发布时间:2026-06-13 22:07:41浏览数:

:佩戴口罩是阻断疫情传播传染的最简单有效的方法,但由于疫情,口罩的使用量激增,同时也滋生了一些不可避免但又不够引起重视的后续问题,其中最不容忽视的就是如何处理使用过的废弃口罩。按每人每天一只口罩计算,据估计,口罩在第二产业、医疗、交通运输业等行业中的使用量至少约为5.33亿每人每天。按照普通三层一次性口罩的平均重量为5g计算,则全国每天将产生至少两千六百吨以上的医疗垃圾,对我国环境造成极大的压力。普通一次性口罩的结构主要分为罩体、挂绳和鼻梁条三部分,其中罩体为高流动性聚丙烯树脂构成的无纺布,挂绳为聚氨酯构成的弹性体,鼻梁条为铁丝和聚丙烯树脂复合而成。除了鼻梁条因含有铁丝而难以回收再利用之外,回收利用废弃一次性口罩其余部分的特性制备高性能、高附加值的聚合物基复合材料,具有优良的生态和经济效益,对解决环境污染和资源紧缺问题具有很大帮助。技术实现要素:为了解决废弃口罩造成的环境污染的技术问题,而提供一种废弃口罩的回收利用方法。本发明方法将其回收利用以制备的聚丙烯复合材料不仅能够解决废弃口罩造成的环境污染问题,还能使制得的聚丙烯复合材料具有较好的力学性能、抗菌性能等。一种废弃口罩的回收利用方法,所述回收利用方法包括如下步骤:(1)将废弃口罩的鼻梁条拆除,将废弃口罩的罩体和挂绳制成碎片,得到口罩碎片,烘干,待用;所述罩体的材料为聚丙烯树脂构成的无纺布,所述无纺布的熔融指数为40g/10min~3000g/10min,所述挂绳的材料为聚氨酯弹性体;(2)将干燥后的所述口罩碎片与偶联剂、增强剂、抗氧剂、颜料、抗菌剂采用密炼挤出机先进行密炼加工再进行挤出加工,造粒,最后制得基于废弃口罩的聚丙烯复合材料;所述聚丙烯复合材料中所述口罩碎片、偶联剂、增强剂、抗氧剂、颜料、抗菌剂的重量比为(70-80):(50-10):(5-10):(1-2):(5-10):(5-10)。进一步地,所述密炼挤出机包括密炼部和挤出部;所述密炼部的密炼转速为50rom~100rpm、密炼加工温度为160℃~220℃;所述挤出部的喂料速度为20rpm~50rpm,挤出加工温度160℃~220℃、螺杆转速50rpm~200rpm。先进行密炼部的密炼加工,再进行挤出部的挤出加工,密炼部密炼时使所述口罩碎片融化,便于加入助剂并在所述口罩碎片形成的基体中能够均匀分散,然后才能进行挤出部的挤出加工;由于所述口罩碎片密度过小而使得其不能直接采用挤出机进行挤出加工。进一步地,所述偶联剂为kh-151、kh-550、kh-560和kh-570中的一种或几种。进一步地,所述增强剂为碳酸钙、二氧化硅和滑石粉中的一种或几种。进一步地,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂ca、抗氧剂145和抗氧剂168中的一种或几种。进一步地,所述颜料为钛白、铁黄、铁红、铁蓝、炭黑、铁黑和酞青绿中的一种或几种。进一步地,所述抗菌剂为硝酸银、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵和碳酸银中的一种或几种。进一步地,所述聚丙烯复合材料中还包括抗静电剂,所述抗静电剂与所述口罩碎片的重量比为(3-5):(70-80)。更进一步地,所述抗静电剂为碳黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、聚吡咯、聚苯胺和mxene中的一种或几种。