CN102079126A - 可回收滴灌带反复回收利用抗老化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农用塑料滴灌带的生产方法，特别是对回收的一次性滴灌带进行回收、造粒、进行抗老化处理，重新生产滴灌带的方法。包括如下次序的步骤：废旧塑料滴灌带的回收，对回收的滴灌带进行分批、分区域的老化程度的测定(采用的老化测定方法是：熔融指数法、氧化诱导期法、傅立叶红外转换分光光度法(FTIR)、X射线衍射法(XRD))，回收的废旧滴灌带清洗，用造粒机进行造粒。对造好的塑料颗粒加入0.5％-2％比例的抗氧剂进行均匀混合，把混合好的原料加入滴灌带生产线，生产出符合质量标准的滴灌带。

Description

可回收滴灌带反复回收利用抗老化方法

技术领域

本发明涉及一种农用塑料滴灌带的生产方法，特别是对回收的一次性滴灌带进行回收、造粒、进行抗老化处理，重新生产滴灌带的方法。

背景技术

目前，近年来随着节水农业事业的蓬勃发展，可回收滴灌带在农田中大量使用，特别是可回收滴灌带。这种滴灌带通常上是一次性的。使用完毕后的通常处理方法是丢弃在田间地头或焚烧掩埋，大量废弃的塑料分散于土壤中，形成固体垃圾，破坏了土壤的结构，使透气性变差，不利于作物生长，对土地和环境造成的污染，对农业和生态环境的可持续发展将产生严重的不良影响。

对可回收滴灌带处理最环保的方法是对其反复回收再利用，即对废旧塑料滴灌带回收、清洗、造粒和生产农用塑料滴灌带。但是在反复回收再利用的过程中废旧塑料的老化速度会加快，用这种回收原料生产的一次性可回收滴灌带产品质量比较差：产品的外观比较粗糙、滴灌带容易漏水和拉伸强度都比较差。这种滴灌带是由聚乙烯或聚丙烯制成。

聚乙烯或聚丙烯材料的氧化降解反应机理

聚乙烯材料的氧化是自由基的自氧化支化链反应过程，热、紫外光、机械切削或由于金属杂质所产生的自由基都能造成PE的氧化降解。大气中的氧、环境温度增加和某些金属离子杂质将加速这种氧化反应。自动氧化反应的机理如下：

链引发：

PHΔP·+H·

PH+O₂ ΔP·+HO₂·

残留催化剂-自由基

链增长：

P·+O₂ ΔPO₂·

PO₂·+PHΔPOOH+P·

链终止：

HO·+PH-H₂O+P·

2PO·——POOP+O₂

2PO·-非反应性产物

P·+PO₂·-POOP

2P·——P-P

氢过氧化物的生成和积聚是聚乙烯材料降解最关键的步骤，当一定浓度的氢过氧化物生成后，自由基枝化链的自氧化反应即快速推进。

对于使用在农田中的滴灌带，经过太阳的暴晒，材质会变脆、往往只能使用一年，原因在于紫外线和氧分子的共同作用下使聚乙烯或聚丙烯分子氧化降解。

热氧老化机理

在热氧老化过程中往往会同时伴有降解和交联这两类不可逆的化学反应，只不过是它以哪一类反应为主而已。在受热或氧直接引发作用下，高聚物产生游离基的过程是热氧老化的游离基链式反应整个过程中较难进行的一步，故测定氧化诱导期是评定塑料老化的常用指标。对于聚乙烯热氧化中的物理变化而言，长支链和交联比断裂更具有重要意义，至于交联原因还有不少互相矛盾的解释。过去一般认为烷基自由基、烷氧自由基和过氧自由基的结合导致交联，而有越来越多的证据表明，自由基与双键的加成反应导致形成交联。

对于使用在农田中的滴灌带，它顺着田埂铺设在地膜下面，经过太阳的暴晒，地膜下滴灌带最高要经受90摄氏度的温度，高温使聚乙烯或聚丙烯分子链断裂。

发明内容

本发明的目的在于可回收滴灌带处理和回收利用效果差、经济效益较低、污染环境的问题，进而提供一种可回收滴灌带回收利用经济效益高、环境污染小、工艺设计合理的可回收滴灌带抗老化方法。

可回收滴灌带抗老化方法方法，包括如下次序的步骤：废旧塑料滴灌带回收，对回收的塑料滴灌带进行老化测定，对废旧塑料进行清洗，用造粒机进行造粒，根据可回收滴灌带的老化程度加入相应的抗氧剂，进行均匀的混合，把混合好的原料加入可回收滴灌带生产线，成型的管状从生产线机头部挤出，然后通过定型、冷却、牵引、生产出可回收滴灌带成品。

所述的可回收滴灌带回收利用抗老化方法，所使用的可回收滴灌带的原料为聚乙烯或聚丙烯。

所述的可回收滴灌带回收利用抗老化方法，所测定滴灌带的老化方法为傅立叶红外转换分光光度法(FTIR)

红外光谱法是记录物质对于红外光的吸收程度与波长的关系。当物质吸收红外光区的光量子后，因光量子的能量将会使分子发生振动能级和转动能级的跃迁，但在高分子材料中，红外光谱主要用于研究分子中原子振动能级的变化。

分子中原子的振动可以描述为下列过程。当原子处于相互作用的平衡态位置时位能最低，当位置稍有改变时，就会产生一个回复力使原子重新回到平衡位置，结果使原子产生周期性的振动。按照振动时键长或键角的变化，可以将这种振动分为伸缩振动和变形振动(又称变角、弯曲或剪切振动)。当一定频率的红外光经过分子时，就会被分子中相同振动频率的键所吸收。因此采用边疆改变频率的红外光线照射样品时，通过样品室的红外线在一定的吸收，产生吸收峰，从而得到红外吸收光谱。

