复合材料和从基本上未经分类的废物中制备该复合材料的方法.pdf

复合材料和从基本上未经分类的废物中制备该复合材料的 方法
     相关申请的参考 本申请要求提交于 2009 年 1 月 15 日的美国临时申请 No.61/193985 的优先权。技术领域 本文披露的发明涉及废物处理， 特别涉及家庭或城市废物， 并更特别涉及使基本 上未经分类的废物转变为有用产物的方法和这样的产物。
     背景技术 对于再循环重要性的认识和认可正在增长， 然而， 仅一小部分生成的城市废物实 际上再循环。美国环境保护局报告， 在 2007 年美国生成 2.54 亿吨城市废物。其中仅 6300 万吨再循环， 2200 万吨堆肥， 以及 3200 万吨燃烧产生能量。这意味着 1.37 亿吨 ( 城市废 物 ) 被简单丢弃， 大部分进行填埋。
     经济状况是再循环的废物数量有限的主要原因。简单地说， 如果再循环不产生利 润， 那么就不会进行。 再循环涉及的显著成本来自于分类、 运输和用于分类与运输过程的能 量。
     多年来已经开发出各种技术， 旨在从城市废物提供低成本的有用产物。
     美国专利 No.3850771 提供加工废物的工艺， 其中源自废物的一部分纤维素从大 量废物分离 ( 分类 )， 并转变为黄原酸纤维素。可溶的黄原酸纤维素不均匀散布回到废物， 且变换回到纤维素形式后， 其使废物组分粘结。 该专利教导废物中的纤维素基本上无用， 并 且事实上可能是有害的。这些是该专利之所以教导从废物去除一部分， 变换该部分然后使 其与废物再混合的原因， 在进一步处理之后， 纤维素沉淀形成粘结物。
     美国专利 No.4013616 描述使用磨碎的城市或工业废物作为热固或热塑树脂例如 聚乙烯的填料， 并使用该填充树脂制作有用产品的方法。该工艺需要将废物预分类为轻和 重的部分 ( 馏分， fractions)。此外， 该专利教导在原废物中的塑料不适合作为粘结剂。构 成典型城市废物的组分在该专利的表 1 中阐述。
     美国专利 No.4772430 描述使用挤出模塑机 (extrusion molder) 压实按重量计含 有至少 10％热塑材料的固体废物， 从而获得高密度杆状体或球团的工艺。杆状体或球团由 混杂的废料的非均质聚集体构成， 并且因为该工艺条件， 塑料在复合物的外围部分聚集， 从 而形成塑料凝固层， 如外壳。
     美国专利 No.4968463 描述集中于处置塑料废物的方法， 其中热塑性含量按重量 计高于 65％， 并且含水量小于 3％是重要的， 其中可选添加填料 ( 也可以是废物 ) 和色料 (coloring materials)。 该产物的特征在于具有 35-50N/mm2 的弯曲破裂应力 ( 挠曲强度 )， 且用于木材的加工工具 (machine tools) 可加工该产物。
     美国专利 No.5217655 描述复合产物， 其通过首先将优选已去除金属的塑料和纤 维材料的混合物例如商业、 城市或工业废物制粒， 然后在挤出机中连续混合的同时从约
     100-204℃分级加热该混合物获得。 该复合材料可含有至少 50％的热塑材料， 并描述为具有 高冲击性质、 高压缩强度， 可用着色剂涂覆， 并可用于工业支柱、 栋梁和构造柱。
     美国专利 No.6017475 描述利用水解器完成废物中木质纤维素物质水解的工艺。 该工艺产生具有在聚集体中宏观混合的微量金属、 塑料等的无菌纤维素纸浆 (pulp) 聚集 体。该聚集体可分离为纯纤维素纸浆和含有无机纸浆的残留混合物。纤维素纸浆和 / 或残 留物可以可选用塑料或其它添加剂进一步挤出， 从而形成有用产物。该工艺的一些产物在 WO 2005/092708 和 US2004/0080072 中描述。
     美国专利 No.6253527 描述通过热塑粘结剂粘结在一起并封装 (encapsulate) 的 废物或填料微粒的压塑 (compression molding) 方法。通过混合热塑性塑料和废物或填料 的微粒， 制备复合材料 ； 使用高强度混合， 从而摩擦加热微粒， 将热塑微粒成为熔化状态， 在 该状态下其包覆并封装废物或填料微粒。然后压塑该熔化体。
     美国专利 No.6423254 描述从包含约 80％聚烯烃和约 20％其它热塑聚合物的各类 废料制造产物的方法。该废物可与原料例如木材、 塑料、 金属、 热稳定剂和发泡剂 (blowing agents) 结合使用。
     KR 2003/0014929 描述了从分出金属的废物获得的复合材料。因为金属在研磨加 工中会导致问题， 所以尤其在分出金属之后， 该复合材料包含 30-70％的热塑材料。 WO 2006/079842 描述加工含有 10 至 50％的热塑材料、 约 20％水， 并且其余主要由 棉花、 粘合剂、 橡胶和金属构成的临床废物 (clinical waste) 的方法。该产物可模塑并具 有 200-500Kg/m3 的密度。
     WO 2006/035441 描述通过加热与混合、 用熔化塑料封装废物块的方法。