有益技术效果:(1)废弃口罩的罩体为聚丙烯树脂构成的无纺布,熔融指数为40g/10min~3000g/10min,具有高流动性,挂绳为聚氨酯弹性体,普通的废弃口罩的罩体重量约为5g,其挂绳的重量约为0.3g~0.5g,对于防护性能较好的n95口罩,罩体重量则更大;本发明将罩体作为复合材料基体,其中混合的挂绳作为复合材料的增韧剂,再添加其它加工助剂制备聚丙烯复合材料,能够显著减少废弃口罩作为医疗垃圾的环境污染;本发明回收利用废弃口罩的过程十分简单,只需将废弃口罩的鼻梁条拆除后剩余的罩体和挂绳统一制成碎片,且无需对罩体和挂绳进行分离,能够减轻医疗垃圾后处理的能耗和压力,提升原材料的回收效率,促进资源的循环利用;(2)本发明方法无须对废弃口罩进行额外的消毒灭菌处理,通过熔融共混加工过程中的高温熔融阶段能够同时完成复合材料的制备以及原材料的消毒灭菌;本发明方法工艺简单,成本低廉,便于放大生产;(3)作为原材料基体的废弃口罩的罩体成分为高流动性聚丙烯树脂,熔融共混加工过程制备复合材料时由于高流动性聚丙烯树脂具有的低熔体黏度,便于加入各种改性助剂,使其在复合材料基体中能够分散均匀,因此本发明方法无须额外加入分散剂、增塑剂、润滑剂、相容剂等加工助剂,本发明方法降低了复合材料制备成本,简化了生产流程,减轻了生产过程中的环境污染;(4)本发明以废弃口罩的聚氨酯挂绳为聚丙烯无纺布罩体的增韧剂,无须另加β成核剂以及相容剂即可使材料具有良好的抗冲击性能,降低了复合材料的制备成本;聚氨酯挂绳含量在10wt%以下时,对聚丙烯无纺布罩体的增韧效果即非常明显,因此无需额外加入相容剂增加成本;(5)所制备的复合材料除了具有较好的力学性能外,还兼具抗菌功能,根据需要还可以加入抗静电材料使复合材料同时还兼具抗静电性,这在航天、医疗和电子产品等行业中具有较广泛的应用。具体实施方式以下结合具体实施例进一步描述本发明,但不限制本发明范围。以下实施例中收集的废弃口罩结构为罩体、挂绳和鼻梁条,废弃口罩的罩体的熔融指数在40g/10min~3000g/10min的范围内,罩体的材料为聚丙烯树脂构成的无纺布,挂绳的材料为聚氨酯弹性体。实施例1一种废弃口罩的回收利用方法,所述回收利用方法包括如下步骤:(1)将废弃口罩的鼻梁条拆除,将废弃口罩的罩体和挂绳制成碎片,得到口罩碎片,烘干,待用;所述罩体的材料为聚丙烯树脂构成的无纺布,所述无纺布的熔融指数为40g/10min~3000g/10min,所述挂绳的材料为聚氨酯弹性体;(2)将干燥后的所述口罩碎片与偶联剂、增强剂、抗氧剂、颜料、抗菌剂和抗静电剂采用密炼挤出机先进行密炼加工,再进行挤出加工,所述密炼挤出机包括密炼部和挤出部,所述密炼部为密炼机,所述挤出部为单螺杆挤出机,密炼部的密炼转速为100rpm、密炼加工温度为200℃,密炼后物料自动翻入挤出部的料斗中,调整喂料速度30rpm,调整挤出加工温度180℃、螺杆转速80rpm;造粒,最后制得基于废弃口罩的聚丙烯复合材料;所述聚丙烯复合材料中含有70重量份所述口罩碎片、10重量份偶联剂、5重量份增强剂、1重量份抗氧剂、5重量份颜料、5重量份抗菌剂和4重量份抗静电剂;其中,所述偶联剂为kh-151;所述增强剂为碳酸钙;所述抗氧剂为抗氧剂ca;所述颜料为铁黄;所述抗菌剂为碳酸银;所述抗静电剂为石墨烯。实施例2一种废弃口罩的回收利用方法,所述回收利用方法包括如下步骤:(1)将废弃口罩的鼻梁条拆除,将废弃口罩的罩体和挂绳制成碎片,得到口罩碎片,烘干,待用;所述罩体的材料为聚丙烯树脂构成的无纺布,所述无纺布的熔融指数为40g/10min~3000g/10min,所述挂绳的材料为聚氨酯弹性体;(2)将干燥后的所述口罩碎片与偶联剂、增强剂、抗氧剂、颜料、抗菌剂和抗静电剂采用密炼挤出机先进行密炼加工,再进行挤出加工,所述密炼挤出机包括密炼部和挤出部,所述密炼部为密炼机,所述挤出部为单螺杆挤出机,密炼部的密炼转速为50rpm、密炼加工温度为160℃,密炼后物料自动翻入挤出部的料斗中,调整喂料速度20rpm,调整挤出加工温度160℃、螺杆转速70rpm;造粒,最后制得基于废弃口罩的聚丙烯复合材料;所述聚丙烯复合材料中含有80重量份所述口罩碎片、5重量份偶联剂、7重量份增强剂、2重量份抗氧剂、8重量份颜料、7重量份抗菌剂和5重量份抗静电剂;其中,所述偶联剂为kh-550;所述增强剂为二氧化硅;所述抗氧剂为抗氧剂168;所述颜料为钛白;所述抗菌剂为硝酸银;所述抗静电剂为碳黑和碳纤维的混合物。