發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 22:10

　　 隨著消費(fèi)節(jié)奏的加快,廢舊塑料日益增加。在這些廢舊的塑料中有90%是可以被回收利用的可塑性塑料,因此針對(duì)這些廢舊塑料回收利用的研究具有重要意義,同時(shí)也迫在眉睫。摩擦靜電分選是一種干法分選方式,其主要基于物質(zhì)表面的電學(xué)性質(zhì)差異完成對(duì)不同物質(zhì)的分離提純。在分選回收過(guò)程中可以保留物質(zhì)原有性質(zhì),且能耗小,無(wú)二次污染,適合廢舊塑料的分選回收。本文以四種原生塑料和三種實(shí)際廢舊塑料為研究對(duì)象,對(duì)塑料的流化摩擦荷電機(jī)理、不同組分下的流化荷電特性進(jìn)行了研究,并利用實(shí)驗(yàn)室摩擦電選裝置進(jìn)行了不同塑料組分下的分選研究。四種原生塑料以及三種實(shí)際塑料的流化摩擦荷電特性研究結(jié)果表明,原生塑料荷正電序列依次為PE、PP、PET、PVC;實(shí)際塑料的荷正電序列為PP、PET、PVC。不同原生塑料二元混配流化摩擦荷電速率研究表明:五種組合下的流化荷電速率大小依次為PE-PVC、PP-PVC、PE-PET、PP-PET、PET-PVC。同時(shí)五種組合下的飽和荷質(zhì)比大小順序與流化荷電速率順序一致。借助XPS分析儀器從微觀角度對(duì)PE、PP、PET三種原生塑料與PVC摩擦前后的表面元素跟蹤分析表明,荷電過(guò)程中伴隨著PVC表面獨(dú)有的Cl元素轉(zhuǎn)移到其它三種塑料表面,從微觀上證實(shí)了流化荷電過(guò)程中有物質(zhì)轉(zhuǎn)移。同時(shí),通過(guò)電化學(xué)的方法,將摩擦之后帶有負(fù)電荷的PVC顆粒分別加入H~+、Cu~(2+)溶液中,發(fā)現(xiàn)溶液內(nèi)pH值升高、電流增加,并在PVC表面檢測(cè)到Cu單質(zhì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明荷電PVC顆粒使得溶液內(nèi)增加了可以發(fā)生還原反應(yīng)的電子,而電子最初來(lái)自流化摩擦荷電過(guò)程中塑料表面電子的轉(zhuǎn)移及積聚。塑料化學(xué)結(jié)構(gòu)中的側(cè)鏈官能基團(tuán)電負(fù)性決定著塑料摩擦荷電過(guò)程中的荷電特性�；鶊F(tuán)電負(fù)性越大,塑料表面越易得到電子,摩擦荷電過(guò)程中越傾向于荷負(fù)電。不同塑料摩擦荷電過(guò)程中,側(cè)鏈基團(tuán)電負(fù)性差值的大小決定著兩者摩擦荷電過(guò)程中的荷電速率以及飽和荷質(zhì)比的大小。電負(fù)性差值越大,電子可轉(zhuǎn)移的能力越強(qiáng),荷電速率越快,顆粒飽和荷質(zhì)比越大。在對(duì)原生塑料不同組分以及影響因素的分選探究基礎(chǔ)上,開(kāi)展了兩組分以及三組分實(shí)際物料的靜電分選。其中兩組分PP-PVC混合物料分選時(shí),獲得的正負(fù)極產(chǎn)品品位達(dá)到PVC 95.79%、PP 86.90%,回收率分別為87.02%、95.71%。PP、PET、PVC三組分混合物料分選時(shí),采用Design-Expert軟件設(shè)計(jì)的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,流化時(shí)間為240 s,流化氣速2.73 m/s以及分選電壓60 kV時(shí)達(dá)到最優(yōu)分選效果。最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下所得到的PP、PET、PVC產(chǎn)品的品位分別達(dá)到80.28%、79.18%、80.17%,回收率分別為89.86%、88.24%、85.88%。該論文共有圖53幅,表16個(gè),參考文獻(xiàn)91篇。
【學(xué)位單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X705
【部分圖文】：

