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如何解聚回收聚酯材料
随着城市人口以及城市交通流的增加,城市特别是大城市的交通问题普通成为焦点问题。路网不畅、设施不足、交通拥堵等问题越来越突出;行车难、停车难、交通秩序混乱等问题日益突显,对城市交通管理造成的冲击和压力越来越大。城市道路交通拥挤堵塞问题已成为制约经济发展、降低人民生活质量、削弱经济活力的瓶颈之一。据美国得克萨斯州运输研究所2006年底公布的数据显示,被称为“汽车王国”的美国每年因交通堵塞造成的经济损失高达1000亿美元。2007年中国社科院数量经济与技术经济研究所测算,北京市每天因为堵车造成的社会成本达到4000万元,每年损失146亿元。对于交通堵塞这个世界性难题,各国和民间都在为解决这个问题进行广泛的研究。
一、城市交通殛相关概念
1.城市交通及城市交通系统。(1)城市交通。城市交通是指城区范围内的交通,是城市各种用地之间的人和物的流动。城市交通是一个独具特色、由多种类型交通组合而成的交通系统。这些流动都是以一定的城市用地为出发点,以一定的城市用地为终点,经过一定的城市用地而进行的。(2)城市交通系统。城市交通系统是城市社会经济系统的一个子系统。现代城市交通系统已经发育为一种立体化综合化的系统。城市交通系统主要由三部分构成:第一,城市交通基础设施系统,包括城市道路、桥梁、轨道系统等;第二,城市客货运输系统,包括公共汽车、电车、出租汽车、地铁、轻轨、人力三轮车、自行车、摩托车、私人汽车系统、个体客运系统,以及城市内部的货运系统;第三,城市交通控制系统,包括交通标志、信号系统、交通信息集、传输、控制等交通管制系统。
城市交通是一个集经济性与社会公益性于一体的领域,包括管理体制、城市规划布局、投融资体制、交通方式选择、公共交通运营组织、交通需求管理、交通流量控制与管理方面的内容,涉及管理、法规、规划、工程、财政、教育、环境、能源、信息以及人文等社会经济诸多学科领域。这些方面集成在一起,形成一个错综复杂的城市交通系统。
2.交通拥挤与交通堵塞。“交通拥挤”与“交通堵塞”是两个容易混淆的概念。交通拥堵则是交通拥挤和交通堵塞的叠加。首先,交通拥挤是指在某一时间段内、在一定的道路空间内积聚了过量的车流的现象。拥挤,在某种意义上说,只是车流量增加甚至流量过大,但是车流还处于运动之中。其次,交通堵塞是指在某一段时间内、在一定的道路空间内由于某种原因造成车流停滞的现象。最后,交通拥堵,对于出行者来说,主要是对时间和车速的感觉,即车辆在道路或交叉口上排队或者缓慢移动。我国公安部对拥堵路口和拥堵路段分别给出了定义:车辆在无信号灯控制的交叉路口处车行道上受阻且排队长度超过250米,或车辆在信号灯控制的交叉路口,3次绿灯显示未通过路口的状态定义为拥堵路口;拥堵路段则定义为车辆在车行道上受阻且排队长度超过1公里的状态。广义地说,拥堵是由人们的居住与购物、工作、学习、等地点的分离引起的,是交通供给与出行需求之间不平衡的产物。其特性、发生地点和严重程度是由人们工作、购物和居住地点的变换以及他们在这些地点之间如何出行来决定。通常这些问题同时发生时会产生加重拥堵。产生的交通拥堵可能是周期性或非周期性拥堵。周期性的拥堵一般在同一地点和同一时间重复出现的拥堵。非周期性拥堵是由某种偶然造成的。比如交通事故或关闭一条道路所引起的交通拥堵。
二、城市交通拥堵的主要问题和原因
1.道路容量严重不足。长期以来,我国城市人均道路面积一直处于低水平状态。以太原市为例,2006年全国城市人均道路面积10.6平方米,太原市人均道路面积6.米,而国外城市人均道路面积15-20平方米。尽管近几年太原市加大了城市道路改造力度,城市实有道路面积由2000年的1427万平方米增加到2006年的2357万平方米,平均每年增长8.7%,增长幅度较快,但仍赶不上城市民用汽车保有量年均14.9%的增长速度。据调查,目前全国37个百万人口以上的大城市中。有31个城市的人均道路面积低于全国平均水平。道路建设不断上升交通拥挤却还如此严重,其直接原因是道路面积严重不足。首先,我国大城市的人均道路面积尚不及发达国家的1/3。其次,我国大城市市区正处在从中心区向郊区化扩散过程中,近几年城市道路建设的增加,主要分布在新开发的市区和郊区,相对来讲,中心区的道路面积率反而略有下降。再次,城市房地产开发集中于市中心地区,产生了过量的交通量。造成道路超负荷负载。此外。我国城市中占用道路和人行道问题一直得不到有效解决,城市新增的道路面积,往往很快就被各种摊商、集贸市场和停车场相继侵占,使本来就严重短缺的道路面积更加紧张。道路面积不足的原因又在于道路建设的滞后。这种滞后不仅被城市现有的道路功能变得混乱而低效,而且造成的时间浪费和行车成本损失是巨大的。据上海市城市道路交通现代化研究报告,其直接经济损失要占国民生产总值的1%。有的大城市可能达到所在城市国民生产总值的10%左右。