     发明内容 本发明基于使基本上未经分类的废物在高于 100℃的温度经受剪切力， 形成具有 热塑性的复合材料的惊奇发现。
     因此， 本发明提供复合材料， 其具有热塑性并包含有机物且可选包含无机物和塑 料中的一种或两种， 具有高于约 35 达因 /cm 的表面能。
     本发明也提供复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑 料中的一种或两种， 在以展现大于约 0.1μm 结构的放大率查看时， 材料的不同组分之间基 本上没有缝隙。因此， 根据该实施方式， 微粒物质 ( 例如， 不同来源的小无机微粒、 纤维、 固 体微粒等 ) 与周围介质紧密关联， 使得即使有缝隙， 也仅具有小于 0.1μm 的尺寸 ( 宽度 )。 不希望受到理论束缚， 据信这是包含在所述周围介质中的新复合材料的粘附特性的结果。
     本发明也提供复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑 料中的一种或两种， 所述复合材料在低于约 120℃的温度， 有时甚至在低于约 110℃、 低于 约 100℃和甚至在低至约 90℃的温度具有从固态到流态的相变。
     本发明也提供复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑 料中的一种或两种， 其特征为以下中的一个或多个 ：
     - 在低于约 120℃的温度， 有时甚至在低于约 110℃、 低于 100℃和甚至在低至 90℃ 的温度具有从固态到流态 (fiowable state) 的相变，
     - 在以展现大于约 0.1μm 结构的放大率查看时， 材料的不同组分之间基本上没有
     缝隙， - 具有高于约 35 达因 /cm 的表面能，
     - 具有高于约 1.2g/cm3 的密度，
     - 具有高于每 1gm 复合材料约 1mg 钾的钾含量 (mg/g)，
     - 具有高于约 4MPa 的拉伸强度，
     - 具有高于约 600MPa 的拉伸模量，
     - 具有高于约 800MPa 甚至 1000MPa 的挠曲模量，
     - 具有高于约 7MPa 的挠曲强度，
     - 具有高于约 12J/m 的缺口悬臂梁冲击 (notched Izod impact)，
     - 具 有 高 于 约 1.5KJ/m2、 1.6KJ/m2、 1.7KJ/m2 或 1.8KJ/m2 的 摆 锤 冲 击 (Charpy impact)，
     - 释放包含丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚中的一种或多种的挥发性化合物 ( 这些 组分引起特有气味 ) ； 可通过添加气味吸收剂消除该气味 ) ； 其它挥发物， 例如这样通常释 放的有机或无机废物也可从该复合材料释放，
     - 包含 DNA，
     - 包含叶绿素。
     在下文中， 所有标示％均指代以 w/w 单位的组分的相对量， 即在 100 单位重量的复 合材料中组分的重量。相对量可在最终产物中确定， 或可在加工 ( 通常通过在剪切力下加 热 ) 之前， 在用来生产该复合材料的起始材料中确定， 或在获得产生的最终复合材料之前 的加工期间取得的样品中确定。 应认识到， 由于在加工期间损失水分、 形成一些挥发性化合 物和在比较复合材料中和起始材料中的组分含量时考虑的其它因素， 因此在起始材料加工 之前起始材料中组分和获得的复合材料中组分的相对量之间可具有一些 ( 通常小 ) 变化。
     下文用术语 “约” 以及其后的数字所表示的全部量或测量结果， 应理解为表明具有 在高于所表示数量约 10％和低于该数量 10％之间的容许偏差 (possible tolerance) 的表 示数量。例如， 术语 “约 10％” 应理解为包括 9％到 11％的范围 ； 术语约 100℃意为 90 到 110℃的范围。
     本发明的复合材料可包含在复合材料的约 0 到约 40％之间范围中的塑料， 然而通 常不超过约 35％或甚至约 30％。在一些实施方式中， 塑料的量可以是至少 n％， n 是在 1 到 20 范围中的任何整数 ； 在一些实施方式中， 塑料材料可在小于 m％的量中， m 是在 15 到 29 范围中的整数。
     在一些实施方式中， 复合材料可包含至少约 10％的有机物质 ( 除合成的聚合材料 之外 )， 通常至少约 15％、 约 20％、 约 25％、 约 30％、 约 35％或甚至约 40％ ； 在一些实施方 式中， 复合材料可包含多达约 90％， 通常少于约 85％、 约 80％、 约 75％或甚至少于约 70％的 有机物质。
     根据一些实施方式， 复合材料包含至少约 1 ％、 约 2 ％、 约 5 ％、 约 10 ％或至少约 15％的无机物质 ； 按照一些实施方式， 复合材料包含少于约 50％、 约 40％、 约 30％或甚至少 于约 20％的无机物质。
     按照一些实施方式， 通过挤出制备复合材料。