Research Background）原料經(jīng)過(guò)加聚或是縮聚反應(yīng)生成的一大類氣的 4%被用來(lái)生產(chǎn)這些塑料單體原料[2]多以及質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，因此在建材、包裝用(圖 1-1)[3]。但隨著我國(guó)塑料生產(chǎn)與使用料得不到合理的處理被肆意堆放掩埋，釋時(shí)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)[4]。（具有加熱軟化、冷卻硬化的特性，且這 90%的比例，在這 90%的塑料中主要是以烯（PP）和聚苯乙烯（PS）為主，其次氰（ABS）和聚甲醛（POM）等[5, 6]。因其是熱塑性塑料的回收利用，盡量減少環(huán)

但隨著我國(guó)塑料生產(chǎn)與使用量的逐年增長(zhǎng)（圖1-2），大量的廢棄塑料得不到合理的處理被肆意堆放掩埋，釋放出有毒氣體不僅致使土壤變質(zhì)，同時(shí)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)[4]。然而在廢棄的塑料制品中，熱塑性塑料（具有加熱軟化、冷卻硬化的特性，且這一過(guò)程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行）占到近 90%的比例，在這 90%的塑料中主要是以聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）為主，其次是聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、丙烯氰（ABS）和聚甲醛（POM）等[5, 6]。因此，應(yīng)高度重視塑料的回收利用，尤其是熱塑性塑料的回收利用，盡量減少環(huán)境負(fù)荷，最大限度的利用石油資源[7]。圖 1-1 塑料消費(fèi)領(lǐng)域Figure1-1 Area of plastic consumption圖 1-2 近年塑料制品產(chǎn)量Figure1-2 Production of plastic products in recent years

圖 1-3 技術(shù)路線圖Figure1-3 The technology roadmap課題主要從塑料的荷電基礎(chǔ)分析以及分選探究?jī)蓚�(gè)方面展開(kāi)實(shí)驗(yàn)過(guò)流化摩擦的荷電方式，對(duì)原生塑料的荷電特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。首物料為基礎(chǔ)得到不同塑料摩擦過(guò)程中的荷電速率和飽和荷質(zhì)比。其基礎(chǔ)上對(duì)三組分混合塑料流化摩擦狀態(tài)下的荷電分布進(jìn)一步探索分靜電分選實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。最后實(shí)驗(yàn)借助 FT-IR、XPS 分析儀器對(duì)之后產(chǎn)生電荷的機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步深入探究，以塑料聚合物官能團(tuán)電，對(duì)摩擦過(guò)程中的電子或物質(zhì)轉(zhuǎn)移進(jìn)行宏觀的表征并與荷電速率或立函數(shù)關(guān)系。分選探究主要是分析流化摩擦荷電以及靜電分選過(guò)程作因素對(duì)最終分選結(jié)果的影響，分別以兩組分混合塑料以及三組分探究，以期達(dá)到最佳的分選效果。新性（Innovation）課題是從原生塑料物料的荷電特性出發(fā)，以單體官能基團(tuán)電負(fù)性為荷電機(jī)理進(jìn)行分析，嘗試建立兩種不同塑料之間在基團(tuán)電負(fù)性上的
【參考文獻(xiàn)】

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1 陳丹;黃興元;汪朋;梁雄;周獻(xiàn)華;;廢舊塑料回收利用的有效途徑[J];工程塑料應(yīng)用;2012年09期

2 周炳炎;郭琳琳;李麗;于泓錦;;我國(guó)塑料包裝廢物的產(chǎn)生和回收特性及管理對(duì)策[J];環(huán)境科學(xué)研究;2010年03期

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本文編號(hào)：2879811