[发明专利]用于预处理、再加工或再循环热塑性塑料材料的方法

说明书

本发明涉及根据用于预处理、再加工或再循环热塑性塑料材料的方法。具体地，本发明涉及用于预处理和再加工有待再循环的聚烯烃塑料材料的方法，所述聚烯烃塑料材料为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或者这些塑料材料的混合物的形式，其中所述塑料材料以来自粉碎包装的薄片和/或颗粒形式存在，其中所述塑料材料在至少一个接收容器或反应器中，在恒定的混合和/或粉碎下，在低于所述塑料材料的熔融温度的温度加热，并在此过程中结晶、干燥和/或提纯，其中对于塑料材料的混合和加热，使用能够旋转的至少一个粉碎或混合工具，其具有在所述材料上施加粉碎和/或混合作用的工作边缘，并通过施加机械能实施加热，其特征在于，来自高密度聚乙烯(HDPE)的塑料材料被加热至50℃-130℃的温度，来自低密度聚乙烯(LDPE)的塑料材料被加热至50℃-110℃的温度，和来自聚丙烯(PP)的塑料材料被加热至50℃-155℃的温度，所述塑料材料以1-35m/s的在粉碎或混合工具的最外搅动顶端的圆周速度混合，和在反应器中保持的平均停留时间为10分钟-100分钟，并且在≤150毫巴的真空度下处理。 

塑料废物的再加工在当前已经成为日益重要的议题。无论如何，有效的再循环涉及到许多必须注意的问题。因此，例如待处理的塑料通常是形式、形状、厚度等等的种类极多的废料。此外，各个塑料具有彼此不同的化学及物理特性。而且，用于再循环的大多数塑料被有毒物质或其它污染物污染并需要清理以再一次成为可销售的。 

存在许多用于回收并再循环塑料的不同方法。但是，这些方法总是仅仅考虑单独的方面，使得现有技术中已知的方法适合于特定应用，但是在其它领域中且对于其它要求和问题失败。 

因此，例如，在塑料(尤其是吸湿性的塑料)的再循环中重要的是再循环的物料尽可能干燥，以防止塑化期间或熔融期间分子链水解。这是方法运行时必须考虑到的。 

加工技术的问题，例如在高温下有些塑料的粘性，也必须考虑。 

再循环塑料提高的再利用也已经导致再循环产品在食品包装领域中的使用。但是当再循环塑料和食品之间存在直接接触时，必须保证没 有不期望的污染物从由再循环塑料制造的包装介质进入所述食品。为了解决该问题，已经开发出多种方法以再循环使用过的且因此被污染的并常常具有就食品而言的有毒杂质的塑料产品，以便所得再循环塑料产品可以在食品包装领域再次使用而不会出现问题。 

首先，化学方法是已知的。因此，建议使使用过的塑料经历高温分解，其中所述塑料在排除空气氧的情况下分解。另一化学再循环方法通过塑料的氢化进行，由此与氢在高压和高温下发生化学反应。尽管这化学方法具有所得塑料基本上不含有毒成分的益处，但存在能量问题和特定的设备开支妨碍了经济的应用。 

另一方面，物理方法在低得多的温度实施，使得再循环塑料的结构且尤其是分子链长保持为基本上完好。 

一种日益重要的塑料是聚乳酸或聚丙交酯(Polylactid)，在下文中称为PLA。聚乳酸或PLA是具有下式的热塑性塑料 

PLA[26100-51-6]属于聚酯家族。光活性聚合物以D-或L-丙交酯的形式出现。 

PLA的最大应用范围是在包装工业中。该物质的一个有益特性是其具有很好的生物降解性，是生物相容的并且对环境友好，因此可以容易地由微生物降解。 

PLA的医疗应用同样受到关注。因此，由PLA制成在人体内分解的植入物或活性成分载体。随着例如骨折逐渐愈合，PLA制的骨板和/或螺杆在身体内分解，因此其不再必须以二次手术移出。再吸收周期可以通过L和D组分的混合比率，以及所用聚合物链长调节。带有嵌入其中的活性成分的PLA海绵状物体可以在限定的时间内局部释放这些活性成分。 

PLA的性质主要取决于分子量、结晶程度、以及视需要的共聚物的比例。较高的分子量提高玻璃化转变温度以及熔融温度、抗拉强度和E模量，且降低断裂伸长率。由于甲基，所述材料具有斥水性或疏水性。PLA可溶于多种有机溶剂，例如二氯甲烷等等。PLA也可以纤维增强以用于加工。 

PLA聚合物主要可通过丙交酯(两个乳酸分子的环状闭合物)的离子型聚合获得。在140℃-180℃温度且在催化性锡化合物(例如氧化锡)的作用下，发生开环聚合。由此，产生具有高分子量和强度的塑料。丙交酯本身可通过糖蜜或葡萄糖依靠各种细菌的发酵产生。高分子和纯PLA还可以直接从乳酸通过缩聚制造。但是，溶剂的处置在工业生产中麻烦的。