會的技術管理,包括:① 指導創新項目研發技術管理體系的建立;② 研發技術發展情況的監督檢查和規劃實施;③ 審批項目的技術規范和相關標準;④ 開展項目技術評審工作;⑤重大技術問題的處理;決定新技術的推廣應用等。

              ?????????第二個層次是技術中心的創新技術管理,包括:① 日常研發技術管理;② 技術標準化及應用管理;③ 組織開展各階段的評審工作;④ 技術交流管理。

              ????????? 第三個層次是具體創新項目研發過程中的技術管理,包括:① 在項目不同階段進行的階段方案設計管理;② 方案總體設計和詳細設計的內部審查;③ 階段輸出文件管理;④ 制造和測試技術支持和協作管理;⑤ 技術數據的歸檔管理。與高校建立產學研合作,加快創新體系建設。

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