廢聚乙烯醇(PVA)膠棉全部回用的工業(yè)化研究.pdf

1、聚乙烯醇縮甲醛(Polyvinyl formal，PVF)是由聚乙烯醇和甲醛在酸催化下縮合而成的樹脂，因其優(yōu)異的化學(xué)、物理性能，在醫(yī)用、過濾以及清潔材料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。PVF制品生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量邊角料及部分廢品。因原料來源、成本及環(huán)境問題的嚴峻性，廢舊PVF的回收利用越來越受到人們的關(guān)注。現(xiàn)有關(guān)于PVF回收方法存在回收效率低、成本高、環(huán)境污染等問題，不具可持續(xù)發(fā)展性。因此，對廢棄PVF進行合理、高效回收，無論從經(jīng)濟還是資源合理利

2、用方面都具有重要意義。
　　本課題是基于嘉興捷順旅游制品有限公司在實際回收聚乙烯醇(PVA)膠棉（PVA縮醛制品一種）中遇到的問題而提出，主要涉及提高廢PVF膠棉回用率的問題。課題組前期利用化學(xué)水解法，在HCl催化下將PVF水解為PVA，充當(dāng)原料再次使用，實現(xiàn)了PVF回收利用。然而，該工藝需要在回收過程中需要添加部分PVA新料才能得到合格制品，所得膠棉產(chǎn)品中所含廢PVF量最高只能達到25％（即回用率=25％）。進一步提高廢PVF膠

3、棉回用率，開發(fā)PVF膠棉全回用生產(chǎn)工藝具有重要實際意義。本文從PVF的水解階段出發(fā)，探索了影響PVF水解反應(yīng)的各因素，利用核磁共振、紅外光譜等手段對PVF水解產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征，獲得了影響PVF回用率的根本原因。在此基礎(chǔ)上，通過添加助水解試劑提高了PVF水解程度，對生產(chǎn)工藝進行了優(yōu)化，實現(xiàn)了廢PVF全部回用工業(yè)化生產(chǎn)。回收制品各性能均達到一等品質(zhì)量要求。
　　(1)研究了原回收工藝中各參數(shù)對PVF水解程度的影響，并通過核磁共振、紅外

4、光譜對所得水解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征。研究了僅在鹽酸作用下PVF水解效果。發(fā)現(xiàn)PVF必須在較高酸濃度（～18.4wt％以上）下才能水解，且水解程度很低，水解產(chǎn)物仍具較大縮醛度(～56.5％)，不具備水溶性。研究了以PVA作為助水解試劑對PVF水解的影響。發(fā)現(xiàn)PVF縮醛結(jié)構(gòu)中甲醛分子只是在酸作用下被簡單轉(zhuǎn)移至PVA分子上，使得每個分子上平均縮醛度降低。結(jié)果表明，可以通過加入能與甲醛反應(yīng)生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的助劑來提高PVF水解程度，為后續(xù)提高廢PVF

5、回用率指引了方向。
　　(2)研究了添加其他助水解試劑對PVF水解程度的影響，并進行了提高廢膠棉回用率實驗。研究了以小分子醇（乙醇、乙二醇、丙三醇）作為助水解試劑對PVF水解的影響。發(fā)現(xiàn)乙醇的助水解效果最好，PVF水解產(chǎn)物的縮醛度可降至9.3％。然而，在實際提高廢膠棉回用率的生產(chǎn)工藝中只能將回用率提高至50％。進一步研究了試劑A作為助水解試劑對PVF水解的影響，并以核磁共振、紅外光譜對所得水解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行了表征。發(fā)現(xiàn)在試劑A作用下

6、，可將PVF完全水解為PVA。并對回收工藝進行優(yōu)化，實現(xiàn)了廢膠棉全部回收。
　　(3)研究了廢膠棉全部回用生產(chǎn)工藝中廢膠棉濃度、鹽酸含量以及甲醛含量對回收制品性能的影響。確定了回收工藝中各物料最佳用量為:廢膠棉濃度8.42～9.38wt％，鹽酸含量3.25～3.75wt％，甲醛含量5.04～5.52wt％。在小試基礎(chǔ)上成功進行了100倍放大生產(chǎn)實驗，所得回收制品均達到一等品質(zhì)量要求。
　　本文所開發(fā)的全部廢膠棉回收工藝，其操