一种废旧塑料的改性及应用方法
阅读说明：本技术 一种废旧塑料的改性及应用方法 (modification and application method of waste plastic ) 是由 许亮亮 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明主要涉及塑料加工技术领域,公开了一种废旧塑料的改性及应用方法,包括：废旧塑料的改性方法,包括以下步骤：(1)清洗；(2)粉碎；(3)改性；改性废旧塑料制备地膜的应用方法,包括以下步骤：(1)主料熔融；(2)地膜材料制备；(3)成型；本发明提供的废旧塑料的改性及应用方法,将废旧塑料进行处理和改性后能够增强废旧塑料的强度和成膜性,利于再次利用,并且将改性后的废旧塑料用于制备地膜,原料简单,节约成本,制备得到的地膜强度高,耐用性强,废弃残留的地膜能够进行降解,避免对土壤和环境造成二次污染。(the invention mainly relates to the technical field of plastic processing, and discloses a method for modifying and applying waste plastic, which comprises the following steps: the modification method of the waste plastic comprises the following steps: (1) cleaning; (2) crushing; (3) modification; the application method of the mulching film prepared from the modified waste plastics comprises the following steps: (1) melting the main material; (2) preparing a mulching film material; (3) molding; the modification and application method of the waste plastic provided by the invention can enhance the strength and film forming property of the waste plastic after the waste plastic is treated and modified, is beneficial to reutilization, and the modified waste plastic is used for preparing the mulching film, so that the raw materials are simple, the cost is saved, the prepared mulching film has high strength and strong durability, the waste residual mulching film can be degraded, and the secondary pollution to soil and environment is avoided.)
技术领域
本发明主要涉及塑料加工技术领域，尤其涉及一种废旧塑料的改性及应用方法。
背景技术
