高分子材料的循环利用PDF电子书下载

第一篇 高分子材料循环利用基础 1

第1章 概论 1

1.1 人类与环境的关系 1

1.2 高分子材料与环境的关系 4

1.3 废旧高分子材料的管理 6

1.3.1 废旧高分子材料的处理原则 6

1.3.2 废旧高分子材料的处置方法 7

1.4 高分子材料循环利用科学中的一些基本概念 10

1.5 高分子材料循环利用的发展历史和现状 11

1.5.1 高分子材料循环利用的历史简况 11

1.5.2 国外高分子材料循环利用的现状 12

1.5.3 国内高分子材料循环利用的现状 18

1.6 高分子材料循环的发展趋势和未来 20

参考文献 21

第2章 废旧高分子材料的来源 23

2.1 高分子合成和制造产生的废料 23

2.2 高分子材料加工产生的废料 23

2.3 高分子材料应用产生的废料 23

2.3.1 工业上的应用 24

2.3.2 农业上的应用 25

2.3.3 渔业上的应用 25

2.3.4 商业上的应用 25

2.3.5 医学上的应用 25

2.3.6 家庭应用 26

2.3.7 娱乐、体育行业的应用 26

2.3.8 其它应用 26

参考文献 26

3.1.2 生活废料、商业废料 28

3.1.1 工厂废料 28

第3章 废旧高分子材料的预处理 28

3.1 废旧高分子材料的收集 28

3.2 高分子材料的识别 30

3.2.1 经验识别 30

3.2.2 燃烧识别 31

3.2.3 溶解识别 32

3.2.4 仪器识别 35

3.2.4.1 红外光谱 35

3.2.4.2 热分析或热化学分析 42

3.2.5 高分子材料的其它识别方法 43

3.2.5.1 高分子材料的漂浮 43

3.2.5.2 聚合物熔化 43

3.3.1 手工分离 44

3.3 高分子材料的分离及其设备 44

3.3.2 密度分离 45

3.3.3 漂浮分离 45

3.3.4 静电分离 45

3.3.5 流体分离 46

3.3.6 冷热分离 46

3.3.7 溶解分离 47

3.3.8 光学分离 48

3.3.9 其它分离技术 49

3.4 高分子材料的粉碎及其设备 49

3.4.1 常温破碎 50

3.4.2 低温破碎 50

3.4.3 高分子材料的粉碎设备 50

3.5.1 高分子材料的清洗 52

3.5 高分子材料的纯化及其设备 52

3.5.2 高分子材料的溶解与沉淀 53

3.6 高分子泡沫材料的处理 53

3.7 高分子材料的干燥 54

3.7.1 干燥原理 54

3.7.2 干燥设备 55

3.7.3 干燥实例 57

3.8 高分子材料预处理实例 58

参考文献 58

第4章 高分子材料循环利用原理 60

4.1 概述 60

4.2 高分子材料的物理循环 61

4.2.1 高分子材料的老化与循环利用 61

4.2.1.1 热老化 61

4.2.1.2 大气老化或降解 63

4.2.1.3 机械降解 65

4.2.1.4 化学降解和环境应力开裂 65

4.2.1.5 离子辐射 66

4.2.1.6 磨蚀和腐蚀 66

4.2.1.7 生物降解 66

4.2.1.8 高分子材料的老化对循环利用的影响 67

4.2.2 物理循环添加剂 68

4.2.2.1 热稳定剂 68

4.2.2.2 光稳定剂 73

4.2.2.3 专用稳定剂 77

4.2.3 高分子相容性及相容剂 77

4.2.3.1 高分子的相容性 77

4.2.3.2 高分子相容剂 79

4.2.5.1 涂层 80

4.2.4 高分子材料的溶解循环利用 80

4.2.5 高分子材料的修补 80

4.2.5.2 塑料表面抛光 83

4.2.5.3 高分子制品的修补 85

4.2.6 一元高分子材料的循环利用 91

4.2.7 多元高分子材料的循环利用 91

4.2.8 高分子复合材料的循环利用 91

4.2.9 高分子再生料的应用 92

4.3 高分子材料的化学循环 92

4.3.1 高分子解聚过程 94

4.3.2 高分子热裂解 96

4.3.3 高分子催化加氢裂解 99

4.3.4 高分子气化裂解 99

4.4 高分子材料的能量循环 101

