Tehniskie trūkumi un risinājumi PP plēves pārstrādei un atkārtotai izmantošanai

Polipropilēna (PP) plēve ir viena no piecām visplašāk ražotajām vispārīgajām plastmasām pasaulē. To plaši izmanto pārtikas iepakojumā, lauksaimniecības plēvē un rūpnieciskajā iepakojumā. Saskaņā ar nozares datiem, Ķīna katru gadu rada vairāk nekā 8 miljonus tonnu polipropilēna plēves atkritumu, taču kopējais pārstrādes līmenis joprojām ir zem 25%, kas ir ievērojami mazāks nekā vairāk nekā 40% attīstīto valstu. Tas ne tikai rada vairāk nekā 100 miljardu dolāru izšķērdētu resursu katru gadu, bet arī rada ievērojamu mikroplastmasas piesārņojumu, sadedzinot, apglabājot poligonus un citus līdzekļus, radot draudus ekoloģiskajai drošībai. Šajā rakstā ir analizēti polipropilēna membrānu pārstrādes izaicinājumi un izrāvienu virzieni no trim dimensijām: tehnoloģiju sašaurinājums, inovāciju ceļš un nozares sadarbība.

1.1. Kompozītu atdalīšanas problēmas
Mūsdienu polipropilēna (PP) plēvēs bieži tiek izmantota daudzslāņu ko{0}ekstrūzijas tehnoloģija, apvienojot tādus materiālus kā PE, PET un alumīnija foliju, lai atbilstu funkcionālajām prasībām. Piemēram, uzkodu iepakojumu var veidot trīs slāņi --PP/PE/alumīnija folija — ar alumīnija slāni līdz 7 mikroniem, padarot fizisko atdalīšanu par 300% grūtāku. Tradicionālās termiskās noņemšanas metodes prasa darboties temperatūrā virs 220 grādiem, kas var viegli izraisīt PP molekulārās ķēdes pārrāvumu, izraisot izkausētās plūsmas (MFR) svārstību diapazonu otrreizēji pārstrādātiem materiāliem, kas nav piemērots augstas klases izstrādājumu lietojumiem.
1.2. Grūtības kontrolēt piemaisījumu piesārņojumu
PP films are easy to absorb impurities such as ink, adhesives and organic pollutants during recycling. Experiments show that the tensile strength of unwashed recycled polypropylene decreased by 32% and the impact strength decreased by 45%. Existing cleaning processes face a challenge: high temperature water washes (>80 grādi) noņem 90% organisko vielu, bet izraisa PP oksidatīvo noārdīšanos, savukārt zemas temperatūras mazgāšanai ir nepieciešams divreiz ilgāks laiks, un atlikušie piemaisījumi joprojām ir 2,3 reizes augstāki par nozares standartiem.
1.3. Mehānismi Veiktspēja Pārstrādāto materiālu pasliktināšanās
Polipropilēna molekulārā ķēde ir pakļauta -šķelšanai atkārtotas termiskās apstrādes laikā, kā rezultātā samazinās kristāliskums. Katra pārstrādes cikla laikā PP siltuma deformācijas temperatūra pazeminājās vidēji par 8 grādiem un Vicat mīkstināšanas punkts samazinās par 12 grādiem. Viena uzņēmuma veiktie eksperimenti parādīja, ka pēc trim otrreizējās pārstrādes cikliem polipropilēna plēvju gaismas caurlaidība samazinājās no 92 procentiem līdz 78 procentiem un skābekļa barjeras īpašības samazinājās par 40%, ierobežojot zemas -vērtības-produktu izmantošanu.
1.4. Viedās šķirošanas tehnoloģija kavējas.
Tradicionālā manuālā šķirošana ir tikai 0,8 tonnas/persona/dienā, un kļūdu līmenis sasniedz pat 18%. Lai gan tuvās -infrasarkanās (NIR) spektroskopijas šķirošanas iekārtas var atpazīt polipropilēna raksturīgo maksimumu, plēvju noteikšanas precizitāte, kas mazāka par 20 mikroniem, ir mazāka par 75%. Lauka testi pārstrādes bāzē liecina, ka PET piemaisījumu saturs maisījumā bija 3,2%, kas tieši izraisīja putekļu saturu reģenerētajās granulās, kas pārsniedza 2,8 reizes.

