申请日2012.12.17
公开(公告)日2013.04.03
IPC分类号C08J11/02; C08F255/02
摘要
本发明涉及一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法，包括以下步骤：第一步、采用低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水，向废水中加入溶剂二甲苯和LDPE粉末，在回流冷凝条件下，加热并搅拌均匀，得预混液;第二步、向预混液中加入MAH、表面活性剂及分散剂，加热并搅拌均匀，得反应液;将反应液转移至反应容器中;第三步、加热并搅拌反应液，然后将含有BPO的二甲苯溶液加入反应液中，继续加热并搅拌进行反应;第四步、停止加热和搅拌反应液，将反应液冷却后抽滤取固体，洗涤固体并晾干，得粉末;第五步、向粉末中加入丙酮提取剂，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量，即得回用反应产物。本发明可充分利用废水中未反应的有效成分，提高原料和水资源的利用率。
权利要求书
1.一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法，其特征是，包 括以下步骤：
第一步、采用低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水，向所述废水中加入溶剂 二甲苯和LDPE粉末，在回流冷凝条件下，加热并搅拌均匀，得预混液;
第二步、向预混液中加入MAH、表面活性剂及分散剂，加热并搅拌均匀， 得反应液;将反应液转移至反应容器中;
第三步、加热并搅拌反应液，然后将含有BPO的二甲苯溶液加入反应液 中，继续加热并搅拌进行反应;
第四步、停止加热和搅拌反应液，将反应液冷却后抽滤取固体，洗涤固 体并晾干，得粉末;
第五步、向粉末中加入丙酮提取剂，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量， 即得回用反应产物，所述反应产物为低密度聚乙烯悬浮接枝马来酸酐。
2.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第一步中，先将所述废水与自来水按重量比例1:1-1:3混合 后，再加入溶剂二甲苯和LDPE粉末。
3.根据权利要求2所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第一步中，溶剂二甲苯加入体积占所述废水体积的24-50%， LDPE粉末加入重量与所述废水 体积的比例为64-100mg/ml。
4.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，加入MAH后，反应液中MAH总含量与第一步采用废水体积的 比例为24-50mg/ml;表面活性剂与分散剂的重量比例为2:1-1:1。
5.根据权利要求4所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第二步中，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠;分散剂为聚丙 烯酸钠。
6.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第三步中，采用的二甲苯溶液中BPO浓度为83-500mg/ml; 含有BPO的二甲苯溶液加入体积占第一步采用废水体积的3.2-6.0%。
7.根据权利要求6所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第三步中，进行反应的持续时间为4-7小时。
8.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第一、二、三步中，加热温度分别为80-100℃。
9.根据权利要求1所述低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方 法，其特征是，第五步中，在索氏提取器中抽提至少12小时。
说明书
低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法
技术领域
本发明涉及一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法，属于 废水资源化技术领域。
背景技术
水是人类赖以生存和发展的必要条件，随着工业生产的发展，人口数量 的增长等因素，水资源的消耗量逐年增加，世界各国由于干旱、水质污染及 水资源在时间和地区上分布不均等原因，水资源的供需矛盾正在加剧。我国 是全球人均水资源最贫乏的国家之一，加之我国人口众多且水资源分布严重 不均，全国已有1/3的大中城市和部分地区出现水荒，同时生产、生活废水 的肆意排放使有限的淡水资源水质恶化越加严重，水资源危机正笼罩着我国。
水资源的过度开发与污水排放破坏了水资源的平衡，也带来一系列生态 环境问题。我国作为用水大户的工业，其水重复利用和再生利用程度较低， 用水工艺比较落后，用水效率较低。2008年，中国工业用水重复利用率仅为 52%，仅相当于发达国家20世纪80年代初的水平。而且大量工业废水未经处 理就排入江河湖泊，破坏环境的同时也造成了资源的浪费，不利于环境的保 护和社会、经济的可持续发展。近年来，国内很多专家提出了“节流优先， 治污为本，多渠道开发”的城市水资源可持续开发利用战略，因此，在循环 经济思想的指导下，发展废水资源化技术，是协调、解决环境保护和经济发 展关系的重要手段和主要途径。
工业有机废水中往往含有大量可利用的有效成分，若经处理后排放，不 仅增加处理成本，而且会造成废水中有效资源的浪费。国内外众多学者针对 工业有机废水中有效物质的利用做了大量研究，为废水的资源化提供了有力 的技术支持。在这些成果中，实现废水中有效成分的资源化主要有两条途径， 一是对废水中的有效成分进行分离回收;二是将有机废水或其浓缩液作为其 他产品的原材料，成产新的有价值的物质。
