【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于復(fù)合包裝材料分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于離子液體的鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑及其分離方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，鋁塑復(fù)合包裝材料作為常溫保鮮材料在飲品、藥品、牙膏、化妝品、日用品等眾多方面得到了廣泛的應(yīng)用。鋁塑復(fù)合包裝材料由塑料和鋁通過(guò)機(jī)械互鎖、吸附、化學(xué)鍵作用復(fù)合而成，這種結(jié)構(gòu)使其具有避光、防腐、阻隔氣體等特優(yōu)異的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的包裝材料。然而，這種強(qiáng)相互作用也使鋁塑復(fù)合包裝材料不易分離，增加了其回收難度。因此，如何將鋁塑快速有效的分離成為了一個(gè)重要的研究方向。
目前鋁塑復(fù)合包裝材料常見(jiàn)的分離劑有堿醇法、混合有機(jī)溶劑法以及以甲酸、乙酸等為代表的有機(jī)酸法。這些方法雖然可以將鋁和塑料分開(kāi)，但是由于分離劑本身毒性偏大、大部分有機(jī)酸和有機(jī)溶劑具有強(qiáng)揮發(fā)性，易對(duì)操作人員的身體健康造成傷害。同時(shí)，目前常見(jiàn)的分離劑還具有難以二次循環(huán)使用或循環(huán)使用時(shí)分離率低下等問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)一種綠色、高效、可循環(huán)使用的鋁塑分離劑具有重大意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于離子液體的鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑及其分離方法，實(shí)現(xiàn)鋁塑復(fù)合包裝材料的高效分離，解決現(xiàn)有分離劑因揮發(fā)性大，廢液難以二次循環(huán)使用的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種基于離子液體的鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑，該分離劑主要由水和氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體按以下重量比份數(shù)混合制成：水1～60份，氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體3～20份。
所述的氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體的結(jié)構(gòu)式如下：
其中，n＝1～3。
所述的分離劑為酸性溶液。
所述分離劑為氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體的水溶液，該水溶液的離子組成包括：咪唑陽(yáng)離子，羧酸根陰離子，氫離子和氯離子。
一種基于離子液體的鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑的分離方法，以固液比為50～300g/l，將鋁塑復(fù)合包裝材料放入分離劑中，在60～90℃下，將鋁塑復(fù)合包裝材料分離為鋁和塑料，最后經(jīng)沖洗后回收鋁和塑料。
在將鋁塑復(fù)合包裝材料加入到分離劑中之前，首先需要進(jìn)行超聲溶解。
分離完成后，還包括以下步驟回收步驟，具體為：收集使用后的廢液，在40-50℃下減壓蒸餾至粘稠狀，調(diào)節(jié)ph后作為離子液體的原料。
一種基于離子液體的鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑的應(yīng)用，用于醫(yī)藥、食品、化妝品、日用品、工業(yè)品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：本發(fā)明分離劑由水和氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體組成，該離子液體幾乎沒(méi)有蒸汽壓，溶解性優(yōu)異，并且它的結(jié)構(gòu)具有良好的可調(diào)性。將該離子液體作為分離劑使用后，可有效解決現(xiàn)有鋁塑分離劑揮發(fā)性大、毒性高、難以循環(huán)使用等問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑及其分離方法，該分離劑主要由水和氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體按以下重量比份數(shù)混合制成：水1～60份，氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體3～20份。
所述的氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體溶于水后，其水溶液的離子組成包含：咪唑陽(yáng)離子，羧酸根陰離子，氫離子和氯離子，整體溶液呈現(xiàn)酸性。
所述的氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體結(jié)構(gòu)如下：
其中，n＝1-3。
使用時(shí)，將3～20份氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體溶解至1～60份水中，配成分離劑，然后稱取0.05g～3g鋁塑復(fù)合包裝材料放入分離劑中恒溫振蕩，固液比為50～300g/l，溫度控制在60～90℃，經(jīng)30～120min，將分離后的鋁和塑料分別用清水沖洗干凈，干燥后稱取回收后的質(zhì)量，并計(jì)算其回收率。分離后將廢液減壓蒸餾，得到的離子液體隨后進(jìn)行冷凍干燥，作為分離劑原料再次使用。