2.1. Kompozītu konstrukciju dekonstrukcijas tehnoloģija
Kontrolēta termiskā stresa noņemšana: PP / PE saskarnes atdalīšanas saskarnes atdalīšana, apvienojot pakāpenisku karsēšanu (120 grādi → 160 grādi → 190 grādi) ar diferenciālo velmēšanas spiedienu. Pētniecības institūta izstrādātajai divu zonu temperatūras kontroles sistēmai ir 91% % alumīnija folijas un 98,5 % polipropilēna.
Šķīdinātājs{0}}Palīdzēta atdalīšana: PP slāni selektīvi izšķīdina 65 grādu temperatūrā, izmantojot cikloheksāna/heptāna maisījumu. Eksperimenti liecina, ka process var samazināt PET atlikumu līdz zem 0,3%, šķīdinātāja reģenerācijas ātrumu līdz vairāk nekā 95% un vienības enerģijas patēriņu līdz 42%.
Plazmas kodināšana: ar skābekļa plazmu{0}}apstrādātas plēves virsmas izjauc alumīnija- skābekļa saistīšanos. Eksperimenta rezultāti liecina, ka pēc 120 sekunžu apstrādes alumīnija slāņa stiprība tika samazināta no 2,1 N/15 mm līdz 0,3 N/15 mm.
2.2 Uzlabotas attīrīšanas procesa sistēmas
Tīrīšana ar ultraskaņas palīdzību: 40 kHz frekvencē kopā ar enzīmu piedevām tintes noņemšanas ātrums sasniedz 99,7%, un tīrīšanas laiks tiek samazināts līdz trešdaļai no tradicionālajām metodēm. Uzņēmuma pārstrādāto materiālu stiepes izturība, izmantojot tehnoloģiju, sasniedza 38 MPa, kas ir 95% no sākotnējā materiāla standarta.
Superkritiskā CO2 ekstrakcija: 99,2% plastifikatora atlikumu var noņemt pie 31 ° C un 7,4 MPa. Pētniecības institūta veiktie testi ir parādījuši, ka pārstrādātās polipropilēna plēves, kas apstrādātas ar superkritisko CO2, atbilst ES REACH regulas migrācijas robežvērtībām.
Elektromagnētiskās indukcijas piemaisījumu noņemšana: augstfrekvences mainīga magnētiskā lauka atdalīšanas metāla piemaisījumi, daļiņu diametrs ir lielāks par 50 mikroniem, daļiņu noņemšanas ātrums ir 99,9%. Pārstrādes līnijas, kurās izmanto šo tehnoloģiju, samazina reģenerēto daļiņu vadītspēju līdz 0,01 μS/cm, kas atbilst pārtikas kvalitātes prasībām.
2.3. Veiktspējas atjaunošanas uzlabošanas tehnoloģija
Nanomodifikācijas tehnoloģija: 2% nano-silīcija dioksīda pievienošana palielina reģenerētā PP triecienizturību par 40% un siltuma deformācijas temperatūru par 15 grādiem. Uzņēmuma pašmāju nanokompozītmateriāli ir veiksmīgi izmantoti buferu ražošanā, sasniedzot lieces moduli 2400 MPa.
Kontrolētas noārdīšanās tehnoloģija: peroksīda -inducētā beta-šķelšanās samazina reģenerētā polipropilēna polidispersitātes indeksu no 3,8 līdz 1,9. Rezultāti liecina, ka kontrolēta degradācijas apstrāde var uzlabot reģenerēto materiālu kausējuma plūsmas stabilitāti par 35%.
In situ iztvaicējot, PP/PE maisījumu saskarnes spriegums tika samazināts par 62%%, izmantojot PP-g-MAH saderības līdzekļus. Uzņēmuma izstrādātā maisījuma lūzuma pagarinājuma koeficients sasniedz 320%, kas ir piemērots lauksaimniecības mulčas caurduršanas izturībai.
2.4 Viedā šķirošanas aprīkojuma jauninājumi
Daudzspektrālās saplūšanas atpazīšana: integrētie infrasarkano staru, ramana un terahercu (THz) sensori ļauj 3D modelēt plēves biezumu, sastāvu un piesārņojuma līmeni. Eksperimenti ar iekārtu ražotājiem liecina, ka tehnoloģija bija 98,7 procentu precīza, šķirojot ar apstrādes ātrumu 5 tonnas stundā.
Mākslīgā intelekta redzes pārbaudes sistēmas: pamatojoties uz dziļās mācīšanās algoritmiem, šīs sistēmas var identificēt defektus, kuru izmērs ir līdz 0,1 mm2. Pārstrādes bāze, kurā izmanto šo tehnoloģiju, ir samazinājusi produktu defektu līmeni no 2,3 procentiem līdz 0,15 procentiem, ietaupot vairāk nekā 8 miljonus ASV dolāru gadā.
Blokķēdes izsekojamības platforma: RFID tagi ieraksta visa dzīves cikla datu plēvi pārredzamai pārvaldībai no atkopšanas līdz reģenerācijai. Izmēģinājuma darbs ir parādījis, ka tehnoloģija ir ļāvusi par 90% palielināt izejmateriālu izsekojamības efektivitāti un par 90% samazināt strīdus par kvalitāti.