废旧塑料是人们生活过程中产生的塑料垃圾，并且大部分都是进行掩埋和焚烧，容易对环境造成白色污染，随着人们环保意识的增强，开始逐渐实行对垃圾进行分类，废旧塑料属于可回收的垃圾，将废旧塑料分拣出来后就应该考虑回收处理方法，目前我国对废旧塑料的主要回收处理方法是先对废旧塑料进行清洗，然后再进行粉碎、熔融和造粒，制备成塑料颗粒，然后将塑料颗粒用于制备沥青、管材、塑料袋、垃圾袋及泡沫等，但是由于在制备过程中只是将废旧塑料颗粒直接加入产品原料中，而废旧塑料中本身就含有多种不明确的成分，并且长期使用后废旧塑料的性能参数会有明显下降，因此直接将废旧塑料颗粒加入产品原料中会对产品的性能参数造成影响，影响产品的实用性。
现有专利文件CN105295415A公开了一种利用废旧塑料生产的可降解垃圾袋及其制备方法，是将废旧塑料粉碎后再加入垃圾袋的原料进行充分熔融后制备垃圾袋，在制备过程中加入的原料种类较多，明显增加了垃圾袋的制备成本，虽然是使用废旧塑料制备而成，但是成本明显高于普通垃圾袋，是普通消费者所不能接受的，也会影响废旧塑料的进一步回收利用。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种废旧塑料的改性及应用方法。
一种废旧塑料的改性方法，包括以下步骤：
（1）清洗：将废旧塑料剪切至4~6cm，先用清水清洗杂物后，再置于清洗液中，于35~40℃、31~33kHz超声清洗30~40min，再用清水冲洗干净，既能去除废旧塑料表面的污渍，还能对废旧塑料进行消毒，避免废旧塑料携带病菌而对人体及环境造成危害，得清洗废旧塑料；
（2）粉碎：将清洗废旧塑料粉碎至2~4mm，均匀喷洒体积分数为1.3~1.7%的醋酸溶液，调节温度为41~43℃，边搅拌边经紫外灯照射30~36h，既能杀灭废旧塑料中的残余病菌，也能够淡化废旧塑料的原有色泽，避免废旧塑料中的原有色泽对产品的影响，提高废旧塑料的回收利用性能，得粉碎废旧塑料；
（3）改性：将粉碎废旧塑料置于反应釜中，以3~4℃/min的速度搅拌加热至完全熔融，保温30~40min，再加入聚乙烯醇缩丁醛，以500~600r/min搅拌10~15min，再加入甲基三甲氧基硅烷，继续保温搅拌20~30min，对废旧塑料进行充分改性，提高废旧塑料的强度和成膜性，保证废旧塑料不会对产品的质量和实用性造成不利影响，挤出，造粒，得改性废旧塑料。
所述步骤（1）的清洗液，由以下重量份的原料组成：水900~1000、氯化钠17~19、高锰酸钾3~5、二辛基琥珀酸磺酸钠6~8。
所述步骤（2）的醋酸溶液，加入量为废旧塑料重量的5~7%。
所述步骤（2）的紫外灯照射，强度为40000~50000μW/cm2，照射30~40min，停止5~10min。
所述步骤（3）的聚乙烯醇缩丁醛，加入量为废旧塑料重量的2.4~2.8%。
所述步骤（3）的甲基三甲氧基硅烷，加入量为废旧塑料重量的1.3~1.7%。
所述废旧塑料的改性方法制备得到的改性废旧塑料。
所述改性废旧塑料制备地膜的应用方法。
所述改性废旧塑料制备地膜的应用方法，包括以下步骤：
（1）主料熔融：将主料混合均匀后置于反应釜中，以3~4℃/min的速度加热至77~83℃，保温15~20min，加入所述改性废旧塑料，继续加热至完全熔融，保温搅拌20~30min，进行充分熔融和枝接，使地膜强度高，便于使用，并且能够进行降解，避免环境污染，得熔融主料；
（2）地膜材料制备：将助剂加入熔融主料中，保温搅拌25~30min，自然降温至84~92℃，保温30~40min，利于地膜的成膜，程序简单，节约生产成本，再加入纳米氧化镁，提高温度至115~121℃，保温真空搅拌25~35min，能够提高地膜的强度和阻燃性能，增强了地膜生产、贮藏及使用过程中的安全性，扩大了废旧塑料的回收利用范围，挤出，造粒，得地膜材料；
（3）成型：将地膜材料置于成型机中，挤出流延成型，得废旧塑料应用地膜。
所述步骤（1）的主料，由以下重量份的树脂组成：聚氧化乙烯40~42、聚乳酸33~35、生物可降解淀粉树脂26~28、聚（对苯二甲酸丁二酯/乙二酸丁二酯）共聚酯12~14。
所述步骤（1）的改性废旧塑料，加入量为主料重量的27~29%。