4.4.1 高分子材料的焚烧 102

4.4.2 高分子材料制燃料 103

参考文献 103

第5章 高分子材料循环利用工艺和设备 105

5.1 高分子材料物理循环工艺及设备 105

5.1.1 配料 105

5.1.1.1 混合和混炼的基本原理 105

5.1.1.2 混合机和混炼机 107

5.1.2 造粒及粉碎 110

5.1.3 挤出成型 112

5.1.3.1 挤出成型原理 112

5.1.3.2 挤出成型设备 112

5.1.3.3 双螺杆挤出机 114

5.1.4.1 注塑成型原理 117

5.1.4 注塑成型 117

5.1.3.4 挤出成型工艺参数控制 117

5.1.4.2 注塑成型设备 118

5.1.4.3 注塑成型工艺条件控制 122

5.1.5 压延成型 122

5.1.5.1 压延成型原理及工艺 122

5.1.5.2 压延成型设备 123

5.1.5.3 影响压延制品质量的因素 124

5.1.6 吹塑成型 125

5.1.6.1 中空塑件吹塑成型 125

5.1.6.2 薄膜吹塑成型 128

5.1.7 模压成型 129

5.1.7.1 概述 129

5.1.7.2 模压成型设备 129

5.1.8.1 热成型原理及方法 131

5.1.7.3 模压成型工艺控制因素 131

5.1.8 热成型 131

5.1.8.2 热成型设备 132

5.1.8.3 热成型工艺控制 133

5.1.9 发泡成型 134

5.1.9.1 概述 134

5.1.9.2 机械发泡 134

5.1.9.3 物理发泡 134

5.1.9.4 化学发泡 135

5.1.10 浇铸成型 135

5.1.10.1 浇铸成型原理 135

5.1.10.2 各种浇铸技术 136

5.1.11 纺丝成型 138

5.1.11.1 纺丝成型原理 138

5.1.11.2 纺丝设备 139

5.2 高分子材料化学循环工艺及设备 141

5.2.1 化学循环工艺过程 141

5.2.2 化学循环的工艺及设备 142

5.2.2.1 槽(釜)式反应器 142

5.2.2.2 窑式反应器 142

5.2.2.3 流化床反应器 143

5.2.2.4 螺旋反应器和螺杆挤出反应器 145

5.3 高分子材料能量回收工艺及设备 148

5.3.1 高分子材料的焚烧工艺及设备 148

5.3.2 裂解产物的后处理 149

参考文献 150

6.1.1 聚乙烯 151

6.1 塑料 151

第6章 常见高分子材料的组成、结构、性能及其应用 151

第二篇 各种高分子材料循环利用实例 151

6.1.2 聚丙烯 153

6.1.3 聚苯乙烯 154

6.1.4 聚氯乙烯 155

6.1.5 聚对苯二甲酸乙二醇酯 156

6.1.6 聚氨酯 157

6.1.7 丙烯酸类聚合物 158

6.1.8 ABS塑料 159

6.1.9 工程塑料 161

6.2 橡胶 162

6.3 合成纤维 164

6.4 复合材料 164

参考文献 165

7.1 概述 166

第7章 聚烯烃循环利用 166

7.2 废旧聚乙烯和聚丙烯的直接利用 167

7.2.1 再生聚烯烃的性能 168

7.2.2 回收聚烯烃的应用 169

7.2.3 循环实例 171

7.3 废旧聚烯烃的共混利用 178

7.3.1 聚乙烯共混物 178

7.3.2 聚丙烯共混物 179

7.4 废旧聚烯烃的增韧改性 180

7.5 回收聚烯烃的改性利用 181

7.5.1 增强改性 181

7.5.2 化学改性 182

7.5.2.1 聚乙烯的氯化 182

7.5.2.4 聚烯烃的交联改性 183

7.5.2.3 聚烯烃的接枝改性 183

7.5.2.2 聚丙烯的氯化 183

7.6 废旧聚烯烃的裂解制油 184

7.6.1 聚烯烃的催化裂解 184

7.6.2 聚烯烃热裂解 185

7.6.3 聚烯烃混合物的裂解 185

7.6.4 聚烯烃裂解生产高价值原料 186

7.7 聚烯烃的其它循环利用 186

7.7.1 裂解生成低分子量聚烯烃 186

7.7.2 交联聚乙烯的再生加工 187