2.汽车增长速度过快。最近几年是大城市机动车增长速度最快的年份,客车、私人轿车以至于货车增幅年平均在15%以上。以太原市为例,截至2006年底,太原市民用汽车保有量已达28.8万辆,是2000年的2.3倍,净增1.6万辆。随着国民经济的持续快速发展和人们生活质量的不断改善,私人汽车拥有量中载客汽车特别是小轿车在汽车保有量中所占份额进一步提高。2006年私人小轿车达8.9万辆,比2000年增长169.7%,增加5.6万辆;在汽车保有量中所占比重由2000年的25.8%增加到30.9%。
根据我国轿车增长分析,每当轿车拥有量年增长率超过20%时,必将引起当年以及随后几年城市交通恶化。20世纪80年代以来,我国第一次超过20%的是1985年(33.3%)、1986年(42.3%)、1987(27.0%)连续三年,第二次是1992年(31.9%)、1993年(55.6%)连续两年。这两次轿车增长也正是大城市交通最紧张的两个时段,远远超过正常年度道路建设的供给可能。进入2l~t,ed后,我国又面临新一轮的汽车高速增长期,现有城市路网一般都是密度低、千道间距过大、支路短缺、功能混乱,属于低速的交通系统,难以适应现代汽车交通的需要,阻碍着汽车化在城市的实现。
3.交通管理技术水平低下。由于历史和认识方面的原因,我国大城市中交通控制管理和交通安全管理的现代化设施普遍较少。就北京与东京比较,两市都有一个交通管制中心,但北京交通控制中心控制的交叉口数只有东京的5%,人行天轿是东京的4.8%,地下人行道只是东京的
5%,每公里交通标志只有东京的35%。北京在全国城市中交通管理设施应该算是相当好的,但由于设施明显不足,管理疏漏不少,交通事故率居高不下。从停车场看,大城市别是中心区严重短缺停车设施,车辆大都停在道路和人行道上,加剧了拥挤堵塞和事故发生。此外,国际上正在研究并开始使用的信息化、智能化管理系统,在我国也只有为数不多的大城市有。
4.缺乏整体的交通发展战略。城市交通建设是一项系统工程,既要研究交通需求和供应的平衡,还要考虑土地和财力的可能,是一项决策性很强的工作。
有一些大城市热衷于建设高标准的大型交通工程,出现了立交桥、高架路和城市环路,以为只有高标准的大型交通工程,才能一劳永逸解决交通问题,实际上这种办法只能缓和暂时矛盾,拥挤问题不但没有解决,甚至诱发聚集更多的交通量,引起结构性的“负效应”。城市交通是一个动态的整体,仅靠几项大工程不可能解决交通问题。
5.道路使用者的不文明行为。以深圳和香港为例,深圳市现有注册机动车38.3万辆。加上外驻车辆5万辆,外地来深流动车辆10万辆,总计车辆不过才50多万辆,按深圳市700万人口计算,车辆占有率14%,深圳市现有道路2200多公里。而香港现有车辆52万辆,其中私家车34万辆,道路总长1911公里,与深圳不相上下,交通却井然有序,而且深圳一半左右的道路是双向六车道的路面,路况质量及其宽阔程度远高于香港、澳门。那么造成深圳塞车的原因究竟是什么呢?据广州市青年志愿者协会组织的“广州路面司机车德调查”,开车不讲“车德”等不文明交通行为,已成为妨碍广州城市交通秩序一大“元凶”。据对6340人参加的网络调查显示,近5000人认为交通不畅的原因和司机车德太差有关。68%的司机承认自己曾有“缺车德”行为,46%的司机曾因不文明驾驶行为被罚款或扣分。在人、车、路、环境等因素构成的交通系统中,某个个体交通参与者违反交通道德规范和交通法规的行为在造成局部堵塞的同时,还会对整条道路乃至整个交通系统的有序流动产生严重影响。
以上五个方面的问题,反映了我国当前大城市交通的基本特点,概括起来是车多路少,现状道路已无大潜力;车速下降,交通阻塞的趋势在逐渐恶化。造成城市交通拥堵既有国民经济高速度发展、车辆高速度增长、城市高速度增长的根本原因,也有城市道路交通设施少、轨道交通较少、交通安全设施不足、车辆发展与道路发展不协调、城市发展与交通供给不协调等客观原因,还有交通管理落后、道路使用者的不文明行为等人为原因。
三、解决城市交通拥堵问题的主要对策
面对城市交通拥堵的难题,实际证明交通设施的容量永远赶不上交通需求的增长,道路也不可能无限制地拓宽和加长,而且在国家扩大内需的经济政策大背景下,汽车进入家庭是挡不住的时代潮流。只有一方面加大城市交通环境的硬件建设,一方面改进管理手段,充分利用有限的道路,提高广大交通参与者的素质,创造良好的交通软环境,取“软硬兼施”的方法才是关键所在。
