Tæknilegir flöskuhálsar og lausnir fyrir endurvinnslu og endurnotkun PP filmu

Pólýprópýlen (PP) filma er eitt af fimm mest framleiddu almennu plasti í heiminum. Það er mikið notað í matvælaumbúðum, landbúnaðarfilmum og iðnaðarumbúðum. Samkvæmt gögnum iðnaðarins framleiðir Kína meira en 8 milljónir tonna af pólýprópýlenfilmuúrgangi á hverju ári, en samanlagt endurvinnsluhlutfall er enn undir 25%, verulega minna en yfir 40% þróaðra landa. Þetta veldur ekki aðeins meira en 100 milljörðum dollara í sóun á auðlindum á hverju ári, heldur veldur það einnig verulegri örplastmengun með brennslu, urðunarstöðum og öðrum leiðum, sem ógnar vistfræðilegu öryggi. Þessi grein greinir áskoranir og byltingarstefnu endurvinnslu pólýprópýlenhimnu úr þremur víddum: tækniflöskuhálsi, nýsköpunarleið og samvinnu iðnaðarins.

1.1 Áskoranir við aðskilnað samsettra efna
Nútíma pólýprópýlen (PP) filmur nota oft fjöllaga sam-sampressutækni, sem sameinar efni eins og PE, PET og álpappír til að uppfylla virknikröfur. snakkumbúðir, til dæmis, geta verið gerðar úr þremur lögum --PP/PE/álpappír -- með állagi allt að 7 míkron, sem gerir líkamlegan aðskilnað 300% erfiðari. Hefðbundnar varmahreinsunaraðferðir krefjast þess að starfa við hitastig yfir 220 gráður, sem getur auðveldlega leitt til rofs á PP sameindakeðjunni, sem leiðir til sveiflusviðs bráðnaflæðis (MFR) ± 15 g/10 mín fyrir endurunnið efni, sem hentar ekki fyrir hágæða vörur.
1.2 Erfiðleikar við að stjórna mengun óhreininda
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 gráður) fjarlægir 90% af lífrænum efnum, en kveikir á oxandi niðurbroti PP, á meðan lághitaþvottur þarf tvisvar sinnum lengri tíma að vinna og óhreinindin sem eftir eru eru enn 2,3 sinnum hærri en iðnaðarstaðlar.
1.3 Verkfæri Niðurbrot endurunnar efna
Pólýprópýlen sameindakeðja er viðkvæmt fyrir -klofnun við endurtekna hitameðferð, sem leiðir til lækkunar á kristöllun. Í hverri endurvinnslulotu lækkaði hitabrenglunarhiti PP um 8 gráður að meðaltali og Vicat mýkingarpunkturinn lækkar um 12 gráður. Tilraunir eins fyrirtækis sýndu að eftir þrjár endurvinnslulotur minnkaði ljósgeislun pólýprópýlenfilma úr 92 prósentum í 78 prósent og súrefnishindrunareiginleikar lækkuðu um 40%, sem takmarkar notkun á-virðisaukandi-vörum.
1.4 Snjöll flokkunartækni seinkar.
Hefðbundin handvirk flokkun er aðeins 0,8 tonn / mann / dag, með villuhlutfall upp á allt að 18% prósent. Þó nær-innrauða (NIR) litrófsgreiningarbúnaður geti greint einkennandi hámark pólýprópýlens, er nákvæmni greiningar á filmum undir 20 míkron minna en 75%. Vettvangsprófanir í endurvinnslustöðinni sýna að PET óhreinindi blöndunnar var 3,2%, sem leiddi beint til þess að rykinnihald endurheimtu kögglana fór yfir 2,8 sinnum.

