不同热塑性树脂成型前的预处理也各不相同,如PP、PE、PS 粒状树脂可直接注塑、挤出成制品;有时需添加色母粒、各种功能性母粒(如防雾滴母粒和除草母粒等)、钙塑填充母粒等各类母粒;
有些易吸水树脂粒料成型前需进行烘干以除去吸附的水分,如PA 类树脂等。 有些粉末状树脂在成型加工前需进行配方设计、干燥、筛选.磨浆、捏合、塑化、造粒等7个工序的预处理。当然,有的只经过其中的3个工序,如配合、捏合和造粒。
对于再生料成型前的预处理虽可借鉴于原树脂成型前的预处理,但对于不同种再生料和同种再生料制备不同制品,其成型前的预处理也是不相同的。
1.配料
回收的废旧塑料经一系列前处理得到干燥的粉碎料,或直接塑化成型,或经造粒后再成型。在造粒前或由粉碎料直接塑化成型之前,往往需要进行配料,即加入各类配合剂。一般说来,配合剂有稳定剂(防老剂)、着色剂、润滑剂、增塑剂、填充剂和各类改性剂等。
这6大类配合剂可针对不同再生塑料制品的实际用途进行选择和配合设计。
废旧塑料制品一般都有不同程度的老化。为了保证再生塑料制品的稳定性能,应当加人稳定剂。稳定剂的种类很多,有热稳定剂、防紫外线稳定剂等。
使用稳定剂时,应注意稳定剂的毒性和污染性,如再生PVC 料中的碱式铅类稳定剂有一定毒性,不宜作与食品接触的塑料制品;弹性体的防老剂中4010颜色深,不宜作浅色制品。再生PVC 料中可选取配合碱式铅类、脂肪皂类、复合稳定剂,PE、PP再生料可用1010防老剂。
在实际操作中,稳定剂用量比例很少,为充分发挥其作用,应设法使其分散均匀。把稳定剂制成浓缩稳定剂母粒较为方便,配合时只要加入该母粒即可。
废旧塑料常有一定程度的污染,故常选用深色着色剂,如炭黑、铁红、酞菁紫、塑料棕。用较干净的再生料置备再生型色母粒的效果好,工艺操作合理。
润滑剂也是回收料中不可缺少的助剂。再生的PVC料中加入极性润滑剂比非极性者效果好,如用硫化石蜡比用普通石蜡对PVC的润滑作用好。而对PP、PE、PS再生料则用普通石蜡即可, 若用低分子量聚乙烯(LMPE)蜡效果会更好,但成本高。
回收PVC料往往需要增塑剂。由于小分子增塑剂(如DOP、DBP等)易在制品使用中发生迁移现象,所以对再生PVC制品有时需补充一定量的增塑剂,增塑剂的加人量是由再生PVC制品要求的硬度决定的。另外,应考虑回收的PVC制品中软、硬制品的比例。由于PVC膜、革、壁纸类与硬质PVC管、异型材类中残留增塑剂很不同,所以若将适量软PVC回收制品与硬PVC回收制品 掺用,可以减少或不用增塑剂。
在再生料中加入填充剂(如碳酸钙、陶土、滑石粉、硫酸钡、赤泥、木粉等)时,应注意3个问题。①注意回收料中钙塑回收品的比率,如地板砖中已含大量的填充剂,不宜再加入相应的填充剂;②在不影响加工流动性并保证其基本力学性能指标的前提下, 可以适当增加填充量;③填充剂应经偶联剂(如钛酸酯偶联剂)活化,针对不同种填充剂,选择适宜型号的钛酸酯。
2. 捏合
再生回收料与各类配合剂的捏合是十分重要和必要的,它能使需要配合的各组分在塑化混熔前达到宏观上的均匀分散而成为一个均态多组分的混合物。在选定捏合设备与配合组分后,捏合的效果主要取决于捏合工艺(如捏合温度、时间、加料顺序、搅拌速度等)的控制。
回收塑料的捏合一般在混合造粒之前,如果再生料粉碎后不需造粒而直接加工成型,那么捏合后成型。如果回收料进行原位反应挤出的改性,则应将有关在另外加料口单独加入的配合剂分开;另外,需进行动态硫化时,也应将交联剂组分分开,以便适时加入。
捏合工序的捏合温度、时间、搅拌速度、加料顺序等的操作及控制可参照原树脂捏合工艺进行。
3. 造粒
不论何种废旧塑料制品,在制备回收废旧塑料的再生粒料前, 首先应进行预处理,鉴别、分检、清洗、粉碎或切碎(硬制品通过破碎而粉碎,软制品进行切碎),然后经过两段热干燥,使水分含量不超过0.5%,这样的回收碎料称为前处理料。
将前处理料经过其他组分的配合与捏合即可造粒。有的回收料(如回收PVC软制品)也可不经过切碎而直接用开炼机塑化、放片、切料。各类品级的回收料或前处理料的造粒工艺如下:
配合剂、改性剂、母粒
↓
PP、 PE前处理料→配合→捏合→挤出→切粒
制备PP、PE的再生钙塑粒料可采用开炼或密炼工艺,其工艺流程基本相同,只是捏合后经开炼机塑化、混炼、放片后切粒,也可由密炼机塑化、混炼,接开炼机放片后切粒。
回收PVC料因其熔体黏度高,适宜在开炼机上人工控制,不 论是否是钙塑再生料,皆可采用开炼工艺,流程如下:
配合剂、改性剂、增塑剂、母粒
↓
PVC前处理料→配合→捏合→挤出→切粒→冷却
或 PVC前处理料→配合→捏合→开炼→放片→切粒对回收料的造粒需注意以下事项。
(1) 强喂料为防止轻质薄膜类回收前处理料在喂料时产生"架桥"现象,可在挤出机上通过喂料螺杆预压缩,使物料压实, 喂料螺杆的速度应与挤出造粒速度相匹配。
(2) 采用排气式挤出机无论使用单螺杆挤出机还是使用双螺杆挤出机,都应是排气式的,尤其是在回收料中有一定量的水分、易分解和易挥发成分时,其水分和挥发分得以及时由螺杆挤出机排出。
(3) 熔体过滤获得高质量的再生粒料需要进行熔体过滤, 以清除其中的杂质。熔体的过滤装置可采用间歇或连续过滤网设备。间歇式因更换网时需中断熔体流动,对热切造粒有不利的影响。
若采用双螺杆挤出机,以螺杆反向旋转式塑炼为好。双螺杆挤出机比单螺杆挤出机能耗低、效率高。反向式双螺杆挤出机不是靠摩擦产生对物料的剪切力,即不取决于进料和塑炼,故可采用多处进料口,这对于进行原位反应挤出或动态硫化工艺都是适合的。