1.加强城市交通道路建设。我国高速公路的发展是从20世纪90年代开始的,经过十几年的大投入,到2008年,高速公路通车里程已经达到6万公里。现有的公路从首都向外7条放射线,9条南北纵向线和18条东西横向线,到2010年8.5万公里高速公路就可形成。高速公路网络基本满足了目前经济发展的需要。当前,交通最大的需求是城市交通投入不足,规划不到位,城市交通建设理念还需要更新。为拉动经济发展,国家投人4万亿元的资金,地方也拿出90万亿元的投资,这些投入应该重点来解决城市交通堵塞问题。改善交通出行条件是每个市民迫切希望来做的一件大事。也是建立和谐社会的基本要求。将有限的资金,重点用在改善人民生活,加强和提高经济活力上来。
2.建立立体大交通。根据国内外资料统计,高速公路的疏导能力是一般道路的几十倍。如果城市市区没有高速公路,即便不堵车,行驶时速按30公里考虑,一样宽的道路疏通能力也很低。北京、上海、南京等大城市,交通的形式各有不同,但堵车都非常严重。就具体原因本人认为是缺少立体大交通。我们对堵车问题的解决只是简单地加宽路面。改四道为八车道、十车道提高疏通能力,而没有考虑其根本原因是道路交通特性和车流特性不匹配。随着汽车拥有率的提高,城市道路上车流密度出现了质的变化,由以前的间断性车流变成了连绵不断的连续性车流。即车流的特性是连续流的特性,而城市道路(除快速路外)全部为间断流交通特性,两者的特性是不匹配的。因此,只有将城市道路所能提供的交通方式,由间断流交通方式(既每到交叉路口需要停车等待绿灯)改造为连续流交通方式(无红绿灯,无冲突点。途中无需停车),才能实现道路交通特性与车流特性相匹配。也就是说,必须在平面交叉路口建设地下人行通道、高架快速公路桥,形成立体交通,提高通行能力,才是解决堵车的长效办法,也是解决城市堵车的根本途径,否则,堵车问题是不可能彻底解决的。
3.加强道路的远期规划。一个城市对道路的布局要有科学合理的远期规划,用地和预留地要考虑城市的发展及建设标准。比如近期建设的高速路应亲近城市。好处第一是市区内的车辆在很短的距离内可上路出行,第二是这些路将来在城市扩张后将包容在市内,从而发挥其疏导城市交通流的强大作用。随着城市堵车问题的日益严重,用创新的理念来解决好这一难题是十分重要的。如保定市的规划在上世纪50年代就考虑到了城市发展需要,在那个时期河北省省会在保定市,当时市政要求。一般道路规划用预留地不少于四至六个行车道,但当时根据交通流量和经济能力只建了两个行车道,两个自行车道,到90年代时对一些道路进行扩建,还不需要改变道路红线和绿化树木的位置,就提高了道路的疏通能力。因此保定是一个道路投资少,植被覆盖率高的城市。现在车辆发展是过去的几百倍,但是还不堵车。
4.加强停车场建设。由于停车场的建设大大滞后于小汽车的增长速度,导致停车设施严重短缺,城市“停车难”问题已成为当前一个十分突出问题。无位停车不仅给驾驶员带来不便,同时也带来违法停车影响道路交通的后续问题。停车困难加剧了道路通行的困难。如果不能彻底解决停车难问题,城市交通的可持续发展将面临越来越大的困难。因此,应加大住宅小区的停车场配建力度,规划建设公共停车场。同时,在中心城区取设置“五分钟临时停车泊位”,在市内不影响交通安全和通行的道路施划临时停车泊位等措施,规范和方便市民停车。全力缓解市内停车供需矛盾,有效改善市区停车秩序。
5.加强城市交通管理。一是精心设计,优化组织。充分运用交通工程理论,科学渠化道路交叉口。交巡警部门应积极会同建设部门,对交通拥挤路口进行渠化改造,拓宽交叉口,增加进口车道数。提高道路通行能力。结合交叉口流量流向,合理设置道路车行道。以减少交通延误为主,科学实施信号灯配时。二是加强整治、规范秩序。打通支小路,促进城市道路“微循环”。会同城管、工商部门清理整治“马路市场”、“马路停车场”,加强路面执法,对各种严重交通违法行为和不文明行车行为依法严管,形成强大震慑力。三是加强对不道德行为道路使用者的宣传教育,提高广大交通参与者的素质,特别是抓好四类人的宣传教育工作。第一类是国家机关特种车辆驾驶员。教育他们克服特权思想,杜绝冲红灯、乱鸣笛、占用公交车道等违章行为,成为遵守交通法规和交通道德的模范。第二类是出租车、中巴车驾驶员。通过严格有效的管理手段解决营运车辆只顾经济效益、不管交通法规、肆意行驶的现象。第三类是大型货车和过境货车驾驶员。严厉处罚货车超速行驶、占用小车道的违章行为。第四类是广大外来工等普通交通参与者,教育他们珍惜生命,不与机动车争道抢行。
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废塑料的回收和再生利用
废塑料的回收:
废塑料的回收是进行再利用的基础。回收的难度在于废塑料数量大、分布广、品种多、体积大,许多废塑料与其他城市垃圾混在 一起,给回收造成很大困难。
