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废旧聚乙烯醇缩丁醛塑料脱色技术研究

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第一章文献综述

1.1废旧塑料的回收

1.1.1废旧塑料回收的重要性

1.1.2废旧塑料回收的现状

1.1.3废旧塑料回收利用过程中的关键问题

1.2 PVB塑料的生产与回收

1.2.1 PVB树脂的性质

1.2.2 PVB树脂的生产

1.2.3 PVB塑料的组成

1.2.4 PVB的应用

1.3论文研究目标与思路

第二章废旧PVB塑料的溶解性能及脱色剂的开发

2.1实验材料与研究方法

2.1.1实验材料及溶剂

2.1.2溶剂选择实验方法

2.2实验结果与结论

2.2.1根据溶解度参数原则选择溶剂

2.2.2根据溶解性实验选择溶剂

2.3 小结

第三章“溶剂溶解-色素萃取-PVB水析”方案脱色实验研究

3.1实验材料和研究方法

3.1.1实验材料及试剂

3.1.2实验方法

3.2实验结果与讨论

3.2.1废旧PVB塑料的溶解试验

3.2.2色素的萃取效果

3.2.3 PVB的回收率及过程消耗

3.3 小结

第四章“选择性溶解色素-蒸馏回收溶剂”方案回收技术研究

4.1实验材料和研究方法

4.1.1实验材料及设备

4.1.2研究方法

4.2废旧PVB塑料脱色工艺研究

4.2.1单级脱色时间

4.2.2单级液料比

4.2.3脱色级数

4.3脱色效果

4.4溶剂的循环利用

4.4.1溶剂回收方法

4.4.2 TSJ-1311溶剂的回收率

4.4.3在回收的TSJ-1311中的脱色实验

4.5增塑剂的回收

4.5.1气相色谱-质谱联用分析方法

4.5.2增塑剂的回收方法

4.6工业化流程

4.7工业化设计

4.7.1热量衡算

4.7.2蒸馏釜工艺参数

4.7.3列管换热器工艺参数

4.7.4其他设备尺寸

4.8 小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的主要研究成果

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摘要

聚乙烯醇缩丁醛(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-FSJ-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。

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