所述步骤（2）的助剂，添加量为主料重量的15~17%，由以下重量份的树脂组成：聚氧丙烯甘露醇二油酸酯17~19、乙撑双硬脂酰胺6~8、色母粒11~13。
所述步骤（2）的纳米氧化镁，添加量为主料重量的1.4~1.6%。
所述所述改性废旧塑料制备地膜的应用方法制备得到的废旧塑料应用地膜。
本发明的优点是：本发明提供的废旧塑料的改性及应用方法，将废旧塑料进行处理和改性后能够增强废旧塑料的强度和成膜性，利于再次利用，并且将改性后的废旧塑料用于制备地膜，原料简单，节约成本，制备得到的地膜强度高，耐用性强，废弃残留的地膜能够进行降解，避免对土壤和环境造成二次污染；将废旧塑料剪切后经清洗液进行超声清洗，既能去除废旧塑料表面的污渍，还能对废旧塑料进行消毒，避免废旧塑料携带病菌而对人体及环境造成危害；清洗后对废旧塑料进行粉碎，并加入醋酸溶液和紫外线照射，既能杀灭废旧塑料中的残余病菌，也能够淡化废旧塑料的原有色泽，避免废旧塑料中的原有色泽对产品的影响，提高废旧塑料的回收利用性能；粉碎后对废旧塑料进行加热熔融，并先后加入聚乙烯醇缩丁醛和甲基三甲氧基硅烷，对废旧塑料进行充分改性，提高废旧塑料的强度和成膜性，保证废旧塑料不会对产品的质量和实用性造成不利影响；改性废旧塑料产生后应用于地膜制备，将地膜的主料加热后再加入改性废旧塑料，并进行充分熔融和枝接，使地膜强度高，便于使用，并且能够进行降解，避免环境污染；主料熔融后加入少量助剂，利于地膜的成膜，程序简单，节约生产成本，并且加入纳米氧化镁，能够提高地膜的强度和阻燃性能，增强了地膜生产、贮藏及使用过程中的安全性，扩大了废旧塑料的回收利用范围。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明。
实施例1
一种废旧塑料的改性方法，包括以下步骤：
（1）清洗：将废旧塑料剪切至4~6cm，先用清水清洗杂物后，再置于清洗液中，所述的清洗液，由以下重量份的原料组成：水900、氯化钠17、高锰酸钾3、二辛基琥珀酸磺酸钠6，于35℃、31kHz超声清洗30min，再用清水冲洗干净，既能去除废旧塑料表面的污渍，还能对废旧塑料进行消毒，避免废旧塑料携带病菌而对人体及环境造成危害，得清洗废旧塑料；
（2）粉碎：将清洗废旧塑料粉碎至2~4mm，均匀喷洒体积分数为1.3%的醋酸溶液，加入量为废旧塑料重量的5%，调节温度为41℃，边搅拌边经紫外灯照射30h，强度为40000μW/cm2，照射30min，停止5min，既能杀灭废旧塑料中的残余病菌，也能够淡化废旧塑料的原有色泽，避免废旧塑料中的原有色泽对产品的影响，提高废旧塑料的回收利用性能，得粉碎废旧塑料；
（3）改性：将粉碎废旧塑料置于反应釜中，以3℃/min的速度搅拌加热至完全熔融，保温30min，再加入聚乙烯醇缩丁醛，加入量为废旧塑料重量的2.4%，以500r/min搅拌10min，再加入甲基三甲氧基硅烷，加入量为废旧塑料重量的1.3%，继续保温搅拌20min，对废旧塑料进行充分改性，提高废旧塑料的强度和成膜性，保证废旧塑料不会对产品的质量和实用性造成不利影响，挤出，造粒，得改性废旧塑料。
所述改性废旧塑料制备地膜的应用方法，包括以下步骤：
（1）主料熔融：将主料混合均匀后置于反应釜中，所述的主料，由以下重量份的树脂组成：聚氧化乙烯40、聚乳酸33、生物可降解淀粉树脂26、聚（对苯二甲酸丁二酯/乙二酸丁二酯）共聚酯12，以3℃/min的速度加热至77℃，保温15min，加入所述改性废旧塑料，加入量为主料重量的27%，继续加热至完全熔融，保温搅拌20min，进行充分熔融和枝接，使地膜强度高，便于使用，并且能够进行降解，避免环境污染，得熔融主料；