目前,国外在废塑料回收方面已积累了不少经验,他们把废塑料的回收作为一项系统工程,、企业、居民共同参与。德国于1993年开始实施包装容器回收再利用,19年回收再 利用废塑料达到60万吨,是当年80万吨消费量的75%。 目 前,德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点,各网 点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制 品,并有统一颜色标志。日本树脂再生利用成功的秘诀就在于 建立了回收循环体制。回收循环管理体制的核心就是尽量减少 回收环节,各厂家在建立销售网点的同时也要考虑建立回收网 点。厂家负起回收利用自家生产的产品废旧物品的责任,在回 收自家生产的废旧物品时,原标准零部件及其材料性能就容易 把握,可以充分有效地再生利用,能够确保再生产品的性能。 同时,还可以减少热回收,减少烦琐程序和环境污染。由于产 品的模块化,使再生利用部分的技术研究开发方向更加明确。
为进一步利用,回收的废塑料往往进行分离,用的主要分离 技术有密度分离、溶解分离、过滤分离、静电分离和浮游分离等, 见图2.1。日本塑料处理促进协会的水浮选分离装置一次分离率就 可达到99.9%以上,美国DOW化学公司也开发了类似的分离技 术,以液态碳氢化合物取代水分离混合废塑料,取得了更佳的效 果。美国凯洛格公司与伦塞勒综合技术学院联合开发出溶剂性分离 回收技术,不需人工分拣,即可使混杂的废旧塑料得到分离。该法 是将切碎的废旧塑料加入某种溶剂中,在不同温度下溶剂能有选择
地溶解不同的聚合物而将它们分离。应用的溶剂以二甲苯为最佳, 操作温度也不太高。 对一些新的分离技术如电磁快速加热法、反应性共混法等也有 不少报道。电磁快速加热法可回收分离金属—聚合物组件,反应性 共混法能实现对带涂料层废弃保险杠的回收分离。另外,国外已开 发出计算机自动分选系统,实现了分选过程的连续自动化。瑞士的 Bueher公司用卤素灯为强光源照射下,经过4种过滤器的识别,由计算机可分离出PE、PP、PS、PVC和PET废塑料,生产能力为It/h。
直接使用或与其他聚合物混制成聚合物合金。这些产品可用于制造 6生塑料制品、塑料填充剂、过滤材料、阻隔材料、涂料、建筑材 料和粘合剂等。这是一种简单可行的方法,实现了重复使用,可分 为熔融再生和改性再生两类。
(1)熔融再生
该法是将废塑料加热熔融后重新塑化。根据原料性质,可分为简单再生和复合再生两种。
简单再生已被广泛用,主要回收树脂生产厂和塑料制品厂生 产过程中产生的边角废料,也可以包括那些易于清洗、挑选的一次 性使用废弃品。这部分废旧料的特点是比较干净、成分比较单一,用简单的工艺和装备即可得到性质良好的再生塑料,其性能与新料相差不多。现在塑料废弃物品约有20%用这种回收利用方法, 现阶段大多数塑料回收厂是属于这一类的。
复合再生所用的废塑料是从不同渠道收集到的,杂质较多,具 有多样化、混杂性、污脏等特点。由于各种塑料的物化特性差异及 不相容性,它们的混合物不适合直接加工,在再生之前必须进行不 同种类的分离,因此回收再生工艺比较繁杂,国际上已用的先进 的分离设备可以系统地分选出不同的材料,但设备一次性投资较 高。一般来说,复合再生塑料的性质不稳定,易变脆,故常被用来 制备较低档次的产品,如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器 械的包装材料等。
目前,我国大连、成都、重庆、郑州、沈阳、青岛、株洲、邯 郸、保定、张家口、桂林以及北京、上海等地分别由日本、德国引 进20多套(台)熔融法再生加工利用废塑料的装置,主要用于生 产建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充剂等。
(2)改性再生
是指通过化学或机械方法对废塑料进行改性。改性后的再生制品力学性能得到改善,可以做档次较高的制品。
日本宝冢市工业技术研究开发试验所发明了一种方法,可将废纸和废聚乙烯加工成合成木材,这种合成木材可以和天然木材一样 加工,质地也和天然木材一样好。澳大利亚克莱顿聚合物合作研究中心研究出一种用聚乙烯薄膜边角料和废纸纤维生产建筑业用木材 替代物的生产工艺,该加工过程系在一台双螺杆挤出机内进行,工 艺温度低于200℃,能避免纤维的降解。用该方法生产的新闻纸/ 聚乙烯复合材料的外观、密度和机械性能与硬纤维板相似,可用标准工具进行切割、成型,在钉钉子时的防裂性也很好,防水性能比 硬纤维板要好。西堀贞夫的“爱因木”技术以干态研磨清洗达到塑 料废弃物再化,使用再生原料PE、PP、PVC、ABS等混合废 弃木屑,生产木屑含量超过50%以上的新型木板。爱因木技术的 问世引起了世界各国,特别是发达国家的关注并产生了强烈反响。
