摘要
随着乘用车保有量的快速增长，预计到2020年，我国乘用车报废量将达到800万辆，其中报废乘用车塑料量接近100万吨。目前，我国退役乘用车塑料回收利用处于起步阶段，行业管理混乱，回收技术落后，污染严重，且尚未实现回收乘用车塑料再利用价值最大化。因此，迫切需要深入研究乘用车塑料的回收利用模式，以及回收过程中面临的关键技术难点等问题，推动该回收行业快速、健康发展，进而促进汽车工业可持续发展。 因此，本文以退役乘用车塑料为研究对象，针对其回收利用过程中的关键技术开展研究。研究内容及结论如下： 1、退役乘用车塑料回收利用模式研究。基于SWOT分析法，系统研究了乘用车塑料回收产业发展中面临的优势、劣势以及所面对的机遇和挑战，得到了该产业的内、外部因素评价矩阵；基于双层次SWOT矩阵分析，制定了我国乘用车塑料回收产业的发展模式；同时，依据乘用车塑料产品的特点及相关研究，制定了乘用车典型塑料零部件的回收方案。 2、乘用车塑料摩擦荷电机理及其在电场中的运动特性研究。通过推导分析，建立了退役乘用车塑料粒子在摩擦桶式荷电装置中摩擦碰撞荷电量数学模型；分析了塑料粒子在高压静电分选腔中的受力状况，建立了其受力模型，推导出了荷电塑料粒子在电场中的运动微分方程。基于数学模拟软件MATLAB，对开发的高压静电分选试验装置内部电场强度的分布进行了模拟研究。基于因子设计，对乘用车PP和ABS两种塑料的分选进行了实验研究，分别建立了两种产物分选的线性-交互作用数学模型，得到了PP和ABS的最优化高压静电分选工艺参数。 3、乘用车塑料表面涂层水射流去除机理研究。基于水射流功率密度与物体表面材料去除率之间关系的研究，建立了基于能量的乘用车塑料聚合物表面涂层高压水射流去除模型，推导出了水射流转移到塑料表面切缝中心线上的能量密度EdA,CL和切割深度zCL的表达式。通过流体模拟软件FLUENT数值模拟，验证了35MPa水射流去除乘用车塑料表面涂层的可行性。基于开发的水射流除涂层设备及正交试验方法进行了实验研究，建立了保险杠表面涂层水射流去除率数学模型。 4、再生乘用车塑料同等性能再利用研究。研究得出了退役乘用车典型塑料材料造粒工艺流程和再生产相应汽车零部件同等性能回收利用工艺流程。以保险杠、仪表板和门护板为例，对其再生塑料同等性能再应用进行了全面的分析研究，为再生汽车塑料实现同等性能等高附加值再利用奠定了基础。 综上所述，本文针对我国退役乘用车塑料同等性能再利用方面的技术难题，以保险杠、仪表板等乘用车塑料为研究对象，设计了其同等性能再利用技术方案，突破了乘用车塑料高压静电分选、表面涂层水射流去除、回收产业发展模式、老化性能测试、再生产同等性能零部件及其检测等关键技术，探索实现了退役乘用车塑料同等性能再利用，为汽车塑料零部件回收利用行业的发展提供了理论指导与技术支撑。
NETL