目前，国内外对工业有机废水的资源化利用、处理等方面已开展了大规 模的研究，并取得了一定的成果。在有机废水的资源化利用上，大都将思路 定位于将废水处理后进行水资源的资源化;或者利用萃取、树脂吸附等技术 浓缩、分离、回收废水中的有效成分，抑或作为其他产品的原料实现有效成 分的资源化。但这些研究中的废水多为单次回用，而对废水进行多次回用的 研究鲜有报道。
低密度聚乙烯悬浮接枝马来酸酐(LDPE-g-MAH)的生产过程中会产生大 量的有机废水，一般每生产1吨产品约产生7吨以上废水，此类工艺废水中 残留大量有效组分，且主要是接枝单体MAH(马来酸酐)。接枝单体MAH用量 较大，但接枝到LDPE上的MAH量占投入反应体系中总MAH量的百分比却很低， 通常MAH利用率<5%，若将此类废水直接排放，将会造成废水中有效资源的 浪费，因此对该类废水中MAH的回用研究具有重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种低 密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法，能有效回收利用废水中的 MAH。
本发明解决其技术问题的技术方案如下：
一种低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法，其特征是，包括 以下步骤：
第一步、采用低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水，向所述废水中加入溶剂 二甲苯和LDPE粉末，在回流冷凝条件下，加热并搅拌均匀，得预混液;
第二步、向预混液中加入MAH、表面活性剂及分散剂，加热并搅拌均匀， 得反应液;将反应液转移至反应容器中;
第三步、加热并搅拌反应液，然后将含有BPO的二甲苯溶液加入反应液 中，继续加热并搅拌进行反应;
第四步、停止加热和搅拌反应液，将反应液冷却后抽滤取固体，洗涤固 体并晾干，得粉末;
第五步、向粉末中加入丙酮提取剂，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量， 即得回用反应产物，所述反应产物为低密度聚乙烯悬浮接枝马来酸酐。
本发明进一步完善的技术方案如下：
1.第一步中，先将所述废水与自来水按重量比例1:1-1:3混合后，再加 入溶剂二甲苯和LDPE粉末。
2.第一步中，溶剂二甲苯加入体积占所述废水体积的24-50%，LDPE粉 末加入重量与所述废水体积的比例为64-100mg/ml。
3.第二步中，加入MAH后，反应液中MAH总含量与第一步采用废水体积 的比例为24-50mg/ml;表面活性剂与分散剂的重量比例为2:1-1:1。
4.第二步中，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠;分散剂为聚丙烯酸钠。
5.第三步中，采用的二甲苯溶液中BPO浓度为83-500mg/ml;含有BPO 的二甲苯溶液加入体积占第一步采用废水体积的3.2-6.0%。
6.第三步中，进行反应的持续时间为4-7小时。
7.第一、二、三步中，加热温度分别为80-100℃。
8.第五步中，在索氏提取器中抽提至少12小时。
本发明所得反应产物接枝率符合回用要求;第四步抽滤所得液体中仍含 有不少MAH，该液体可用于下一次回用。
本发明以资源化回用为出发点，可采用自来水和废水按比例添加，根据 废水中MAH浓度投加MAH使其达到原有工艺的最佳配方值，实现对LDPE-g-MAH 接枝反应废水的回用。本发明方法旨在充分利用废水中未反应的有效成分， 提高原料和水资源的利用率，并达到节能减排，实现循环经济的目的。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出 的例子。
以下内容中涉及的实验材料和试剂，如未特别说明则为市售品。
实施例
本实施例的低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水资源化回用方法，包括以下 步骤：
第一步、向200-250ml低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水中加入溶剂二甲 苯60-100ml(即二甲苯体积占废水体积的24-50%)和LDPE粉末16-20g(即 LDPE粉末重量与废水体积的比例为64-100mg/ml)，在回流冷凝条件下，加 热至80-100℃并搅拌均匀，得预混液。注：LDPE即低密度聚乙烯。
具体而言，可选择低密度聚乙烯接枝马来酸酐废水先与自来水按重量比 例1:1-1:3混合后，再加入溶剂二甲苯和LDPE粉末。本步所用容器为带有回 流冷凝管和温度计的烧瓶。
第二步、向预混液中加入MAH、表面活性剂及分散剂，在80-100℃的温 度下搅拌均匀，得反应液;将反应液转移至反应容器中。
具体而言，加入MAH后，反应液中MAH总含量达到6-10g(即MAH总含量 与第一步采用废水体积的比例为24-50mg/ml)。表面活性剂可选用十二烷基 苯磺酸钠(SDBS)。分散剂可选用聚丙烯酸钠。表面活性剂与分散剂的重量比 例为2:1-1:1。反应容器为四口烧瓶。
第三步、在80-100℃的温度下搅拌反应液，将含有1-4g BPO(过氧化苯 甲酰)的二甲苯溶液8-12ml加入反应液中，继续在80-100℃的温度下搅拌， 反应4-7小时。本步采用的二甲苯溶液中BPO的浓度为83-500mg/ml;本步 加入的二甲苯溶液体积占第一步采用废水体积的3.2-6.0%。
第四步、停止加热和搅拌反应液，将反应液冷却后抽滤取固体，洗涤固 体并晾干，得粉末。
第五步、向粉末中加入丙酮提取剂，在索氏提取器中抽提后干燥至恒量， 即得回用反应产物。反应产物为低密度聚乙烯悬浮接枝马来酸酐。
具体而言，在索氏提取器中抽提至少12小时。
本实施例方法的反应过程如下：
链引发：
注：R-R即BPO，PE为聚乙烯。
链增长：
链终止：
经测定，反应产物接枝率可达到1.42%，符合回用要求;第四步抽滤所得 液体中MAH浓度为1.35g/L，可用于下一次回用。如此即实现了对该废水的循 环回用，提高原料和水资源的利用率，并达到节能减排，实现循环经济的目的。