（2）地膜材料制备：将助剂加入熔融主料中，所述的助剂，添加量为主料重量的15%，由以下重量份的树脂组成：聚氧丙烯甘露醇二油酸酯17、乙撑双硬脂酰胺6、色母粒11，保温搅拌25min，自然降温至84℃，保温30min，利于地膜的成膜，程序简单，节约生产成本，再加入纳米氧化镁，添加量为主料重量的1.4%，提高温度至115℃，保温真空搅拌25min，能够提高地膜的强度和阻燃性能，增强了地膜生产、贮藏及使用过程中的安全性，扩大了废旧塑料的回收利用范围，挤出，造粒，得地膜材料；
（3）成型：将地膜材料置于成型机中，挤出流延成型，得废旧塑料应用地膜。
实施例2
一种废旧塑料的改性方法，包括以下步骤：
（1）清洗：将废旧塑料剪切至4~6cm，先用清水清洗杂物后，再置于清洗液中，所述的清洗液，由以下重量份的原料组成：水950、氯化钠18、高锰酸钾3~54、二辛基琥珀酸磺酸钠7，于38℃、32kHz超声清洗35min，再用清水冲洗干净，既能去除废旧塑料表面的污渍，还能对废旧塑料进行消毒，避免废旧塑料携带病菌而对人体及环境造成危害，得清洗废旧塑料；
（2）粉碎：将清洗废旧塑料粉碎至2~4mm，均匀喷洒体积分数为1.5%的醋酸溶液，加入量为废旧塑料重量的6%，调节温度为42℃，边搅拌边经紫外灯照射34h，强度为45000μW/cm2，照射35min，停止8min，既能杀灭废旧塑料中的残余病菌，也能够淡化废旧塑料的原有色泽，避免废旧塑料中的原有色泽对产品的影响，提高废旧塑料的回收利用性能，得粉碎废旧塑料；
（3）改性：将粉碎废旧塑料置于反应釜中，以3.5℃/min的速度搅拌加热至完全熔融，保温35min，再加入聚乙烯醇缩丁醛，加入量为废旧塑料重量的2.6%，以550r/min搅拌13min，再加入甲基三甲氧基硅烷，加入量为废旧塑料重量的1.5%，继续保温搅拌25min，对废旧塑料进行充分改性，提高废旧塑料的强度和成膜性，保证废旧塑料不会对产品的质量和实用性造成不利影响，挤出，造粒，得改性废旧塑料。
所述改性废旧塑料制备地膜的应用方法，包括以下步骤：
（1）主料熔融：将主料混合均匀后置于反应釜中，所述的主料，由以下重量份的树脂组成：聚氧化乙烯41、聚乳酸34、生物可降解淀粉树脂27、聚（对苯二甲酸丁二酯/乙二酸丁二酯）共聚酯13，以3.5℃/min的速度加热至80℃，保温18min，加入所述改性废旧塑料，加入量为主料重量的28%，继续加热至完全熔融，保温搅拌25min，进行充分熔融和枝接，使地膜强度高，便于使用，并且能够进行降解，避免环境污染，得熔融主料；
（2）地膜材料制备：将助剂加入熔融主料中，所述的助剂，添加量为主料重量的16%，由以下重量份的树脂组成：聚氧丙烯甘露醇二油酸酯18、乙撑双硬脂酰胺7、色母粒12，保温搅拌28min，自然降温至87℃，保温35min，利于地膜的成膜，程序简单，节约生产成本，再加入纳米氧化镁，添加量为主料重量的1.5%，提高温度至118℃，保温真空搅拌30min，能够提高地膜的强度和阻燃性能，增强了地膜生产、贮藏及使用过程中的安全性，扩大了废旧塑料的回收利用范围，挤出，造粒，得地膜材料；
（3）成型：将地膜材料置于成型机中，挤出流延成型，得废旧塑料应用地膜。
实施例3
一种废旧塑料的改性方法，包括以下步骤：
（1）清洗：将废旧塑料剪切至4~6cm，先用清水清洗杂物后，再置于清洗液中，所述的清洗液，由以下重量份的原料组成：水1000、氯化钠19、高锰酸钾5、二辛基琥珀酸磺酸钠8，于40℃、33kHz超声清洗40min，再用清水冲洗干净，既能去除废旧塑料表面的污渍，还能对废旧塑料进行消毒，避免废旧塑料携带病菌而对人体及环境造成危害，得清洗废旧塑料；
（2）粉碎：将清洗废旧塑料粉碎至2~4mm，均匀喷洒体积分数为1.7%的醋酸溶液，加入量为废旧塑料重量的7%，调节温度为43℃，边搅拌边经紫外灯照射36h，强度为50000μW/cm2，照射40min，停止10min，既能杀灭废旧塑料中的残余病菌，也能够淡化废旧塑料的原有色泽，避免废旧塑料中的原有色泽对产品的影响，提高废旧塑料的回收利用性能，得粉碎废旧塑料；