在化学添加剂方面,汽巴—嘉基公司生产出一种含抗氧剂、共 稳定剂和其他活性、非活性添加剂的混合助剂,可使回收材料性能 基本恢复到原有水平;荷兰也有人开发出一种新型化学增容剂,能 将包含不同聚合物的回收塑料键合在一起。美国报道用固体剪切 粉碎工艺(Solid State Shear Pulverization,S3P)进行机械加工,无需加热和熔融便可对树脂进行分子水平上的剪切,形成互容的共 混物,共混物大部分由HDPE和LLDPE组成,极限拉伸强度和挠 曲模量可与HDPE和LLDPE纯料相媲美。近两年出现的固相剪切 挤出法、反应性共混法、多层夹心注塑技术以及反应挤塑法则使一 些难以回收的废塑料的再生利用成为可能。
(3)木粉填充改性废塑料
木粉填充改性废塑料是一种全新的绿色环保塑木材料,其加工 方法也是物理改性再生方法。由于近几年来国内外对该方面的研究 较多,发展较快,并且已有商品化产品出现,塑木材料及其相关技术的发展已成为一种趋势
木粉与废旧塑料复合材料的开发与研究不但可以提供充分利用 自然的机会,而且也可以减轻由于废旧塑料而引起的环境污 染,因此,这种木塑复合材料是一种节约能源、保护环境的绿色环保材料。其应用范围很广,主要应用在建材、汽车工业、货物的包 装运输、装饰材料及日常生活用具等方面,有广阔的发展前景。从国内外专利调研中也可看出这点。木粉作为塑料的一种有机填料,具有许多其他的无机填料所无法比拟的优良性能:来源广泛、价格 低廉、密度低、绝缘性好、对加工设备磨损小。但它并没有像无机填料那样得到广泛应用,原因主要有以下两点,与基体树脂的相容性差;在熔融的热塑性塑料中分散效果差,造成流动性差和挤出成 型、加工困难。
①木粉的处理:木纤维材料优选为炊木材料,如白杨木、雪 松锯屑等,这种木纤维有规则的形状和纵横比,使用前需经处理干 净,尽量干燥,然后加工成类似锯屑规格的木粉。各专利对木粉的规格、大小都作了相应规定:长度优选为1—10mm,厚度0.3—1.5mm,纵横比2.5—6.0,吸湿率小于12%(按重量计)。
②对塑木复合物的加工要求:复合物颗粒挤出成材时,若用的是无通风设备的挤出工艺,颗粒应尽可能干燥,含水量应在 0.01%~5%(质量分数)之间,最好小于3.5%。有通风设备的,含水量小于8%是可以接受的。否则,挤出材料会产生裂纹或其他表面缺陷。
对复合物颗粒的截面形状作了研究,认为有规则几何形状的截面更有利,包括三角形、正方形、矩形、六边形、椭圆形、圆形等’,优选为有近似圆形或椭圆截面的规则圆柱体。
在挤出工艺中木纤维更宜沿挤出方向取向,这种定向能使相邻平行的木纤维与包覆在定向木纤维上的高分子相互交叠,从而能改善材料的物理性能。通常取向度为20%,优选30%。这种结构的材料有着充分增强的强度、拉伸模量,适宜于制作门窗。
研究了木粉与废塑料的混合比例,优选条件为塑料45%(质量分数,后同)、木粉55%,还发现从塑料40%、木纤维60%到 塑料60%、木纤维40%的混合比例都可生产合用的产品。混合物组分的选定视终产品的特性、塑料和木纤维的类型而定。
③相容性的改善:由于木粉中主要成分是纤维素,纤维素中含有大量的羟基,这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键,使木粉具有吸水性,吸湿率可达8%一12%,且极性很强,而热塑性塑料多数为非极性的,具有疏水性,所以两者之间的相容性较差,界面的粘结力很小。使用适当的添加剂改性聚合物和木粉的表面,可以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力,改性的木粉填料具有增强的性质,能够很好地传递填料与树脂之间的应力,从而达到增强复合材料强度的作用。因此,要得到性能优良、符合条件的塑木复合材 料,首先要解决的问题是相容性的问题。 ·
相容性问题主要依靠加入各种添加剂解决。
偶联剂法:偶联剂可以提高无机填料及无机纤维与基体树脂之间的相容性,同时也可改善木粉与聚合物之间的界面状况。硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂是应用最广泛的两类偶联剂,实验表明,这两种偶联剂都能改善填料与树脂的相容性。
相容剂法:加入相容剂法是最简单而且很有效的方法。据报道,合适的相容剂有马来酸酐等接枝的植物纤维或马来酸酐改性的聚烯烃树脂、丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物。这些相容剂中大部分含有羟基或酐基,能够与木粉中的羟基发生酯化反应,降低木粉的极性和吸湿性,故与树脂有很好的相容性。
④添加剂的用量对复合材料性能的影响:偶联剂的用量与填料的活化效果并非成正比关系,当添加剂含量为1%时,材料的拉伸强度和拉伸模量最好,随着添加剂用量的增加,材料的性能反而下降。因此添加剂的用量不能太多,否则,既影响性能,又造成不必要的浪费。
