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废旧聚乙烯醇缩丁醛塑料脱色技术研究

作　者: 于婉婷
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 色素 脱色 回收
分类号: TQ320.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 220次
引　用: 3次
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内容摘要


聚乙烯醇缩丁醛（Polyvinylbutyral,PVB）是由聚乙烯醇和丁醛在酸的催化作用下经缩合反应而成的合成树脂,是当前世界上制造夹层安全玻璃用的最佳粘合材料。由于绝大多数PVB膜都经过染色处理,PVB塑料回收研究的重点是PVB树脂与色素的分离问题。论文从PVB树脂与色素的溶解性差异入手,通过“溶剂溶解-色素萃取-PVB水析”和“选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”两种方案成功实现了PVB树脂与色素的分离与回收,达到了废旧PVB塑料脱色再生的目的。论文从不同溶剂对PVB树脂及色素的溶解性能着手,分别研究了“溶剂溶解-色素萃取-PVB水析”方案和“选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”方案的脱色工艺流程,“溶剂溶解-色素萃取-PVB水析”方案采用多次萃取色素的方法,工艺流程长,耗时耗能,不适于工业化,文中对“选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”的脱色条件、溶剂和增塑剂回收、工业化设计等方面进行了系统研究。根据PVB的结构进行计算、用浊度滴定法加以测定,确定PVB树脂的溶解度参数δp的取值范围为21.79～24.38（J/cm3）1/2;利用溶解度参数相近原则,按不溶解、溶胀、溶解等难易程度,论文对甲醇、乙醇、环己烷等20种不同类型溶剂对PVB树脂的溶解性能进行了系统分析与检测,结合溶剂对色素成分的溶解特征,成功开发了一种用于废旧PVB塑料脱色再生的高效、无毒脱色剂——TSJ-1311。按照“选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”的技术方案,以深蓝色废旧PVB塑料为脱色对象,论文考查了脱色时间、液料比、脱色级数、溶剂回收等因素对脱色过程的影响,确定了最优化脱色工艺条件,在单级脱色时间40min、TSJ-1311与PVB的液料比为30ml∶1g、脱色级数为3次情况下,可以得到无色纯净的PVB再生塑料。溶剂回收的最佳工艺条件是在水浴55℃、真空度0.07Mpa情况下减压蒸馏,经红外光谱鉴定和循环脱色实验,回收的TSJ-1311在结构、组成等方面与相应的纯净产品一致,完全可以循环用于废旧PVB膜的脱色过程,溶剂TSJ-1311的回收率可以达到96%以上。在油浴230℃,真空度0.08Mpa的条件下,蒸馏回收TSJ-1311后所得的残留液,回收增塑剂三甘醇二（2-乙基己酸）酯（3GO）。设计了日处理2t的废旧PVB塑料工厂的储槽、脱色反应器、蒸馏釜、换热装置及辅助设备。计算结果表明2t/d废旧PVB膜进行脱色需要1.20×103L/d TSJ-1311溶剂,蒸馏装置总高度为23米,总宽度是13米,加热蒸汽量为1099.7kg/h,蒸馏回收溶剂的装置选用U形管换热器,而冷却TSJ-1311蒸汽选用列管式换热器。确定了物料储仓、溶剂储罐、脱色槽,风箱等设备的尺寸。此工艺具有流程短、工艺简单、操作方便、能耗低等优点,回收得到的再生PVB塑料无色透明,附加值高,具备市场开发价值,与此同时,新的脱色技术对整个塑料再生回收行业具有积极的借鉴作用。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 文献综述  9-27
  1.1 废旧塑料的回收  9-16
    1.1.1 废旧塑料回收的重要性  9-10
    1.1.2 废旧塑料回收的现状  10-15
    1.1.3 废旧塑料回收利用过程中的关键问题  15-16
  1.2 PVB塑料的生产与回收  16-26
    1.2.1 PVB树脂的性质  16-17
    1.2.2 PVB树脂的生产  17-20
    1.2.3 PVB塑料的组成  20-23
    1.2.4 PVB的应用  23-26
  1.3 论文研究目标与思路  26-27
第二章 废旧PVB塑料的溶解性能及脱色剂的开发  27-34
  2.1 实验材料与研究方法  27-30
    2.1.1 实验材料及溶剂  27-28
    2.1.2 溶剂选择实验方法  28-30
  2.2 实验结果与结论  30-32
    2.2.1 根据溶解度参数原则选择溶剂  30-32
    2.2.2 根据溶解性实验选择溶剂  32
  2.3 小结  32-34
第三章 “溶剂溶解-色素萃取-PVB水析”方案脱色实验研究  34-39
  3.1 实验材料和研究方法  34-35
    3.1.1 实验材料及试剂  34
    3.1.2 实验方法  34-35
  3.2 实验结果与讨论  35-37
    3.2.1 废旧PVB塑料的溶解试验  35
    3.2.2 色素的萃取效果  35-37
    3.2.3 PVB的回收率及过程消耗  37
  3.3 小结  37-39
第四章 “选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”方案回收技术研究  39-59
  4.1 实验材料和研究方法  39-41
    4.1.1 实验材料及设备  39-40
    4.1.2 研究方法  40-41
  4.2 废旧PVB塑料脱色工艺研究  41-43
    4.2.1 单级脱色时间  41-42
    4.2.2 单级液料比  42-43
    4.2.3 脱色级数  43
  4.3 脱色效果  43-46
  4.4 溶剂的循环利用  46-48
    4.4.1 溶剂回收方法  46-47
    4.4.2 TSJ-1311溶剂的回收率  47
    4.4.3 在回收的TSJ-1311中的脱色实验  47-48
  4.5 增塑剂的回收  48-50
    4.5.1 气相色谱-质谱联用分析方法  48-49
    4.5.2 增塑剂的回收方法  49-50
  4.6 工业化流程  50-52
  4.7 工业化设计  52-57
    4.7.1 热量衡算  53
    4.7.2 蒸馏釜工艺参数  53-56
    4.7.3 列管换热器工艺参数  56
    4.7.4 其他设备尺寸  56-57
  4.8 小结  57-59
第五章 结论  59-61
参考文献  61-66
致谢  66-67
攻读学位期间的主要研究成果  67

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 生产过程与生产工艺
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