Mihai利用摩擦产生静电的原理,根据材料表面转移电荷的不同对PS和PE进行筛选分离,并从理论上研究了电荷转移的多少与环境相对湿度的关系。英国的南安普敦大学开发的电子笔在两种塑料表面摩擦就能进行鉴别。Schlett将废旧塑料放在涡流磁场中,使塑料表面生成带电粒子,利用静电的原理将直径在2~3mm之间的铜、铁等金属粒子从金属一废旧塑料共混物中分离出来,并通过理论和实验两方面加以证明。
此外Zoidis使用光谱法,Hung使用条形码技术对回收塑料进行辨别分离。Chaume在识别纸和塑料包装的研究中取得较大进展,研制出利用声学的方法鉴别的装置。
2废旧塑料的再生利用技术
废旧塑料的处理方法目前仍是填埋、焚烧和回收再利用。前两种方法均存在弊端,如采用填埋处理,会因为塑料不易腐烂分解而导致填埋地域成为软质地基,日后难以利用;如采用焚烧处理,则因为塑料燃烧时释放出有害气体而造成大气污染以及温室效应。因此,对于塑料的处理总的发展趋势是加强废旧塑料的回收再生利用。废旧塑料的再生利用包括化学再生利用和物理再生利用。
2.1化学再生利用
废旧塑料的化学再生利用包括热裂解、加氢裂解、超临界水和化学分解等。热裂解是通过高温催化反应,将废旧塑料裂解成低分子量的单体,以制取烃类燃料或者化工原料,该方法适用于对混合废弃物的处理。
2.1.1油化再生技术
随着石油价格的逐渐攀升,各国不断寻求解决石油问题的新方法新工艺,尤其是日本和美国进行了大量的研究工作,这无疑有助于实现废旧塑料油化的产业化。用废旧塑料裂解生产的汽油和柴油与用原油生产的产品相比质量基本相同,而且不含铅、氨等有害物质。
Aikawa通过化学热分解将废旧塑料中的合成树脂与金属及无机材料分离。经过减压蒸馏后分离出来的液态合成树脂又分为轻质油和重质油两部分。其中轻油部分用作燃料添加剂,重质油部分作为沥青改性剂。Yusaku等采用氧化铁和碳酸钙与碳复合物作为催化剂/吸附剂的技术,去除PVC废旧塑料中的氯后裂解制造燃油。其工艺有两种:第一种是两步法,即首先将含有卤素的废旧塑料热降解,然后用催化剂对含有PVC的燃油进行催化反应以去除氯;第二种是一步法,即热降解和去除氯、溴等卤素的催化反应同时进行。实验证明,在不同条件下,使用氧化铁和碳酸钙与碳复合物作为催化剂/吸附剂都能十分有效地获得无卤素燃油。Kiyoshi等也成功地利用PVC生产汽油和柴油,其对氯的有效去除率可以达到99.9%,避免了裂解过程中产生HCl气体和CaCl2、NaCl、KCl等残渣,既符合环保要求又降低了设备清理的附加成本。
目前国内外废旧塑料的油化技术大多处于研究和工艺示范试验阶段,处理二次污染的废水、废渣和废气的系统成本较高,影响了油化技术的大规模商业化推广应用。
2.1.2燃料再生技术
用废旧塑料替代焦炭以及废旧塑料与煤共处理做燃料等方面的技术已经得到了广泛的实际应用。废旧塑料的主要成分是碳氢聚合物,与煤和焦炭相比,塑料含碳量少,燃烧后向空气中释放出较少的二氧化碳,减少了对环境的污染。
垃圾衍生燃料RDF(Refuse-Derived Fuel)是由可燃性废旧塑料和废纸等经过粉碎、干燥、混人添加剂及成型等工艺制成的固体燃料。其特点是燃烧稳定、热值高、污染小、易储存和运输。利用这种燃料燃烧所产生的热能来发电兼具能源与环保效益。
Abe等利用专用设备将多种废旧塑料、RDF和城市垃圾一起气化制造燃气。该设备有两个过滤装置,一是过滤尾气中的粉煤灰,二是过滤粉煤灰与熟石灰混合后的中和灰。将这两种尾气灰重新投人到造渣炉中气化分解,能显著减少残渣排放量,降低费用。
2.2废旧塑料的物理再生技术
废旧塑料的物理再生利用是指将废旧塑料重新熔化再制成低价值的再生塑料,一般可分为简单直接再生利用和改性再生利用。
简单直接再生利用是指废旧塑料归类分开后直接塑炼、破碎后再塑炼或经过简单处理再塑炼,然后进行成型加工制得再生塑料的方法。这种方法所回收的塑料的特点是比较干净,成分单一。采用比较简单的工艺和设备即可回收到性能良好的再生塑料,其性能与新材料相差不多,基本上可以作为新材料使用。我们最常见的麦当劳的托盘就是由回收塑料生产的。
leili利用废旧塑料做成便携式清洗台,适用于钓鱼爱好者在野外方便、卫生地清理鱼,使鱼在食用时保持美味的新鲜感。Jiang将废旧聚乙烯袋和聚乙烯膜与碳酸钙添加剂、润滑剂、分散剂等共混加工成分子量为2000~10000的聚乙烯粒料,并使粒料的拉伸强度、抗压性和抗氧性大大提高,增加了塑料回收的实用性。江苏霞客环保色纺股份有限公司将废旧PET塑料清洗、筛选整理后,经过高温挤压喷丝制成涤纶短纤维,用于纺纱和制衣。