废旧塑料回收利用：聚乙烯薄膜改性剂

1.改性原理

（1）聚乙烯与沥青的相容原理 根据化学上的相容性原理，若两种不同的有机物质能够较好地相容，需要满足以下两个条件：Ⅱ分子结构相似；②熔融温度具有共同的温区。

沥青和聚乙烯都是碳氢化合物，以烯烃类分子结合或聚合而成，两者在结构上具有相似性。沥青的熔融温度为60～200℃，聚乙烯的熔融温度为105～220℃，两者有共同的熔融温度区。在120～160℃的温度下，通过机械设备的强制搅拌，使聚乙烯的大分子链在沥青液体中展开并均匀地散布，两者能够很好地混合相容。

（2）改性原理 高分子聚合物的物理性能是由其物理三态即玻璃态、高弹态、粘流态反映出来的。玻璃化温度是无定型塑料使用的上限温度，熔点则是结晶聚合物使用的上限温度。实际上，塑料的使用温度处在玻璃化温度或熔点以下的一段距离，在这个温度区域范围，塑料呈现出富有弹性、坚韧性和抗冲击性的特点。该温度区域大大超过了我国气候条件下沥青路面的工作温度区间。

在显微镜下观察发现：沥青在改性的过程中，混容时聚乙烯相互缠结的大分子链结构由于低分子链沥青的嵌人而发生溶胀、拉开和伸展等现象，形成“网状”结构存在于沥青熔体中。由于两类物质在物理化学性能方面的相对稳定性，这种“网状”结构始终存在于沥青中而形成新的沥青结构，即改性沥青的结构，并产生了“刚性”变化。当沥青在40～70℃较高温度下工作时，聚乙烯的“网状”结构提高了改性沥青的粘度，并使热稳定性显著增强，巨提高了抗高温的流动性。当沥青在-50～-20℃较低温度下工作时，改性沥青借助聚乙烯的高弹性使易脆化的沥青增加了塑料的韧性，提高了沥青的强度。聚乙烯的“网状”结构能够阻止沥青脆化所产生的银纹和剪切带的发展，能够抵抗载荷的冲击力，增强了沥青路面的可塑性，减少沥青路面的裂纹。

2.改性方法

（1）废旧聚乙烯塑料薄膜的处理 废旧聚乙烯塑料薄膜是从废品收购站购买的化肥袋的内衬袋、农用薄膜、食品及商品包装袋、手提袋以及一些家庭日常使用的聚乙烯薄膜类废旧塑料制品。使用前经人工筛选除去其中的废纸、非聚乙烯硬质塑料，抖动除去泥土、灰尘和杂质，将较大的薄膜剪成30cmx50cm大小的碎块即可备用。

为了获得理想的改性效果也可将废旧聚乙烯塑料薄膜按图3-2所示工艺过程挤出造粒后备用。(www.xing528.com)

图3-2 废旧聚乙烯农膜造粒过程

挤出造粒工艺条件：

各区温度：Ⅰ区150～180℃，Ⅱ区160～177℃，Ⅲ区170～180℃，Ⅳ区180～190℃，机头170～200℃。

挤出机螺杆长径比L/D=20/1，压缩比为3/1，转速为10～20r/min。

（2）废旧聚乙烯塑料改性沥青的制备先在沥青油池中安装强制搅拌设备，每一池沥青质量为1500Kg，掺人塑料的质量为75～120Kg。将已脱水的沥青按计量放人油池中加热，当沥青加热到120℃时，开始分批投人塑料薄膜碎块或颗粒，每批投放15～20Kg为宜，沥青继续加热，强制搅拌与人工搅拌相结合，待每批塑料全部熔化并搅拌均匀后，再投放下一批薄膜，直至投放完毕。沥青加热温度控制在160℃，温度过低，薄膜熔化时间长；温度过高，沥青易老化。待薄膜全部熔化，沥青混合液中没有团块、沉淀物，稠度均匀时，将浮在油面上的渣子和杂质滤去，即配制好改性沥青。制备一池改性沥青用时约50min。

沥青混合料的拌制及路面的铺筑为常规施工，不再赘述。