隨著消費節(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,因此針對這些廢舊塑料回收利用的研究具有重要意義,同時也迫在眉睫。摩擦靜電分選是一種干法分選方式,其主要基于物質(zhì)表面的電學性質(zhì)差異完成對不同物質(zhì)的分離提純。在分選回收過程中可以保留物質(zhì)原有性質(zhì),且能耗小,無二次污染,適合廢舊塑料的分選回收。本文以四種原生塑料和三種實際廢舊塑料為研究對象,對塑料的流化摩擦荷電機理、不同組分下的流化荷電特性進行了研究,并利用實驗室摩擦電選裝置進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,荷電過程中伴隨著PVC表面獨有的Cl元素轉(zhuǎn)移到其它三種塑料表面,從微觀上證實了流化荷電過程中有物質(zhì)轉(zhuǎn)移。同時,通過電化學的方法,將摩擦之后帶有負電荷的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表面檢測到Cu單質(zhì),實驗結(jié)果表明荷電PVC顆粒使得溶液內(nèi)增加了可以發(fā)生還原反應的電子,而電子最初來自流化摩擦荷電過程中塑料表面電子的轉(zhuǎn)移及積聚。塑料化學結(jié)構(gòu)中的側(cè)鏈官能基團電負性決定著塑料摩擦荷電過程中的荷電特性�；鶊F電負性越大,塑料表面越易得到電子,摩擦荷電過程中越傾向于荷負電。不同塑料摩擦荷電過程中,側(cè)鏈基團電負性差值的大小決定著兩者摩擦荷電過程中的荷電速率以及飽和荷質(zhì)比的大小。電負性差值越大,電子可轉(zhuǎn)移的能力越強,荷電速率越快,顆粒飽和荷質(zhì)比越大。在對原生塑料不同組分以及影響因素的分選探究基礎(chǔ)上,開展了兩組分以及三組分實際物料的靜電分選。其中兩組分PP-PVC混合物料分選時,獲得的正負極產(chǎn)品品位達到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,采用Design-Expert軟件設(shè)計的響應面實驗結(jié)果表明,流化時間為240 s,流化氣速2.73 m/s以及分選電壓60 kV時達到最優(yōu)分選效果。最優(yōu)實驗條件下所得到的PP、PET、PVC產(chǎn)品的品位分別達到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,參考文獻91篇。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X705
【部分圖文】：

Research Background）原料經(jīng)過加聚或是縮聚反應生成的一大類氣的 4%被用來生產(chǎn)這些塑料單體原料[2]多以及質(zhì)量輕等優(yōu)點，因此在建材、包裝用(圖 1-1)[3]。但隨著我國塑料生產(chǎn)與使用料得不到合理的處理被肆意堆放掩埋，釋時造成了嚴重的環(huán)境污染與資源浪費[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)

但隨著我國塑料生產(chǎn)與使用量的逐年增長（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)，同時造成了嚴重的環(huán)境污染與資源浪費[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，且這一過程是可逆的，可以反復進行）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)境負荷，最大限度的利用石油資源[7]。圖 1-1 塑料消費領(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)分析以及分選探究兩個方面展開實驗過流化摩擦的荷電方式，對原生塑料的荷電特性進行實驗探究。首物料為基礎(chǔ)得到不同塑料摩擦過程中的荷電速率和飽和荷質(zhì)比。其基礎(chǔ)上對三組分混合塑料流化摩擦狀態(tài)下的荷電分布進一步探索分靜電分選實驗奠定基礎(chǔ)。最后實驗借助 FT-IR、XPS 分析儀器對之后產(chǎn)生電荷的機理進行進一步深入探究，以塑料聚合物官能團電，對摩擦過程中的電子或物質(zhì)轉(zhuǎn)移進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程作因素對最終分選結(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)，以單體官能基團電負性為荷電機理進行分析，嘗試建立兩種不同塑料之間在基團電負性上的
【參考文獻】

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1 陳丹;黃興元;汪朋;梁雄;周獻華;;廢舊塑料回收利用的有效途徑[J];工程塑料應用;2012年09期

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

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本文編號：2879811