所述的鋁塑復(fù)合包裝材料回收率，計(jì)算公式為：
其中，p為鋁塑回收率；m0為反應(yīng)前鋁塑的質(zhì)量；m1為反應(yīng)后鋁箔的質(zhì)量；m2為反應(yīng)后塑料的質(zhì)量。
所述的鋁塑復(fù)合包裝材料損失率p1，計(jì)算公式為：
p1＝1-p
實(shí)施例1
本實(shí)施例中的一種氯化1-甲基-3-羧烷基咪唑離子液體鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑，由以下重量百分比的原料制成：氯化1-甲基-3-羧甲基咪唑離子液體3份，水10份。
一種制備上述用于鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑的方法，包括下列步驟：
1)按下述重量比稱取原料：氯化1-甲基-3-羧甲基咪唑離子液體3份，水10份。
2)將上述原料放入反應(yīng)釜中，常溫下超聲溶解。
本發(fā)明的使用方法是：將鋁塑復(fù)合包裝材料加入到50ml的容器(如單口燒瓶)中，加入分離劑20ml，放入60℃的恒溫振蕩水浴鍋中，30min后塑料與鋁箔完全分離，將分離后的塑料和鋁箔放入清水中洗滌，計(jì)算其回收率p及損失率p1。
回收率p及損失率p1計(jì)算公式如下：
其中，p為鋁塑回收率；m0為反應(yīng)前鋁塑的質(zhì)量；m1為反應(yīng)后鋁箔的質(zhì)量；m2為反應(yīng)后塑料的質(zhì)量。
本實(shí)施例中的分離劑的產(chǎn)品回收率可達(dá)99.4％，塑料上無(wú)殘留鋁屑，經(jīng)分離后塑料與鋁箔的顏色和物理形態(tài)基本不發(fā)生變化，并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)毒無(wú)害。
收集使用后的廢液，在40～50℃下減壓蒸餾至粘稠狀，經(jīng)鹽酸調(diào)ph值后可以重復(fù)使用，在同樣的反應(yīng)條件下，離子液體二次回用分離鋁塑復(fù)合物，鋁塑得率可達(dá)95.2％，三次回用時(shí)鋁塑得率為92.8％。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中的一種離子液體鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑，由以下重量百分比的原料制成：氯化1-甲基-3-羧乙基咪唑離子液體12份，水25份。
一種制備上述用于鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑的方法，包括下列步驟：
1)按下述重量比稱取原料：氯化1-甲基-3-羧乙基咪唑離子液體12份，水25份。
2)將上述原料放入反應(yīng)釜中，常溫下超聲溶解。
本發(fā)明的使用方法是：將鋁塑復(fù)合包裝材料加入到50ml的容器(如單口燒瓶)中，加入分離劑20ml，放入80℃的恒溫振蕩水浴鍋中，60min后塑料與鋁箔完全分離，將分離后的塑料和鋁箔放入清水中洗滌，計(jì)算其回收率及損失率。
回收率p及損失率p1計(jì)算公式如下：
其中，p為鋁塑回收率；m0為反應(yīng)前鋁塑的質(zhì)量；m1為反應(yīng)后鋁箔的質(zhì)量；m2為反應(yīng)后塑料的質(zhì)量。
本實(shí)施例中的分離劑的產(chǎn)品回收率可達(dá)97.2％，塑料上無(wú)殘留鋁屑，經(jīng)分離后塑料與鋁箔的顏色和物理形態(tài)基本不發(fā)生變化，并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)毒無(wú)害。
收集使用后的廢液，在60～70℃下減壓蒸餾至粘稠狀，經(jīng)鹽酸調(diào)ph值后可以重復(fù)使用，在同樣的反應(yīng)條件下，離子液體二次回用分離鋁塑復(fù)合物，鋁塑得率可達(dá)93.2％，三次回用時(shí)鋁塑得率為91.5％。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中的一種離子液體鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑，由以下重量百分比的原料制成：氯化1-甲基-3-羧丙基咪唑離子液體20份，水55份。
一種制備上述用于鋁塑復(fù)合包裝材料分離劑的方法，包括下列步驟：
1)按下述重量比稱取原料：氯化1-甲基-3-羧乙基咪唑離子液體20份，水55份。
2)將上述原料放入反應(yīng)釜中，常溫下超聲溶解。
本發(fā)明的使用方法是：將鋁塑復(fù)合包裝材料加入到50ml的容器(如單口燒瓶)中，加入分離劑20ml，放入90℃的恒溫振蕩水浴鍋中，120min后塑料與鋁箔完全分離，將分離后的塑料和鋁箔放入清水中洗滌，計(jì)算其回收率及損失率。
所述的鋁塑復(fù)合包裝材料回收率及損失率，計(jì)算公式為：
其中，p為鋁塑回收率；m0為反應(yīng)前鋁塑的質(zhì)量；m1為反應(yīng)后鋁箔的質(zhì)量；m2為反應(yīng)后塑料的質(zhì)量。
本實(shí)施例中的分離劑的產(chǎn)品回收率可達(dá)93.2％，塑料上無(wú)殘留鋁屑，經(jīng)分離后塑料與鋁箔的顏色和物理形態(tài)基本不發(fā)生變化，并且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)毒無(wú)害。
收集使用后的廢液，在70～80℃下減壓蒸餾至粘稠狀，經(jīng)鹽酸調(diào)ph值后可以重復(fù)使用，在同樣的反應(yīng)條件下，離子液體二次回用分離鋁塑復(fù)合物，鋁塑得率可達(dá)92.3％，三次回用時(shí)鋁塑得率為90.8％。