⑤流动性能的改善:对于挤出成型加工来说,要求所加工的物料有一定的流动性。大多数情况下填充塑料都需要经过熔融、受力、变形后,经冷却定型制成各种制品,因此木粉填料的加人对熔体流变性能的影响是必须加以研究的。其中最重要的是对熔体粘度的影响。
随着木粉含量的增加,聚合物熔体粘度升高,这与木粉在基体树脂中的分散状况有关。木粉颗粒在基体中是以某种聚集状态的形式存在,呈聚集态的木粉对填充体系流动性能的影响是不利的,可加入适量的硬脂酸来降低木粉颗粒的集聚数量,改善成团现象,使其在基体树脂中充分分散。此外,木塑复合材料在熔融状态时属于塑性流体,随着剪切速率的增加,表观粘度下降。所以为了使填充体系具有良好的加工流动性能,应当尽可能用较高的剪切应力,以降低填充体系的剪切粘度,使之适合于挤出成型加工。
⑥加工条件的改善:挤出成型、热压成型、注射成型是加工 塑木复合材料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率 高、成型工艺简单,因此挤出成型方法是一种较佳的选择方案。
单螺杆挤出机可完成物料的塑化和输送任务。由于木粉的填充 使聚合物熔体粘度增大,增加了挤出难度,所以,用于木粉填充改 性的单螺杆挤出机必须用特殊设计的螺杆,螺杆应具有较强的混炼塑化能力。
由于木粉结构蓬松,不易对挤出机螺杆喂料,在挤出之前应对物料进行混炼制粒。由于木粉具有吸水性,制粒前应对木粉进行干燥处理,干燥温度为150℃左右,时间以3h为宜,如果干燥不充分,制品中会有气泡产生,致使材料的机械强度下降。加工温度的控制也十分重要,温度过高,木粉由于热作用会发生炭化现象,从而影响材料表观颜色。因此,在加工过程中应适当控制加工温度。
化学方法:
是指通过化学反应使废旧塑料转化成低分子化合物或低聚物。 这些技术可用于以废旧塑料为原料生产燃料油、燃气、聚合物单体 及石化、化工原料。
从技术角度来说,化学方法主要有高温裂解、催化裂解、加氢裂解、超临界流体法以及溶剂解。热裂解法生成沸点范围宽的烃类,回收利用价值低。催化裂解由于有催化剂存在,反应温度可降低几十度,产物分布相对易于控制,能得到晶位高的汽油。超临界流体法因其环保、经济、分解速度快、转化率高等特点,正成为目前的研究热点,既适用于废塑料油化,又可用于缩聚物溶剂解。溶剂解主要用于缩聚型废塑料的解聚回
收单体。
从用途来讲,化学方法因终产品的不同又可分为两种,一种是制取燃料(汽油、煤油、柴油、液化气等),另一种是制取基本化工原料、单体。
(1)制取燃料(油、气)的油化技术
国外早在20世纪70年代石袖危机时期已开始开发油化技术,
裂化,lkg废塑料产油最多可达iL。这种技术不使用搅拌装置,只适合于聚烯烃,还不能用于含卤类塑料。
APME(欧洲塑料生产者协会)认为,回收工艺要有生命力,必须能够接受组成广泛的混合塑料。目前工业界已对富含PVC (高至60%)的废塑料进行了实验室工程研究和初步的中试,但尚未对示范装置的建设提供最佳工艺条件。
日本在2000年4月对废塑料全面实施“包装容器再生法”后,为解决混杂塑料的油化问题,日本废塑料再生促进协会及废物研究 财团在的资助下,开发成功一般混合废塑料的油化技术。其工 艺过程包括前处理工序、脱氯工序、热分解。为了改善油品质量, 加入催化剂进行改质。
三菱重工、东芝、新日铁等日本公司均已先后进行了中试或工业化试验,可产出汽油、柴油、重油等油晶,技术已过关,但经济上尚未过关。为此,有关公司正通过改进工艺以大幅度降低成本,突出的为东北电力会同三菱重工利用超临界水进行废塑料油化试验的结果,反应时间由过去的2h大幅缩短至2min后,油品的回收率仍保持在80%以上的高水平,从而有利于成本的降低。考虑到油价的上涨将有利于提高经济效益,目前正在进行的0.5t/h的工业化试验,预计成功后将较快实用化。
(2)制取基本化学原料、单体回收的技术:
混合废塑料热分解制得液体碳氢化合物,超高温气化制得水煤气,都可用作化学原料。德国Hoechst公司、Rule公司、BA公司、日本关西电力、三菱重工近几年均开发了利用废塑料超高温气化制合成气,然后制甲醇等化学原料的技术,并已工业化生产。
近年来废塑料单体回收技术日益受到重视,并逐渐成为主流方向,其工业应用亦在研究中。1998年5月在德国慕尼黑举行的第14届国际分析应用裂解学术会议上,出现了有关高分子废弃物再生利用发展的新趋向。从本次会议发表的论文看,对于高分子材料的“白色污染”问题,国际上在基本解决了高分子废弃物经裂解制备燃料的研究和工业化之后,已趋向将高分 子废弃物通过有效的催化—裂解方法转化为高分子合成原料的新