2.1 Samsett byggingartækni
Stýrð varmaspennuhreinsun: PP / PE tengi aðskilnaður tengiskilnaður með því að sameina þrepa hita (120 gráður → 160 gráður → 190 gráður) með mismunadrifsþrýstingi. Þróað tvöfalt-svæði hitastýringarkerfi rannsóknarstofnunar hefur 91%% flögnunarhraða álpappírs og 98,5% endurheimtarhlutfall pólýprópýlen.
Leysi-aðstoðað aðskilnað: PP lag er sértækt leyst upp við 65 gráður með því að nota blöndu af sýklóhexani/heptani. Tilraunir sýna að ferlið getur dregið úr PET leifum niður fyrir 0,3%, endurheimt leysis í meira en 95% og orkunotkun eininga í 42%.
Plasma æting: Súrefnisplasma-meðhöndluð yfirborð filmu truflar ál-súrefnisbindingu. Tilraunaniðurstöðurnar sýna að eftir 120 sekúndna meðferð minnkaði styrkur állagsins úr 2,1 N/15 mm í 0,3 N/15 mm.
2.2 Háþróuð hreinsunarferliskerfi
Hreinsun með aðstoð með hljóðhljóðum: Við 40 kHz tíðni, ásamt ensímaukefnum, nær blekfjarlægingarhlutfallið 99,7% og þriftíminn styttur í þriðjung af því sem hefðbundnar aðferðir hafa. Togstyrkur endurunninnar efna fyrirtækisins sem beitir tækninni náði 38 MPa, sem er 95% af upprunalega efnisstaðlinum.
Yfirkritísk CO2 útdráttur: Hægt er að fjarlægja 99,2% mýkingarleifar við 31 gráðu C og 7,4 MPa. Prófanir á vegum rannsóknarstofnunar hafa sýnt að endurunnar pólýprópýlenfilmur sem eru meðhöndlaðar með yfirkritískum CO2 eru í samræmi við flutningsmörk ESB REACH reglugerðarinnar.
Fjarlæging rafsegulsviðs óhreininda: hátíðni skiptis segulsviðsaðskilnaður málmóhreinindi, þvermál meira en 50 míkron agna fjarlægðarhlutfall 99,9%%. Endurvinnslulínur sem beita þessari tækni dregur úr leiðni endurheimtra agna í 0,01 μS/cm, sem uppfyllir kröfur um matvæla-gráðu.
2.3 Tækni til að auka árangur endurnýjunar
Nanomodification Tækni: Að bæta við 2% nanó-kísil eykur höggstyrk endurmyndaðs PP um 40% og hitaaflögunarhitastigið um 15 gráður. Heimaræktuð nanósamsetning fyrirtækisins hefur verið notuð með góðum árangri í stuðaraframleiðslu og náð sveigjustuðul upp á 2400 MPa.
Stýrð niðurbrotstækni: Peroxíð-framkallaður Beta-klofnun dregur úr fjöldreifingarstuðul endurheimts pólýprópýlens úr 3,8 í 1,9. Niðurstöðurnar sýna að stýrð niðurbrotsmeðferð getur bætt bræðsluflæðisstöðugleika endurmyndaðra efna um 35%.
Vaping á staðnum minnkaði milliflataspennu PP/PE blanda um 62%% með því að nota PP-g-MAH samhæfingarefni. Brotlengingarhraði efnasambandsins sem fyrirtækið hefur þróað nær 320%, sem er hentugur fyrir stunguþol landbúnaðarmolchs.
2.4 Uppfærsla á greindar flokkunarbúnaði
Multispectral Fusion Recognition: Innbyggðir nær-innrauðir, Raman og terahertz (THz) skynjarar leyfa þrívíddarlíkönum á filmuþykkt, samsetningu og mengun. Tilraunir með tækjaframleiðendum sýna að tæknin var 98,7 prósent nákvæm við flokkun á vinnsluhraða upp á 5 tonn á klukkustund.
Skoðunarkerfi gervigreindarsjónar: Byggt á reikniritum fyrir djúpnám geta þessi kerfi greint galla allt að 0,1 mm2. Endurvinnslugrunnurinn sem beitir tækninni hefur lækkað hlutfall vörugalla úr 2,3 prósentum í 0,15 prósent, sem sparar meira en 8 milljónir dollara á ári.
Blockchain rekjanleikapallur: RFID merki skrá gagnafilmuna í heild sinni fyrir gagnsæja stjórnun frá bata til endurnýjunar. Tilraunavinna hefur sýnt að tæknin hefur leitt til 90% aukningar á rekjanleika hráefnis og 90% minnkunar á gæðadeilum.

3.1 Framhlið-Endarhönnunarnýsköpun
Stuðla að iðnaðarleiðbeiningum um hönnun endurvinnanlegra plastvara sem krefjast pólýprópýlenfilma með samræmda þykktarvillum undir 5% til að forðast samsett mannvirki. Þróuð einlags PP filma fyrirtækis endurheimtist 99,2% og kostnaður við endurunnið efni var 28% lægri en samsettur filmur.
3.2 Framkvæmd miðlækjarnets.
Settu upp þriggja-þrepa kerfi fyrir ``samfélagsendurvinnslustöðvar-svæðaflokkunarstöðva-faglegra vinnslustöðva' ', búið snjöllum þjöppunarbúnaði til að draga úr flutningskostnaði. Gögn tilraunaborgar sýna að líkanið minnkar endurheimtarradíus í 3 km og bætir skilvirkni söfnunar um 40%.
3.3 End-Notaðu umsóknarstækkun
Útbúa hvítbók um endurunnið plast, tilgreina notkunarhlutföll í bíla-, rafeinda- og umbúðageirum. Einn bílaframleiðandi hefur aukið notkun á endurunnu pólýprópýleni í 15% og minnkað kolefnislosun um 12.000 tonn á bíl á ári.
3.4 Stefna og staðalstuðningur
Lagðar eru til flokkunarstaðlar fyrir endurunnið plast til að flokka endurunnið PP í matvæla-, iðnaðar- og byggingarflokka. Áætlað er að endurgreiðsla 70% virðisaukaskatts fyrir fyrirtæki sem notar endurunnið efni auki hagnað um 5,2 prósentustig.

Með byltingunni í efnafræðilegri affjölliðunartækni er endurvinnsla pólýprópýlenfilmu að breytast frá "líkamlegum bata" í "sameindabata." Hvatasprungunarferlið þróað af rannsóknarstofnun breytir pólýprópýlenúrgangsleifum í própýlen einliða með 78% ávöxtun og 99,95% vöruhreinleika. Árið 2030 er gert ráð fyrir að endurvinnsluhlutfall PP kvikmynda í Kína nái 45% og markaðsstærð endurunnar efni fer yfir 30 milljarða júana og myndar grænan iðnaðarklasa sem nemur hundruðum milljarða júana.
Niðurstaða:
Endurvinnsla á pólýprópýlenfilmum er lykilbarátta gegn "hvítri mengun." Með tækninýjungum getum við sigrast á þessum aðskilnaðarflöskuhálsi, hreinsunarerfiðleikum og hnignun á frammistöðu, og smíðað fullkomna hönnun-endurvinnslu-endurnýjunar-forritskeðju, sem getur ekki aðeins gert sér grein fyrir hringrás auðlinda, heldur einnig ræktað nýja hagvaxtarpunkta. Þetta mun krefjast samstillts átaks ríkisstjórna, fyrirtækja og rannsóknastofnana til að umbreyta iðnaðinum með tækninýjungum og veita Kína lausnir til að takast á við alþjóðlega plastmengun.