3.1. Pirmā-dizaina inovācija
Veicināt rūpnieciskās vadlīnijas pārstrādājamu plastmasas izstrādājumu projektēšanai, kam nepieciešamas polipropilēna plēves ar vienādu biezuma kļūdu, kas ir mazāka par 5%, lai izvairītos no kompozītmateriālu konstrukcijām. Uzņēmuma izstrādātā viena slāņa PP plēve atguva 99,2%, un pārstrādātā materiāla izmaksas bija par 28% zemākas nekā kompozītmateriāla plēvei.
3.2. Centrālā upju tīkla izbūve.
Izveidojiet trīs{0}}pakāpju ``kopienas pārstrādes stacijas-reģionālo šķirošanas centru-profesionālo apstrādes bāzu sistēmu, kas aprīkota ar inteliģentu kompresijas aprīkojumu, lai samazinātu transportēšanas izmaksas. Pilotpilsētas dati liecina, ka modelis samazina atkopšanas rādiusu līdz 3 km un uzlabo savākšanas efektivitāti par 40%.
3.3. Lietojumprogrammas paplašināšanas-beigšana
Sagatavojiet balto grāmatu par pārstrādātas plastmasas lietojumiem, norādot izmantošanas koeficientus automobiļu, elektronikas un iepakojuma nozarēs. Viens autoražotājs ir palielinājis pārstrādātā polipropilēna izmantošanu līdz 15%, samazinot oglekļa emisijas par 12 000 tonnām uz vienu automašīnu gadā.
3.4. Politika un standarta atbalsts
Pārstrādātās plastmasas klasifikācijas standarti ir ierosināti, lai klasificētu pārstrādāto PP pārtikas, rūpniecības un celtniecības kategorijās. Tiek lēsts, ka 70% PVN nodokļa atmaksa uzņēmumiem, kas izmanto pārstrādātus materiālus, palielinās peļņas normu par 5,2 procentpunktiem.

Līdz ar ķīmiskās depolimerizācijas tehnoloģijas izrāvienu polipropilēna plēvju pārstrāde pāriet no "fiziskās reģenerācijas" uz "molekulāro reģenerāciju". Pētniecības institūta izstrādātais katalītiskā krekinga process pārvērš polipropilēna atkritumu atlikumus propilēna monomērā ar 78% iznākumu un 99,95% produkta tīrību. Paredzams, ka līdz 2030. gadam Ķīnas PP plēves pārstrādes līmenis sasniegs 45%, un pārstrādāto materiālu tirgus apjoms pārsniedz 30 miljardus juaņu, veidojot zaļās nozares kopu simtiem miljardu juaņu apmērā.
Secinājums:
Polipropilēna plēvju pārstrāde ir galvenā cīņa pret "balto piesārņojumu". Izmantojot tehnoloģiskos jauninājumus, mēs varam pārvarēt šīs atdalīšanas vājās vietas, attīrīšanas grūtības un veiktspējas pasliktināšanos un izveidot pilnīgu dizaina-pārstrādes-reģenerācijas-pielietojuma ķēdi, kas var ne tikai realizēt resursu ciklu, bet arī attīstīt jaunus ekonomiskās izaugsmes punktus. Tas prasīs saskaņotus valdību, uzņēmumu un pētniecības iestāžu centienus, lai pārveidotu nozari, izmantojot tehnoloģiskus jauninājumus, un nodrošinātu Ķīnai risinājumus globālā plastmasas piesārņojuma apkarošanai.