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废旧PVB塑料回收再生技术研究

作　者: 谢畅
导　师: 王晖
学　校: 中南大学
专　业: 化学工艺
关键词: 聚乙烯醇缩丁醛脱色超临界萃取干燥动力学
分类号: X705
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

对于聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinylbutyral, PVB)塑料而言,主要由PVB树脂、增塑剂、色素等构成。论文以有色PVB塑料的脱色以及无色PVB塑料中增塑剂与树脂的回收为研究目标。在已经完成的“选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”小型脱色实验的基础上,进行有色PVB塑料脱色技术的扩大实验研究,以确定该工艺工业化应用的可行性；以模拟无色PVB塑料为研究对象,探讨采用超临界流体萃取技术分离无色PVB塑料中增塑剂与树脂的可行性,获得相关工艺参数,以便为含固体杂质PVB塑料的回收提供相关技术基础。论文采用气相色谱-质谱联用法分析废旧PVB膜中增塑剂的类型,确定此增塑剂为三甘醇二(2-乙基己酸)酯(3GO)。利用热重分析(TG)和差热分析(DSC)法研究了PVB的热降解过程。在空气中,PVB树脂分三步降解；在氩气中,PVB树脂分两步降解。在有色PVB塑料脱色扩大实验中,最优化单级脱色时间为60min,单级液料比为40 ml：1g,脱色级数为4级。经历4级脱色,颜色呈绿色的废旧PVB膜由深变浅直至无色。脱色过程中,PVB树脂的回收率可达99%左右。溶胀PVB中脱色剂的回收率可以达到97%左右,有色溶液中脱色剂的回收率可以达到98%以上,脱色剂的总回收率可以达到98%以上。溶胀PVB树脂的干燥过程只经历降速阶段,Two-term模型所预测的干燥曲线与试验所得干燥曲线呈现出很好的一致性,其动力学方程为X=1.18607exp(-0.00079t)+1.54755exp(-0.0038t)。在超临界流体萃取无色PVB塑料中增塑剂的实验中,最佳工艺参数为：萃取温度55℃、萃取压力25 MPa、C02流量25 L／h、萃取时间180 min、夹带剂为石油醚,增塑剂收率达到78.26%。经红外光谱对照,可知萃取后树脂和增塑剂性能和结构上均未发生改变,这说明超临界C02流体萃取技术能最大限度地保留树脂和增塑剂的特性,是一种科学的萃取分离方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-28
  1.1 废旧塑料的回收  8-15
    1.1.1 废旧塑料回收现状  8-9
    1.1.2 废旧塑料回收的重要性及当前形势  9-10
    1.1.3 废旧塑料回收再生技术现状  10-12
    1.1.4 废旧塑料中助剂的回收  12-15
  1.2 PVB塑料的回收  15-19
    1.2.1 PVB塑料的性质  16-17
    1.2.2 PVB塑料的应用  17-19
  1.3 超临界流体萃取技术  19-25
    1.3.1 超临界流体萃取技术的发展  19-23
    1.3.2 超临界CO_2流体  23-25
  1.4 分子传递及扩散过程  25-26
    1.4.1 分子传递概论  25-26
    1.4.2 分子扩散过程研究现状  26
  1.5 论文研究目标与思路  26-28
第二章废旧PVB膜片的性质研究  28-36
  2.1 实验材料与研究方法  28-31
    2.1.1 实验材料及设备  28-30
    2.1.2 研究方法  30-31
  2.2 实验结果与讨论  31-34
    2.2.1 气相色谱-质谱联用分析结果  31-32
    2.2.2 热重差热分析结果  32-34
  2.3 小结  34-36
第三章废旧PVB塑料脱色技术扩大实验研究  36-59
  3.1 小型脱色实验研究结果  36-40
    3.1.1 小型脱色实验单级脱色时间  36-37
    3.1.2 小型脱色实验单级液料比  37
    3.1.3 小型脱色实验脱色级数  37-38
    3.1.4 脱色效果  38-39
    3.1.5 溶剂循环及色素与增塑剂的回收  39-40
  3.2 脱色扩大实验材料与研究方法  40-49
    3.2.1 实验材料及设备  40-44
    3.2.2 研究方法  44-49
  3.3 脱色扩大实验结果与讨论  49-58
    3.3.1 脱色扩大实验单级脱色时间  49
    3.3.2 脱色扩大实验单级液料比  49-50
    3.3.3 脱色扩大实验脱色级数  50-51
    3.3.4 PVB树脂干燥曲线  51-53
    3.3.5 PVB树脂干燥过程的模拟与统计分析  53-54
    3.3.6 PVB树脂的回收  54-55
    3.3.7 脱色剂的回收  55-57
    3.3.8 增塑剂的回收  57-58
  3.4 小结  58-59
第四章采用超临界流体技术萃取无色PVB中增塑剂的研究  59-70
  4.1 实验材料与研究方法  59-62
    4.1.1 实验材料、试剂及设备  59-61
    4.1.2 研究方法  61-62
  4.2 实验结果与讨论  62-69
    4.2.1 CO_2流量的影响  62-63
    4.2.2 萃取时间的影响  63-64
    4.2.3 萃取压力的影响  64-65
    4.2.4 萃取温度的影响  65-66
    4.2.5 夹带剂种类的影响  66-67
    4.2.6 增塑剂含量的影响  67-68
    4.2.7 萃取效果  68-69
  4.3 小结  69-70
第五章结论  70-71
参考文献  71-76
致谢  76-77
攻读学位期间的主要研究成果  77

废旧PVB塑料回收再生技术研究

内容摘要

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