参考文献 187

第8章 聚苯乙烯循环利用 189

8.1 废旧聚苯乙烯的再造粒 189

8.1.1 废旧聚苯乙烯的脱泡与熔融造粒 189

8.1.2 溶剂法成粒 192

8.2 废旧聚苯乙烯再发泡 193

8.2.1 溶解聚合浸渍法 194

8.2.2 球化浸渍法 194

8.2.3 凝胶浸渍法 194

8.2.4 珠粒破碎再模塑法 195

8.3 废旧聚苯乙烯的直接利用 195

8.3.1 用废旧泡沫聚苯乙烯制轻质混凝土(砖) 195

8.3.2 用废旧泡沫聚苯乙烯制作仿木料 196

8.3.3 用废旧聚苯乙烯制涂料和粘结剂 197

8.3.3.1 溶剂的选择 198

8.3.3.2 常用增粘改性剂及其使用 199

8.3.3.3 其它原料的采用 199

8.3.3.4 废旧聚苯乙烯制涂料和粘结剂实例 199

8.3.5 用废旧聚苯乙烯改性沥青和松香系列建筑辅助材料 200

8.3.4 用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制水包油乳液 200

8.3.6 废旧聚苯乙烯的其它直接利用 202

8.4 废旧聚苯乙烯的改性利用 202

8.4.1 废旧聚苯乙烯的化学改性 202

8.4.2 废旧聚苯乙烯的共混改性 204

8.4.2.1 用废旧聚苯乙烯制高抗冲聚苯乙烯 204

8.4.2.2 废旧聚苯乙烯的其它共混改性产品 205

8.4.3 废旧聚苯乙烯的增强改性 205

8.5 聚苯乙烯的裂解 206

8.5.1 聚苯乙烯裂解制苯乙烯 206

8.5.1.1 聚苯乙烯裂解制苯乙烯的方法 206

8.5.1.2 聚苯乙烯裂解制苯乙烯的催化剂 208

8.5.2.1 裂解制苯 209

8.5.2 聚苯乙烯裂解制其它化工产品 209

8.5.2.2 裂解制烷基苯 210

8.5.2.3 裂解制苯乙烯低聚物 210

8.5.3 聚苯乙烯裂解制油 210

8.6 废旧聚苯乙烯的其它利用 211

8.6.1 废旧聚苯乙烯制指甲涂饰剂 211

8.6.2 废旧聚苯乙烯制新型涂改液 212

参考文献 212

第9章 聚氯乙烯循环利用 214

9.1 废旧聚氯乙烯的直接利用 214

9.1.1 聚氯乙烯门窗 215

9.1.2 聚氯乙烯管道 216

9.1.3 聚氯乙烯瓶 219

9.1.4 聚氯乙烯地板 221

9.1.5 聚氯乙烯电线电缆 225

9.2 回收聚氯乙烯填料和树脂 228

9.3 废旧聚氯乙烯的裂解利用 232

9.3.1 氯化氢的脱除及利用 232

9.3.2 聚氯乙烯裂解制油 233

9.3.2.1 高温裂解 233

9.3.2.2 催化裂解 237

9.3.2.3 加氢催化裂解 238

9.3.2.4 其它裂解方法 238

9.3.3 聚氯乙烯裂解制炭化物 239

9.3.3.1 制活性炭 239

9.3.3.2 制离子交换体 240

9.4 废旧聚氯乙烯的其它利用 241

9.4.1 聚氯乙烯软制品的利用 241

9.4.2.1 物理改性 242

9.4.2 回收聚氯乙烯的改性 242

9.4.2.2 化学改性 244

9.4.3 废旧聚氯乙烯的焚烧 246

参考文献 246

第10章 聚对苯二甲酸乙二醇酯循环利用 248

10.1 概述 248

10.1.1 废聚酯的来源 248

10.1.2 废聚酯的回收技术 248

10.1.2.1 造粒前的预处理 248

10.1.2.2 造粒 250

10.1.2.3 再生切片的质量 252

10.2 废聚酯的直接应用 253

10.2.1 制饮料瓶 253

10.2.2.1 纺短丝 254

10.2.2 制纤维 254

10.2.2.2 制中空粗旦短纤 255

10.2.2.3 制拉链用单丝 256

10.2.3 制膜 256

10.3 废聚酯的降解利用 258

10.3.1 制不饱和聚酯树脂 258

10.3.1.1 原理及工艺流程 258

10.3.1.2 工艺条件 259

10.3.1.3 配方及产品性能 261

10.3.1.4 应用实例——制聚合物混凝土 263

10.3.2 制增塑剂 263