组成分子的各种基团，如羟基-O-H，羰基-C＝O，羧基-COOH等都有各自特定的红外吸收区域，分子的其它部分对吸收位置也有一定的影响，通常把这种能代表某种基团存在的吸收峰称为特征吸收峰，其对应的峰位置自负盈亏为特征频率，可以通过这些特征吸收峰来推断聚合物存在着某些特定的官能团。

羰基的生成是聚烯烃塑料氧化的显著特征，特别是热氧化特征，因此用红外光谱测定羰基的生成量和种类，可研究和评价聚烯烃氧化。

此法的工作原理为利用一定波段的光束来检测PE在热氧化及其光气氧化过程中羰基的形成。如果吸收率越高，降解程度越大，也就是说酸的端基浓度越高，则FTIR的吸收峰也越高。未降解的聚乙烯在一定波段吸收率为零。

所述的可回收滴灌带抗老化方法，可回收滴灌带生产线温度设定为135℃--200℃之间。

所述的可回收滴灌带回收利用抗老化方法，加入的抗氧剂成分为受阻酚类和亚磷酸类。

所述的可回收滴灌带抗老化方法，所使用的造粒设备为通用的塑料造粒设备。

所述的可回收滴灌带抗老化方法，所使用的造粒设备为通用的塑料造粒设备。

所述的可回收滴灌带抗老化方法，所使用的可回收滴灌带生产设备为企业自制设备。

本发明首先对回收的可回收滴灌带进行老化测定(老化测定方法是傅立叶红外转换分光光度法(FTIR))，根据老化程度确定抗氧剂配方，和可回收滴灌带生产线的工艺配方，本发明对废旧滴灌带处理较为彻底，无环境污染。若产生的废水可全部被回收再次循环利用，可达到了零排放的目的，这样既可进一步解决的后续处理工作的不妥而污染环境，又节约了水资源，大大降低了生产成本，经济效益相对较高。具有工艺设计合理，操作简便可靠的优点。

本发明的工艺流程。

废旧塑料滴灌带的回收，对回收的滴灌带进行分批、分区域的老化程度的测定(采用的老化测定方法是：熔融指数法、氧化诱导期法、傅立叶红外转换分光光度法(FTIR)、X射线衍射法(XRD))，回收的废旧滴灌带清洗，用造粒机进行造粒。对造好的塑料颗粒加入0.5％-2％比例的抗氧剂进行均匀混合，把混合好的原料加入滴灌带生产线，生产出符合质量标准的滴灌带。

Claims (7)

1.一种可回收滴灌带抗老化的方法，其特征在于包括如下次序的步骤：废旧塑料滴灌带回收，对回收的塑料滴灌带进行老化测定，对废旧塑料进行清洗，用造粒机进行造粒，根据可回收滴灌带的老化程度加入相应的抗氧剂，进行均匀的混合，把混合好的原料加入可回收滴灌带生产线，成型的管状从生产线机头部挤出，然后通过定型、冷却、牵引、生产出可回收滴灌带成品。

2.按权利要求1所述的可回收滴灌带抗老化方法，其特征在于可回收滴灌带生产线温度设定为135℃-200℃之间。

3.按权利要求1所述的可回收滴灌带回收利用抗老化方法，其特征在于加入的抗氧剂成分为受阻酚类和亚磷酸类。

4.按权利要求1所述的可回收滴灌带抗老化方法，其特征在于所使用的造粒设备为通用的塑料造粒设备。

5.按权利要求1所述的可回收滴灌带抗老化方法，其特征在于所使用的造粒设备为通用的塑料造粒设备。

6.按权利要求1所述的可回收滴灌带抗老化方法，其特征在于所使用的可回收滴灌带生产设备为企业自制设备。

7.按权利要求1所述的可回收滴灌带抗老化方法，其特征在于对回收的塑料滴灌带进行老化测定，老化的测定方法为傅立叶红外转换分光光度法(FTIR)

红外光谱法是记录物质对于红外光的吸收程度与波长的关系。当物质吸收红外光区的光量子后，因光量子的能量将会使分子发生振动能级和转动能级的跃迁，但在高分子材料中，红外光谱主要用于研究分子中原子振动能级的变化。

分子中原子的振动可以描述为下列过程。当原子处于相互作用的平衡态位置时位能最低，当位置稍有改变时，就会产生一个回复力使原子重新回到平衡位置，结果使原子产生周期性的振动。按照振动时键长或键角的变化，可以将这种振动分为伸缩振动和变形振动(又称变角、弯曲或剪切振动)。当一定频率的红外光经过分子时，就会被分子中相同振动频率的键所吸收。因此采用边疆改变频率的红外光线照射样品时，通过样品室的红外线在一定的吸收，产生吸收峰，从而得到红外吸收光谱。

组成分子的各种基团，如羟基-O-H，羰基-C＝O，羧基-COOH等都有各自特定的红外吸收区域，分子的其它部分对吸收位置也有一定的影响，通常把这种能代表某种基团存在的吸收峰称为特征吸收峰，其对应的峰位置自负盈亏为特征频率，可以通过这些特征吸收峰来推断聚合物存在着某些特定的官能团。

羰基的生成是聚烯烃塑料氧化的显著特征，特别是热氧化特征，因此用红外光谱测定羰基的生成量和种类，可研究和评价聚烯烃氧化。

此法的工作原理为利用一定波段的光束来检测PE在热氧化及其光气氧化过程中羰基的形成。如果吸收率越高，降解程度越大，也就是说酸的端基浓度越高，则FTIR的吸收峰也越高。未降解的聚乙烯在一定波段吸收率为零。