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一文看懂HDPE回收时的污染问题

发布日期:2019-07-12 作者: 点击:

回收HDPE的污染问题是由很多因素导致的,在产品整个周期的各个阶段,各种污染都会发生。如在制造过程中有意加入不相似的聚合物如PP封口的,贴上胶黏剂的纸标签,加入添加剂如颜料;在使用过程中混入包装材料;收集过程中消费者将不同类型的塑料混合在一起;环境因素引起的污染及再加工导致的污染。


以下总结了PE同收过程中遇到的各种污染问题及其对回收工艺和回收产品的影响:

PP:未熔融的块状物,熔缝缺陷,分层

PET:未熔融的块状物,堵塞熔体传送通道

金属碎片:堵塞注压嘴,催化聚合物氧化

纸纤维吹塑瓶子爆破

泥土:凝胶,掺杂物的应力集中

颜料:不合需要的颜色变化

牛奶由于丁酸脂解产物导致的腐臭气味,聚合物的塑化降低

电动机润滑油:残余的气味问题

氢过氧化物引发热和光氧化反应

HDPE中的PP污染

HDPE中的PP污染来源于注塑PP封口和盖子,以及把PP瓶误认为是HDPE瓶。在HDPE回收流中的PP在浮降工艺中不容易除去,这是因为这两种聚合物的密度都小于1。由于PP盖子是注塑的,因此它的熔体黏度明显地不同于用于吹塑瓶子的HDPE的熔体指数,从而加剧了HDPE和PP的不相容性。

由于PP和HDPE的不相容,PP的含量超过5%就会导致结晶过程中的相分离,而且少量的PP加到HDPE中也会降低HDPE的低温冲击强度。当PP含量超过10%,HDPE回收料的韧性迅速下降。由于HDPE和PP具有相似的密度,采用通常的物理分离技术几乎无法将它们分开。但是,精密的1R分光光度分离法可将这两种聚烯烃分离开。

HDPE均聚物中的HDPE共聚物污染

回收的HDPE均聚物也会被HDPE共聚物污染,如用于生产清洁剂和HIC瓶子的乙烯-丁烯共聚物。生产经验表明,由于清洁剂瓶(HIC)脂的熔体指数较低,会发生加工困难。在大的模塑制品的生产过程中,也会存在各种形式的加工问题,如水泡、注射量不足和熔接线缺陷。

HDPE中的PET污染

由于聚酯饮料瓶的广泛使用,在PE的回收和分类阶段中PET是常见的污染物。但是,因二者密度的不同,这些聚合物通过浮降法很容易分开。由于PET在HDPE通常的加工温度下是固态,任何不熔融的PET的存在都会很快地堵塞熔体加工设备中的熔体输送通道及注射喷嘴。

HDPE中的胶黏剂杂质及纸杂质

在HDPE回收过程中,热熔型胶黏剂的存在确实是个问题。例如,熔体指数为300g/10min的EVA热熔体在再加工过程中能够与HDPE共混,终末降低回收料的机械性能。

许多HDPE和PET瓶子(如牛奶和饮料容器)有纸标签,这些纸标签通常在回收过程的洗涤阶段被除去。但是以纤维素形式残存的纸在再加工过程中会导致许多问题(如形成孔洞和表面缺陷)。

包装内容物的污染

HDPE瓶子通常会被迁移到聚合物中的内容物所污染,或者被标准洗涤方法很难除去的残余物污染。通常聚合物的这种污染是由公众非有意二次使用塑料容器存储化学药品或其他所导致的。清洁剂、漂白液、润滑油和石油溶剂油瓶子可以回收,但污染物通常被吸收到容器壁中,即使经过彻底洗涤也不能除去。

旧牛奶瓶即使经过反复洗涤,也会残存3%(质量)的丁酸,因此由旧牛奶瓶回收的HDPE有异味。丁酸是牛奶脂肪脂解的产物,能够被吸收到HDPE结构中。正常的洗涤程序不能将HDPE中的丁酸残余物彻底除去。

分析牛奶残余物对由旧的牛奶瓶回收的HDPE质量的影响,结果发现丁酸除了能使聚合物有异味外,还能扩散到HDPE瓶子壁中,由于内增塑/润滑作用使聚合物的拉伸强度和机械性能下降。

Slvay Research Technlgy开发了能够将降解的牛奶气味从回收HDPE牛奶瓶中除去的处理工艺。该工艺由水蒸气分离槽组成,通过水处理过程,水蒸气分离槽基本上能将聚合物中的挥发气味赶走。降解的牛奶气味也可通过氢氧化钠(苛性钠)处理来除去。

添加剂的污染

颜料污染物是HDPE回收中的一个主要问题,它会导致颜色变化,通常得到黑色的回收料。而且,PE瓶和袋子中使用的颜料常以便宜的金属氧化物为主。例如,通常的棕色、灰色和橙色颜料都是以各种铁的氧化物或氢氧化物为基础,这些化合物在HDPF的再加工过程中遇到高温(如220℃)会起到氧化还原剂的作用。


在HDPE牛奶瓶的回收过程中,彩色的瓶盖是主要的污染问题。在生产无色回收料方面已作出很多努力。尽管在很多应用场合可以使用彩色回收料,但不能用于浅色吹塑瓶中。目前建议用PP生产瓶盖,但是由于PP的熔点较高也会导致其他问题。

HDPE回收料的纯化

由于粒状污染物在吹塑过程中会导致孔洞的形成,因此吹塑级的HDPE回收料需要纯化除去粒状污染物。即使可粘贴标签中的纸纤维也会导致吹塑瓶子的爆破。熔融相中的固体杂质可通过熔体过滤从回收HDPE中除去。粗过滤可除去大量的固体杂质。但是,根据回收料的纯度,可缩短过滤周期(约5min),因此有必要使用自动换网装置。

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