10.3.2.1 制对苯二甲酸二异辛酯(DOTP) 264

10.3.3.1 醇解 267

10.3.3 制单体及原料 267

10.3.2.2 制对苯二甲酸二丁酯 267

10.3.3.2 水解回收对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG) 270

10.3.3.3 酸解 272

10.3.3.4 碱解 272

10.3.3.5 氨解制对苯二胺 272

10.3.3.6 对羟基苯甲酸解聚 273

10.3.4 降解后再聚合 273

10.3.4.1 制再生聚酯切片 273

10.3.4.2 用作涂料 274

10.3.4.3 制聚酯热熔胶 277

10.3.4.4 制备聚酯多元醇及聚氨酯泡沫塑料 277

10.4 废聚酯的改性利用 279

参考文献 280

第11章 聚氨酯循环利用 282

11.1 概述 282

11.2 废旧聚氨酯的直接回收利用 282

11.2.1 修复 282

11.2.2 作填料 282

11.2.3 热压成型利用 284

11.3 废旧聚氨酯的间接回收利用 285

11.3.1 PU的醇解 285

11.3.2 PU的水解 290

11.3.3 PU的碱解 291

11.3.4 PU的氨解 292

11.3.5 PU的热解 293

11.4 废旧聚氨酯作燃料 294

参考文献 294

11.3.6 PU的加氢裂解 294

第12章 丙烯酸类聚合物循环利用 296

12.1 聚甲基丙烯酸甲酯的直接利用 296

12.1.1 溶解/再沉淀法回收聚甲基丙烯酸甲酯废塑料 296

12.1.2 用废旧聚甲基丙烯酸甲酯制干式剥漆粉 297

12.1.3 废旧聚甲基丙烯酸甲酯的其它应用 297

12.2 聚甲基丙烯酸甲酯裂解制甲基丙烯酸甲酯 297

12.2.1 聚甲基丙烯酸甲酯的裂解化学 297

12.2.2 干馏法裂解聚甲基丙烯酸甲酯 298

12.2.3 过热蒸汽裂解聚甲基丙烯酸甲酯 298

12.2.4 熔融金属或金属盐作传热介质裂解聚甲基丙烯酸甲酯 299

12.2.5 列管式裂解炉裂解聚甲基丙烯酸甲酯 300

12.2.6 流化床裂解聚甲基丙烯酸甲酯 300

参考文献 301

12.2.7 挤出机法裂解聚甲基丙烯酸甲酯 301

第13章 工程热塑性塑料循环利用 303

13.1 聚酰胺的回收利用 303

13.2 聚碳酸酯的回收利用 307

13.3 ABS材料的循环利用 308

13.4 聚酰亚胺的循环利用 310

13.5 其它工程塑料的利用 310

参考文献 311

第14章 混杂高分子材料循环利用 313

14.1 概述 313

14.2 混合高分子材料的结构与性能 313

14.3 国外混合塑料的利用方法 315

14.4 混合废塑料的回收利用 316

14.4.1 制仿木料 316

14.4.3 混合废塑料的其它化学利用 318

14.4.2 混合废塑料的裂解 318

14.4.4 混合废塑料循环利用的新进展 319

参考文献 320

第15章 热固性树脂及其复合材料循环利用 321

15.1 概述 321

15.2 各种热固性树脂的循环利用 322

15.2.1 聚氨酯 322

15.2.2 酚醛树脂 323

15.2.3 不饱和聚酯树脂 325

15.2.4 环氧树脂 325

15.3.1 玻璃纤维增强塑料(GFRP) 326

15.3 热固性复合材料的循环利用 326

15.2.6 新型可循环热固性树脂 326

15.2.5 其它热固性树脂 326

15.3.2 碳纤维复合材料 329

参考文献 329

第16章 橡胶循环利用 331

16.1 概述 331

16.2 橡胶制品的修补 332

16.2.1 轮胎的翻修 332

16.2.2 输送带翻修 338

16.3 利用废橡胶制品制再生胶 339

16.3.1 硫化胶再生机理 340

16.3.2 制再生胶的方法 340

16.3.3 再生胶的应用 348

16.4.1 胶粉的制造 352

16.4 橡胶粉碎料作填料 352

16.4.2 胶粉对胶料性能的影响 353

