电子废弃物壳体塑料资源再生技术试验研究

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目前,我国电子废弃物每年正以12-20%的速度增长,电子废弃物(waste electrical and electronic equipment, WEEE)已成为我国增长速度最快的固体废物之一。据环境保护部统计,我国每年电子废弃物产生量约2500万台左右,合50多万t。电子废弃物不仅蕴含着大量金属(金、银、铜等)、塑料(PP、ABS等)、玻璃等资源,而且也含有重金属(锡、铅、锌等)、阻燃剂等有毒有害物质,存在潜在的环境威胁。塑料在各种家用电器中被广泛使用,约占产品重量的30%左右。随着电子废弃物产生量的快速增加,其所含废塑料的产生量每年可达数十万t。与传统的填埋、焚烧等处理方式相比,废旧塑料资源再生已成为主要发展方向,电子废弃物塑料资源化是提高其循环利用率的最佳方式。本文在调研国内外电子废弃物壳体塑料资源化技术基础上,以废洗衣机壳体塑料的资源化关键技术研究为核心,重点开展废塑料的清洗、分选和改性(再生)3个环节相关技术及其主要影响因子研究。针对现有废塑料清洗时间长、二次污染严重问题,本论文重点探讨了一种绿色清洗方式——超声波清洗技术,并且研发了以烷基聚葡萄糖苷(APG)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、月桂醇聚氧乙烯醚(AE)等表面活性剂为主要成分的废塑料绿色清洗体系,与几种市售清洗剂相比,其去除油污的综合效果更佳且用量少。最佳超声清洗技术条件为:在45℃含1%自制清洗剂的水中浸泡30mmin后超声波清洗8min。从事电子废弃物处理相关企业绝大多数采用手工、经验分类方法来进行塑料分类,存在分类效果差、再生造粒产品附加值低等问题。要利用电子废弃物壳体塑料制备高值化产品,如何获取高纯度的单一品种的废塑料是关键技术。本论文以PP、ABS、PET为研究对象,在较为深入探讨浮选机理的基础上,选用浮选方法开展废塑料浮选分离技术研究。利用自制的塑料溶气浮选装置,以甲基异丁基甲醇MIBC为起泡剂,以单宁酸TA、甲基纤维素MC和木质素磺酸盐CaLS为润湿剂,探讨了润湿剂的种类、起泡剂用量、调整时间和浮选时间等对体系中混合塑料浮选行为的影响,初步确定其浮选分离的最佳条件为:用8mg/L单宁酸进行调整15min,浮选5min后将上浮物PP从混合物中分离,再用10mg/L甲基纤维素或者5mg/L木质素磺酸钙作为润湿剂调整15min,加入0.2ml/L甲基异丁基甲醇为起泡剂浮选5min,将ABS和PET成功分离。聚丙烯(PP)是电子产品中常用的塑料之一,在使用过程中存在一定程度的老化、降解,缺口冲击强度和断裂伸长率显著下降,其再生技术较PVC、PET等难度大。本文以废洗衣机壳体PP为研究对象,分别研究了增韧剂POE和SBS共混改性对废洗衣机壳体塑料力学性能的影响,得到了最佳的增韧改性设计方案,使废洗衣机壳体塑料的冲击强度提高了洗衣机专用料的2.3倍。改性后废PP塑料达到相关抗冲击性能标准,但需要进一步完善其拉伸强度和弯曲强度指标来满足实际生产要求。
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