聚苯乙烯泡沫塑料回收与改性利用的研究

论文摘要

本论文研究从我国的市场要求出发，结合我国国情，筛选出对废弃聚苯乙烯泡沫塑料溶解快，溶量大的高效、无毒或低毒溶剂，用以实现聚苯乙烯的回收，充分挖掘废弃聚苯乙烯泡沫塑料的用途并研究其循环使用的可行方法。通过实验探索将废弃聚苯乙烯泡沫塑料改性加工成涂料、胶粘剂。努力达到变废为宝、综合利用资源、控制环境污染，力争实现可持续性的循环经济发展。 利用沉淀法回收聚苯乙烯泡沫塑料。工艺过程只需简单的加热，节省能源。石油裂解副产物C5馏分经过预处理，可以作为回收聚苯乙烯泡沫塑料的溶剂，充分挖掘了石油副产品的用途。选择沉淀剂通过重结晶提纯法提纯聚苯乙烯，从而回收得到高质量聚苯乙烯颗粒。所用溶剂和沉淀剂低毒、资源丰富、价廉易得，溶剂回收率高，溶剂及沉淀剂均可循环使用。采用间歇式投料并附加溶剂挥发分回收装置的工艺，降低了溶剂挥发损失，无二次污染。对回收聚苯乙烯的性能进行了测试，测试结果与标准级样品对比符合要求；红外光谱显示沉淀法回收的聚苯乙烯符合聚苯乙烯的特征吸收；回收的聚苯乙烯进行碳、氢元素分析表明实验值与理论值相符。 蒸馏溶剂法回收聚苯乙烯泡沫塑料。根据相似相溶原理，通过对大量有机溶剂、石油化工副产物、有机化工原料中间体等进行适合作为回收聚苯乙烯泡沫塑料溶剂的筛选，优化出适合的溶剂—环己烯，并对环己烯的性质，结构进行分析。环己烯是苯氢化制备环己烷的中间体，煤焦油中也含有环己烯，原料容易得到。将废弃聚苯乙烯泡沫塑料溶于溶剂环己烯后，经过消泡减容、沉降、蒸馏回收溶剂，回收得到聚苯乙烯塑料。对回收聚苯乙烯的性能进行了测试，测试结果与标准级对比符合要求。采用该工艺回收聚苯乙烯泡沫塑料，溶剂回收率超过93％，且能循环使用溶剂，聚苯乙烯的回收率最高可达98％。 利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制备涂料。实验系统地研究了溶剂、改性剂、增塑剂、乳化剂、颜填料及成膜物质对涂料的影响。由于聚苯乙烯是非极性物质，其分子结构中含有苯环，降低了高分子链节的柔韧性，在钢铁、木材表面的附着力差，漆膜的强度差，利用其作为涂料的成膜物质必须用其它极性的树脂对它改性，以增强涂料的附着力。按适合的比例加入松香改性剂后，所成漆膜的附着力明显提高，没有漆膜脱落现象。实验选择了邻苯二甲酸酯为涂料的增塑剂，邻苯二甲酸酯性能较全面，具有与树脂聚苯乙烯的相溶性好、价格便宜等特点，不但增塑效果好，而且用量少，降低了涂料生产成本。采用石油裂解副产物为溶剂，不仅可以提高涂料的涂膜性能、降低体系的粘度，而且作为涂料的主要成分，还大幅度地降低了涂料

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 废弃塑料的来源及影响
• 1.2.1 废弃塑料的来源
• 1.2.2 废弃塑料的影响
• 1.3 回收利用废弃塑料的经济效应和社会效应
• 1.4 废弃塑料的前期处理
• 1.4.1 废弃塑料的收集
• 1.4.2 废弃塑料的分选
• 1.4.3 废弃塑料的清洗和干燥
• 1.5 废弃聚苯乙烯回收与改性的研究现状
• 1.5.1 熔融挤出法
• 1.5.2 溶剂法回收
• 1.5.3 废弃聚苯乙烯的热裂解、催化裂解
• 1.5.4 用废弃聚苯乙烯泡沫塑料制成胶粘剂、涂料等产品
• 1.6 论文主要内容
• 1.6.1 选题背景和意义
• 1.6.2 本文完成的工作
• 第二章 溶剂沉淀法回收聚苯乙烯泡沫塑料的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 环戊二烯及其二聚体的基本性质和来源
• 2.3.2 回收聚苯乙烯的溶剂选择
• 2.3.3 溶解温度、溶解度、溶剂回收率等因素的关系
• 2.3.4 沉淀剂选择
• 2.3.5 回收聚苯乙烯的流程
• 2.3.6 回收聚苯乙烯的物理性质
• 2.3.7 回收聚苯乙烯的力学性能
• 2.3.8 沉淀法得到的聚苯乙烯的性能指标
• 2.3.9 回收聚苯乙烯的红外光谱和碳、氢分析
• 2.4 结论
• 第三章 溶剂蒸馏法回收聚苯乙烯泡沫塑料
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 回收聚苯乙烯的溶剂选择
• 3.3.2 溶解、蒸馏实验的单因素分析
• 3.3.3 回收聚苯乙烯的工艺流程
• 3.3.4 回收聚苯乙烯的物理性质
• 3.3.5 回收聚苯乙烯的力学性能
• 3.3.6 回收聚苯乙烯的红外光谱和碳、氢分析
• 3.4 结论
• 第四章 利用废弃聚苯乙烯塑料制备涂料
• 4.1 前言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 主要原料
• 4.2.2 主要设备
• 4.2.3 废弃聚苯乙烯的预处理
• 4.2.4 溶剂预处理
• 4.2.5 实验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 溶剂的选择
• 4.3.2 成膜改进剂的选择
• 4.3.3 增塑剂的选择
• 4.3.4 乳化剂的选择
• 4.3.5 颜填料的选择
• 4.3.6 涂料性能的测试
• 4.3.7 涂料的配比、性能及经济核算
• 4.4 结论
• 第五章 利用废弃聚苯乙烯塑料制备胶粘剂
• 5.1 前言
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 主要原料及设备
• 5.2.2 废弃聚苯乙烯的预处理
• 5.2.3 溶剂的预处理
• 5.2.4 胶粘剂的制备方法及工艺过程
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 胶粘剂的粘接机理
• 5.3.2 溶剂的选择
• 5.3.3 基料的选择与配比
• 5.3.4 增塑剂对粘合性能的影响
• 5.3.5 填料、乳化剂对粘合性能的影响
• 5.3.6 聚苯乙烯改性胶粘剂的配比、性能指标及成本核算
• 5.4 结论
• 第六章 总结论与展望
• 6.1 总结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读博士学位期间所作的工作
• 个人简历