16.4.3 胶粉的活化改性 354

16.4.4 胶粉掺用实例 355

16.4.4.1 胶粉的直接成型加工 355

16.4.4.2 胶粉在轮胎上的应用 356

16.4.4.3 胶粉在胶带、胶管产品中的应用 357

16.4.4.4 胶粉在一般橡胶制品中的应用 357

16.4.4.5 胶粉在建筑材料中的应用 358

16.5 橡胶粉碎料作助燃料 362

16.6 橡胶用于制运动场地 363

16.7 橡胶裂解 365

16.7.1 裂解方法 365

16.7.2 裂解影响因素 370

16.7.3 裂解产物的利用 371

16.8 废橡胶的其它应用 372

16.8.1 制离子交换剂 372

16.8.2 作人工鱼礁 373

16.8.3 制橡胶复合板 374

16.8.4 用干土壤改良 374

16.8.5 作水土保持材料 375

16.8.6 作缓冲材料 375

参考文献 376

第17章 其它高分子材料循环利用 378

17.1 废旧纤维的循环利用 378

17.2 废弃热塑性复合材料的循环利用 380

参考文献 381

18.2 经济分析 382

18.2.1 PET瓶回收 382

18.1 概述 382

第18章 高分子材料循环利用的效益分析 382

18.2.2 PS废料的化学回收利用 383

18.2.3 废塑料裂解制油 384

18.2.4 混合废塑料循环利用技术的经济性 385

参考文献 386

第三篇 高分子材料循环利用的发展与未来 387

第19章 高分子材料循环的环境问题及对策 387

19.1 高分子材料循环的二次污染问题 387

19.1.1 物理循环 387

19.1.2 化学循环 387

19.1.3 能量回收 387

19.1.3.1 能量回收的二次污染 387

19.2 专用高分子材料的循环及其可循环设计 390

19.1.3.2 能量回收的环境污染控制 390

19.2.1 汽车材料 391

19.2.1.1 概述 391

19.2.1.2 弹性体的循环利用 393

19.2.1.3 塑料的循环利用 394

19.2.1.4 汽车材料的循环设计 394

19.2.1.5 促进循环的一些措施 395

19.2.2 包装材料 395

19.2.2.1 概述 395

19.2.2.2 控制包装材料污染的一些措施 396

19.2.2.3 可循环包装材料的设计原则 397

19.2.3 建筑材料 399

19.2.4 电子电器设备材料 399

19.2.5 其它材料 399

参考文献 400

20.1 引言 401

第20章 环境友好高分子材料 401

20.2.1 高分子的生物降解反应机理 402

20.2 生物降解高分子材料 402

20.2.2 生物降解高分子材料的结构设计 403

20.2.3 全生物降解高分子材料的发展和现状 404

20.2.3.1 微生物合成的高分子 404

20.2.3.2 化学合成的高分子 406

20.2.3.3 天然高分子及其共混物 410

20.2.4 生物降解的表征及评价方法 414

20.3 光降解高分子材料 415

20.3.1 光降解高分子的降解原理 415

20.3.2 光降解高分子的制备方法及其材料 415

20.3.2.1 含羰基聚合物 416

20.3.2.2 添加型光降解高分子 418

20.4 光-生物降解高分子材料 419

20.3.3 光降解的测定 419

20.5 降解高分子材料存在的问题及其发展前景 420

20.6 环境友好高分子材料的新型发展途径 420

20.6.1 可逆反应体系 420

20.6.1.1 热力学循环 420

20.6.1.2 可逆化学循环 421

20.6.2 超临界流体技术的应用 423

20.6.2.1 超临界流体 423

20.6.2.2 超临界流体在高分子材料循环中的应用 423

20.6.3 液晶高分子材料的应用 424

参考文献 424

附录1 国外有关高分子材料循环的措施和法规简介 426

附录2 世界高分子材料循环利用的一些组织或团体 429

附录3 书中涉及到的一些物质的缩写名或有关的英文名缩写 432