阶段。目前研究水平已达到单体回收率聚烯烃为90%,聚丙烯酸酯为%,氟塑料为92%,聚苯乙烯为75%,尼龙、合成橡胶为80%等。这些结果的工业应用亦在研究中,它对环境及利用将会产生巨大效益。
美国BattelleMemorial研究所(美国专利US5136117)已成功开发出从LDPE、HDPE、PS、PVC等混合废塑料中回收乙烯单体技术,回收率58%(质量分数),成本为3.3美分/kg,目标是两年后实现工业化。日本总代理商——三菱商社已引进该技术并商业化开发,已建成流量20L/h的连续反应装置。
溶剂解(包括水解和醇解)主要用于缩聚高分子材料的解聚回收单体,适用于单一品种并经严格预处理的废塑料。目前主要用于处理聚氨酯、热塑性聚酯和聚酰胺等极性废塑料。例如利用聚氨酯泡沫塑料水解法制聚酯和二胺,聚氨酯软、硬制品醇解法制多元醇,废旧PET解聚制粗对苯二甲酸和乙二醇等。
另外,近年来超临界流体法也越来越多地应用于解聚缩聚型高分子材料,回收其单体,效果远优于通常的溶剂解。日本T.Sako等人利用超临界流体分解回收废旧聚酯(PET)、玻璃纤维增强塑料(FRP)和聚酰胺/聚乙烯复合膜。他们用超临界甲醇回收PET的优点是PET分解速度快,不需要催化剂,可以实现几乎100%的单体回收。他们还用亚临界水回收处理PA6/PE复合膜,使PA6水解成单体‘·己内酰胺,回收率大于70%一80%。
热能再生:
塑料燃烧可释放大量的热量,聚乙烯和聚苯乙烯的热值高达46000kJ/kg,超过燃料油平均44000kJ/kg的热值。燃烧试验表明,废塑料完全具备作为燃料的基本性质。它与煤粉、重油的燃烧对比试验详见表2.2。从表2.2中可看出,废塑料发热量与煤和石油相 当,且不含硫。此外由于含灰分少,燃烧速度快。
因此,国外将废塑料用于高炉喷吹代替煤、油和焦,用于水泥回转窑代替煤烧制水泥,以及制成垃圾固形燃料(RDF)用于发电,收到了很好的效果。
(1)燃料化:垃圾固形燃料RDF
日本积极推广用废塑料制垃圾固形燃料(RDF)。RDF技术原 由美国开发,日本近年来鉴于垃圾填埋场不足、焚烧炉处理含氯废 塑料时造成HCI对锅炉的腐蚀和尾气产生二D8英污染环境的问题,利用废塑料发热值高的特点混配各种可燃垃圾制成发热量20933kJ/kg和粒度均匀的RDF后,既使氯得到稀释,同时亦便于贮存、运输和供其他锅炉、工业窑炉燃用代煤。垃圾固形燃料发电最早在美国应用,并已有RDF发电站37处,占垃圾发电站的21.6%。日本结合大修将一些小垃圾焚烧站改为RDF生产站,以便于集中后进行连续高效规模发电,使垃圾发电站的蒸汽参数由<30012提高到45012左右,发电效率由原来的15%提高到20%~25%。秩父小野田水泥公司已在回转窑上试烧RDF成功,不仅代替了燃煤,而且灰分也成为水泥的有用组分,效果比用于发
电更好。目前日本各水泥厂正积极推广。
(2)高炉喷吹、水泥回转窑喷吹
高炉喷吹废塑料技术是利用废塑料的高热值,将废塑料作为原料制成适宜粒度喷人高炉,来取代焦炭或煤粉的一项处理废塑料的新方法。国外高炉喷吹废塑料应用表明,废塑料的利用率达80%. 排放量为焚烧量的0.1%~1.0%,仅产生较少的有害气体,处理费用较低。高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治理“白色污染”开辟了一条新途径,也为冶金企业节能增效提供了一种新手段。
德国的不莱梅钢铁公司于1995年首先在其2号高炉(容积2688m3)上喷吹废塑料,并建立了一套70kt/a的喷吹设备,随后克虏伯/赫施钢铁公司也建立了一套90kt/a的喷吹设备,德国其他的钢铁公司也准备用此项技术。日本NNK公司1996年在其京滨厂1 号高炉(容积4093m3)上喷吹废塑料,处理废塑料30kt/a,它
还打算向日本其他厂转让此项技术。日本环保界和舆论界对此寄予厚望,日钢铁联盟已将此纳入2010年节能规划,要求年喷吹100万吨以上,相当于钢铁工业能耗的2%,前途大有可为。
另外,日本水泥回转窑喷吹废塑料试验成功。德山公司水泥厂在长期燃烧废轮胎的基础上,于1996年在废塑料处理促进协会的配合下成功进行了回转窑喷吹废塑料试验。
发酵法
有资料报道,废聚乙烯可以通过氧化发酵和热解发酵两种方法转化成微生物蛋白。该法为非主流方法,目前不常用。
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在这个“供大于求”的消费市场,好似汽车产品推陈出新的速度是要快于消费决策的速度的。因此我们能够看到每个月总有诸多新车扎堆上市。而在春分三月,新上市的车型形形。
包含讲究家用的国产车型再到百万级别的超跑品牌,从性能运动再到混动经济,三月这些上新的SUV成为了消费清单里最值得买的车型!而对于那些将要购置新车的朋友们来说,这些SUV又有哪些看点?