（3）改性：将粉碎废旧塑料置于反应釜中，以4℃/min的速度搅拌加热至完全熔融，保温40min，再加入聚乙烯醇缩丁醛，加入量为废旧塑料重量的2.8%，以600r/min搅拌15min，再加入甲基三甲氧基硅烷，加入量为废旧塑料重量的1.7%，继续保温搅拌30min，对废旧塑料进行充分改性，提高废旧塑料的强度和成膜性，保证废旧塑料不会对产品的质量和实用性造成不利影响，挤出，造粒，得改性废旧塑料。
所述改性废旧塑料制备地膜的应用方法，包括以下步骤：
（1）主料熔融：将主料混合均匀后置于反应釜中，所述的主料，由以下重量份的树脂组成：聚氧化乙烯42、聚乳酸35、生物可降解淀粉树脂28、聚（对苯二甲酸丁二酯/乙二酸丁二酯）共聚酯14，以4℃/min的速度加热至83℃，保温20min，加入所述改性废旧塑料，加入量为主料重量的29%，继续加热至完全熔融，保温搅拌30min，进行充分熔融和枝接，使地膜强度高，便于使用，并且能够进行降解，避免环境污染，得熔融主料；
（2）地膜材料制备：将助剂加入熔融主料中，所述的助剂，添加量为主料重量的17%，由以下重量份的树脂组成：聚氧丙烯甘露醇二油酸酯19、乙撑双硬脂酰胺8、色母粒13，保温搅拌30min，自然降温至92℃，保温40min，利于地膜的成膜，程序简单，节约生产成本，再加入纳米氧化镁，添加量为主料重量的1.6%，提高温度至121℃，保温真空搅拌35min，能够提高地膜的强度和阻燃性能，增强了地膜生产、贮藏及使用过程中的安全性，扩大了废旧塑料的回收利用范围，挤出，造粒，得地膜材料；
（3）成型：将地膜材料置于成型机中，挤出流延成型，得废旧塑料应用地膜。
对比例1
清洗液改为水，其余方法，同实施例1。
对比例2
去除醋酸溶液，其余方法，同实施例1。
对比例3
聚乙烯醇缩丁醛的加入量为废旧塑料重量的6.8%，其余方法，同实施例1。
对比例4
改性废旧塑料的加入量为主料重量的13%，其余方法，同实施例1。
对比例5
去除纳米氧化镁，其余方法，同实施例1。
对比例6
现有专利文件CN105295415A公开了一种利用废旧塑料生产的可降解垃圾袋及其制备方法。
实施例和对比例地膜的性能参数：
分别选择实施例和对比例中的地膜，并按照专利文件CN 105623058 A的方法检测各组除草地膜的拉伸强度(纵/横)/(MPa)和穿刺强度/(N)，地下掩埋深1m，计算完全降解时间，按照国家标准GB5454-85检测各组的氧指数，每个试验重复3遍，结果取平均值，实施例和对比例地膜的性能参数。
实施例1：拉伸强度(纵/横)为103/109MPa，穿刺强度为9.4N，完全降解时间为145d，氧指数为75%；
实施例2：拉伸强度(纵/横)为107/111MPa，穿刺强度为9.7N，完全降解时间为132d，氧指数为78%；
实施例3：拉伸强度(纵/横)为105/108MPa，穿刺强度为9.5N，完全降解时间为141d，氧指数为74%；
对比例1：拉伸强度(纵/横)为101/105MPa，穿刺强度为8.9N，完全降解时间为154d，氧指数为73%；
对比例2：拉伸强度(纵/横)为103/106MPa，穿刺强度为9.1N，完全降解时间为168d，氧指数为74%；
对比例3：拉伸强度(纵/横)为94/101MPa，穿刺强度为8.6N，完全降解时间为192d，氧指数为63%；
对比例4：拉伸强度(纵/横)为98/103MPa，穿刺强度为9.1N，完全降解时间为143d，氧指数为67%；
对比例5：拉伸强度(纵/横)为87/96MPa，穿刺强度为7.5N，完全降解时间为142d，氧指数为43%；
对比例6：拉伸强度(纵/横)为9.8/9.1MPa，穿刺强度为1.6N，完全降解时间为372d，氧指数为35%；
结果表明，实施例的废旧塑料的改性及应用方法得到的地膜强度高，耐用性强，降解速度快，阻燃性能强，说明本发明提供的废旧塑料的改性及应用方法具有很好的制备效果。