实施例3一种废弃口罩的回收利用方法,所述回收利用方法包括如下步骤:(1)将废弃口罩的鼻梁条拆除,将废弃口罩的罩体和挂绳制成碎片,得到口罩碎片,烘干,待用;所述罩体的材料为聚丙烯树脂构成的无纺布,所述无纺布的熔融指数为40g/10min~3000g/10min,所述挂绳的材料为聚氨酯弹性体;(2)将干燥后的所述口罩碎片与偶联剂、增强剂、抗氧剂、颜料、抗菌剂和抗静电剂采用密炼挤出机先进行密炼加工,再进行挤出加工,所述密炼挤出机包括密炼部和挤出部,所述密炼部为密炼机,所述挤出部为单螺杆挤出机,密炼部的密炼转速为100rpm、密炼加工温度为210℃,密炼后物料自动翻入挤出部的料斗中,调整喂料速度40rpm,调整挤出加工温度190℃、螺杆转速150rpm;造粒,最后制得基于废弃口罩的聚丙烯复合材料;所述聚丙烯复合材料中含有75重量份所述口罩碎片、8重量份偶联剂、6重量份增强剂、1.3重量份抗氧剂、6重量份颜料、9重量份抗菌剂和3.4重量份抗静电剂;其中,所述偶联剂为kh-560和kh-570的混合物,kh-560和kh-570的重量比为3:7;所述增强剂为二氧化硅和滑石粉的混合物,二氧化硅和滑石粉的重量比为2:1;所述抗氧剂为抗氧剂168;所述颜料为铁红和铁蓝的混合物,按照需要的颜色进行比例调配;所述抗菌剂为氧化铜和磷酸二氢铵的混合物,氧化铜和磷酸二氢铵的重量比为1:2;所述抗静电剂为mxene。以上实施例的制得的基于废弃口罩的聚丙烯复合材料中各物料配比见表1。表1实施例1~3制得的基于废弃口罩的聚丙烯复合材料中各物料配比各物料的重量份实施例1实施例2实施例3口罩碎片708075偶联剂1058增强剂576抗氧剂121.3颜料586抗菌剂579抗静电剂453.4对上述实施例制得的基于废弃口罩的聚丙烯复合材料按照现行gb-t1040.1和gbt1843国家标准测试材料的拉伸强度和冲击强度;按照现行gb/t15662的标准测试材料的电阻率,数据见表2。表2实施例1~3制得的基于废弃口罩的聚丙烯复合材料的性能数据由表2可知,本发明将罩体作为复合材料基体,其中混合的挂绳作为复合材料的增韧剂,再添加其它加工助剂制备的聚丙烯复合材料,无须另加β成核剂以及相容剂即可使复合材料具有良好的抗冲击性能以及拉伸强度,降低了聚丙烯复合材料的制备成本。废弃口罩的罩体为高流动性聚丙烯树脂构成的无纺布,挂绳为聚氨酯弹性体,普通的废弃口罩的罩体重量约为5g,其挂绳的重量约为0.3g~0.5g,对于防护性能较好的n95口罩,罩体重量则更大,所以其中的聚氨酯挂绳含量基本在10wt%以下,由以上实施例证明:聚氨酯挂绳含量在10wt%以下时就对聚丙烯无纺布罩体的增韧效果即非常明显,因此无需额外加入相容剂增加成本。本发明回收利用废弃口罩的过程十分简单,只需将废弃口罩的鼻梁条拆除后剩余的罩体和挂绳统一制成碎片,且无需对罩体和挂绳进行分离;本发明能够显著减少废弃口罩作为医疗垃圾的环境污染;能够减轻医疗垃圾后处理的能耗和压力,提升原材料的回收效率,促进资源的循环利用。对上述实施例制得的基于废弃口罩的聚丙烯复合材料按照现行qb/t2591标准测试抗菌性能,聚丙烯复合材料对细菌的抗菌率见表3。表3实施例1~3制得的基于废弃口罩的聚丙烯复合材料的抗菌性能当前第1页12
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