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坦克500绝对是这些上市SUV当中极具重磅的车型,为何这么说?因为在这之前,还未有哪个自主品牌像坦克一样在越野领域能够成就如此造诣。相继坦克300供不应求的市场现状后,坦克500在万众期待的光环下迎来了上市。
三把锁、非承载式车身、3.0T排量V6发动机布局等一切都奠定了坦克500的越野属性,354马力的最大输出功率加之500牛·米的峰值扭矩所体现出来的动力水准,仿佛在告诉在座的各位:“我坦克500并不需要经济性,带你翻山越岭才是真”。
在国产车型定价来到了三十万以上的级别,那自然是少不了豪华属性这一说。坦克500也不例外,高档的皮质用料以及诸多精贵的装饰件直接把豪华驾乘所诠释的氛围感拉满。加之诸多智能化应用的加持,坦克500可不是只会越野这一说。它甚至可以成为用户眼里的“奢侈品”。
什么样的人会买它?这是一个很好的问题!买它的人注重生活的仪式感,也喜好诗和远方的意境。他们并不需要一辆代步SUV,至少不是一台纯粹家用的代步SUV。这部分用户群体希望从坦克500身上那差异化的消费定位去追求对生活未知的欲望。
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整个三月以来油价“一涨再涨”的局面着实让许多车主朋友猝不及防,可恰巧的是今年以来诸多车企厂商纷纷大力推动混动产品的布局。而在这其中,来自长安旗下高端品牌的UNI序列推出了长安UNI-K iDD混动版。
或许在某些人看来,买混动车型就是把油钱填补到贵出来的预算当中。毕竟往往混动车型在定价上就要比燃油版贵上大几万,而长安UNI-K iDD混动版17.69-19.29万的指导售价依旧主导二十万以内的竞价市场。并没有因其混动的身份而拉高消费门槛儿。
再回到长安UNI-K iDD混动版的混动特性上,用蓝鲸NE1.5T 混动专用发动机+电动机所组成的插电式混合动力系统。发动机坐拥166马力的最大输出功率,其峰值扭矩可达255牛·米。在NEDC工况下有着130km的续航标定,最低荷电状态下油耗仅为5L/100km。
在面对混动被看作是标杆产品的比亚迪DM-i混动系统,长安UNI-K iDD混动版在实力上也丝毫不逊色。
长安UNI-K是目前UNI序列品牌在最为“高端”的产品,它在方方面面的产品质感主导这智能舒适性驾乘的质感,加之混动系统的加持,长安UNI-K iDD混动版在给予了出色的驾乘质感的同时还能带来低燃经济的混动特性。
2022年的国产混动似乎有点“大乱斗”的现象,各家自主品牌不约而同的纷纷布局混动产品。除了刚刚咱们说的长安UNI-K iDD混动版,还有长城的DHT混动这一说。
长城汽车向来在SUV市场颇有造诣,而旗下DHT混动技术近些年来逐渐的覆盖在拿铁,摩卡,玛奇朵一系列“咖啡”车型身上。这么看来长城WEY品牌在混动领域的进程并不算慢。
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不过在消费定位上,似乎摩卡DHT-PHEV似乎并不是奔着同级别的长安UNI-K iDD去的,29.50-31.50万的定价更像是硬刚理想ONE而存在的这么一款车型。相较于摩卡燃油版18.78万的起步售价,其DHT-PHEV混动版则是贵上十万之多的消费门槛儿。
不过在WEY看来,贵自然有贵的道理。摩卡DHT-PHEV的这一套混动系统分为单双电机两个版本,而其中的双电机版本其系统综合功率高达355kW,尽管1.5T发动机仅有156马力。但面对两吨多重的摩卡DHT-PHEV而言,依旧有着十分充沛的动力水准。
其次,在大多数混动只能支持几十或是一百公里上下的纯电续航,摩卡DHT-PHEV在WLTP工况下可是足足有着高达204km的纯电续航标定。尽管作为混动车型的摩卡DHT-PHEV“卖得更贵了”,但在油价飞涨的今天,把它拿来当一台“纯电车”使用也并非不可以。
在固有的传统消费主观里,跨界车型在主流的消费市场处于相对尴尬的地位。不过从凡尔赛C5 X的表现来看,其实跨界车型在家用消费定位还有那么点看头。也许在个性化的消费趋势下,未来跨界车型在消费趋势上会有不错的市场前景。
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