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一文看懂HDPE回收時的污染問題

發布日期:2019-07-12 作者: 點擊:

回收HDPE的污染問題是由很多因素導致的,在產品整個周期的各個階段,各種污染都會發生。如在制造過程中有意加入不相似的聚合物如PP封口的,貼上膠黏劑的紙標簽,加入添加劑如顏料;在使用過程中混入包裝材料;收集過程中消費者將不同類型的塑料混合在一起;環境因素引起的污染及再加工導致的污染。


以下總結了PE同收過程中遇到的各種污染問題及其對回收工藝和回收產品的影響:

PP:未熔融的塊狀物,熔縫缺陷,分層

PET:未熔融的塊狀物,堵塞熔體傳送通道

金屬碎片:堵塞注壓嘴,催化聚合物氧化

紙纖維吹塑瓶子爆破

泥土:凝膠,摻雜物的應力集中

顏料:不合需要的顏色變化

牛奶由于丁酸脂解產物導致的腐臭氣味,聚合物的塑化降低

電動機潤滑油:殘余的氣味問題

氫過氧化物引發熱和光氧化反應

HDPE中的PP污染

HDPE中的PP污染來源于注塑PP封口和蓋子,以及把PP瓶誤認為是HDPE瓶。在HDPE回收流中的PP在浮降工藝中不容易除去,這是因為這兩種聚合物的密度都小于1。由于PP蓋子是注塑的,因此它的熔體黏度明顯地不同于用于吹塑瓶子的HDPE的熔體指數,從而加劇了HDPE和PP的不相容性。

由于PP和HDPE的不相容,PP的含量超過5%就會導致結晶過程中的相分離,而且少量的PP加到HDPE中也會降低HDPE的低溫沖擊強度。當PP含量超過10%,HDPE回收料的韌性迅速下降。由于HDPE和PP具有相似的密度,采用通常的物理分離技術幾乎無法將它們分開。但是,精密的1R分光光度分離法可將這兩種聚烯烴分離開。

HDPE均聚物中的HDPE共聚物污染

回收的HDPE均聚物也會被HDPE共聚物污染,如用于生產清潔劑和HIC瓶子的乙烯-丁烯共聚物。生產經驗表明,由于清潔劑瓶(HIC)脂的熔體指數較低,會發生加工困難。在大的模塑制品的生產過程中,也會存在各種形式的加工問題,如水泡、注射量不足和熔接線缺陷。

HDPE中的PET污染

由于聚酯飲料瓶的廣泛使用,在PE的回收和分類階段中PET是常見的污染物。但是,因二者密度的不同,這些聚合物通過浮降法很容易分開。由于PET在HDPE通常的加工溫度下是固態,任何不熔融的PET的存在都會很快地堵塞熔體加工設備中的熔體輸送通道及注射噴嘴。

HDPE中的膠黏劑雜質及紙雜質

在HDPE回收過程中,熱熔型膠黏劑的存在確實是個問題。例如,熔體指數為300g/10min的EVA熱熔體在再加工過程中能夠與HDPE共混,終末降低回收料的機械性能。

許多HDPE和PET瓶子(如牛奶和飲料容器)有紙標簽,這些紙標簽通常在回收過程的洗滌階段被除去。但是以纖維素形式殘存的紙在再加工過程中會導致許多問題(如形成孔洞和表面缺陷)。

包裝內容物的污染

HDPE瓶子通常會被遷移到聚合物中的內容物所污染,或者被標準洗滌方法很難除去的殘余物污染。通常聚合物的這種污染是由公眾非有意二次使用塑料容器存儲化學藥品或其他所導致的。清潔劑、漂白液、潤滑油和石油溶劑油瓶子可以回收,但污染物通常被吸收到容器壁中,即使經過徹底洗滌也不能除去。

舊牛奶瓶即使經過反復洗滌,也會殘存3%(質量)的丁酸,因此由舊牛奶瓶回收的HDPE有異味。丁酸是牛奶脂肪脂解的產物,能夠被吸收到HDPE結構中。正常的洗滌程序不能將HDPE中的丁酸殘余物徹底除去。

分析牛奶殘余物對由舊的牛奶瓶回收的HDPE質量的影響,結果發現丁酸除了能使聚合物有異味外,還能擴散到HDPE瓶子壁中,由于內增塑/潤滑作用使聚合物的拉伸強度和機械性能下降。

Slvay Research Technlgy開發了能夠將降解的牛奶氣味從回收HDPE牛奶瓶中除去的處理工藝。該工藝由水蒸氣分離槽組成,通過水處理過程,水蒸氣分離槽基本上能將聚合物中的揮發氣味趕走。降解的牛奶氣味也可通過氫氧化鈉(苛性鈉)處理來除去。

添加劑的污染

顏料污染物是HDPE回收中的一個主要問題,它會導致顏色變化,通常得到黑色的回收料。而且,PE瓶和袋子中使用的顏料常以便宜的金屬氧化物為主。例如,通常的棕色、灰色和橙色顏料都是以各種鐵的氧化物或氫氧化物為基礎,這些化合物在HDPF的再加工過程中遇到高溫(如220℃)會起到氧化還原劑的作用。


在HDPE牛奶瓶的回收過程中,彩色的瓶蓋是主要的污染問題。在生產無色回收料方面已作出很多努力。盡管在很多應用場合可以使用彩色回收料,但不能用于淺色吹塑瓶中。目前建議用PP生產瓶蓋,但是由于PP的熔點較高也會導致其他問題。

HDPE回收料的純化

由于粒狀污染物在吹塑過程中會導致孔洞的形成,因此吹塑級的HDPE回收料需要純化除去粒狀污染物。即使可粘貼標簽中的紙纖維也會導致吹塑瓶子的爆破。熔融相中的固體雜質可通過熔體過濾從回收HDPE中除去。粗過濾可除去大量的固體雜質。但是,根據回收料的純度,可縮短過濾周期(約5min),因此有必要使用自動換網裝置。

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