     按照一些实施方式， 注塑 (injection molded) 复合材料。
     按照一些实施方式， 通过旋转模塑 (rotational molding) 制备复合材料。
     按照一些实施方式， 压塑复合材料。
     按照一些实施方式， 使复合材料形成为颗粒。
     不同制备方法可有利于用来制备具有适合特定需要的性质的本发明复合材料， 或 可用来使该复合材料形成为不同的有用物品。
     为进一步加工和生产物品， 颗粒形式或任何其它形式的所述复合材料可与其它 材料， 例如再循环塑料或未用塑料 ( 纯塑料， virgin plastics) 混合， 然后模塑为有用物 品。 塑料材料通常是聚烯烃， 例如聚乙烯或聚丙烯、 聚氯乙烯、 未分类塑料废物或其混合物。 在一些实施方式中， 所述复合材料可与各种不同物质或材料 ( 非限制性实例为矿物 ( 例 如碳酸钙 )、 盐、 金属微粒或金属件、 有机或无机纤维、 玻璃、 碳 ( 例如活性碳 )、 沙子、 石屑 (ground rock)、 泥土、 砾石， 以及许多其它物质或材料 ) 混合。
     按照本发明的一些实施方式， 从未经分类或基本上未经分类的废物 ( 在下面限 定 )， 例如城市、 工业或其它废物制备复合材料。有时废物可作为原料使用以便制备复合材 料 ( 通过在剪切力下加热 )。 同样， 有时废物可去除一些组分， 例如金属或其它无机材料， 从 而避免由这样的组分磨损加工设备例如挤出机。 本发明也提供加工废料的方法。该方法包括 ： 干燥并可选微粒化包含有机物质并 可选包含塑料的基本上未经分类的废物， 从而获得干燥并可选微粒化的废料 ； 并在混合干 燥微粒废料时， 在剪切力下加热到至少约 100℃的温度。由此获得具有热塑性的复合材料。
     剪切力的程度可影响复合材料的性质。 剪切力可通过使工业混合机或搅拌机混合 发生， 可在挤出机内和许多其它仪器或机器中发生。
     所述复合材料可用来制备具有限定形状的物品。可通过在约 100℃和约 240℃范 围中， 或在约 140 和约 230℃范围中， 或甚至在约 180 到约 220℃范围中的温度加工复合材 料或包含复合材料与其它材料， 例如塑料或在下面示例的其它材料的混合物制备该物品， 从而呈现期望形状。所述复合材料可在加热之前可选微粒化和筛分。可通过挤出复合材料 或包含复合材料的混合物， 然后通过模塑 ( 注塑、 压塑、 旋转模塑等 ) 获得物品。因此， 本发 明的又一个形成部分是由在此公开的具有热塑性的复合材料形成的物品。
     因此， 本发明也提供从本发明的复合材料制备物品的方法， 包括如上面描述的获 得复合材料、 可选研磨复合材料、 可选筛分复合材料、 可选混合复合材料与其它材料如塑料 和沙子、 在剪切力下加热和混合复合材料或包含复合材料的混合物， 以及模塑复合材料或 包含复合材料的混合物为具有期望形状的物品。
     最后， 本发明提供一种用于紧制 ( 压实、 压制， compacting) 废物的方法， 包括 ： 干 燥并可选微粒化包含有机物质并可选包含塑料的基本上未经分类的废物， 从而获得干燥并 可选微粒化的废料 ； 在混合干燥废料时， 在剪切力下加热到在约 100℃和约 240℃范围中， 或在约 140 和约 230℃范围中， 或甚至在约 180 到约 220℃范围中的温度， 从而获得产生的 复合材料 ； 以及使产生的复合材料形成为限定形状 (defined shape) 的块体或其它物品。
     实施方式
     本发明包括的一些非限制实施方式以下面编号的子句 (clauses) 限定 ：
     1. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中的 一种或两种， 其特征在于以下中的一项或多项 ：
     - 在低于约 120℃的温度具有从固态到流态的相变， - 在以展现大于约 0.1μm 结构的放大率查看时， 材料的不同组分之间基本上没有缝隙， - 具有高于约 35 达因 /cm 的表面能，
     - 具有高于约 1.2g/cm3 的密度，
     - 具有高于每 1gm 复合材料约 1mg 钾的钾含量 (mg/g)，
     - 具有高于约 4MPa 的拉伸强度，
     - 具有高于约 600MPa 的拉伸模量，
     - 具有高于约 800MPa 的挠曲模量，
     - 具有高于约 7MPa 的挠曲强度，
     - 具有高于约 12J/m 的缺口悬臂梁冲击，
     - 具有高于约 1.5KJ/m2、 1.6KJ/m2、 1.7KJ/m2 或 1.8KJ/m2 的摆锤冲击，
     - 释放包含丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚中的一种或多种的挥发性化合物，
     - 包含 DNA，
     - 包含叶绿素。
     2. 子句 1 的复合材料， 包含在约 0-30％范围中的塑料材料、 在约 10-70％范围中的 有机材料， 以及在约 0-70 范围中的无机材料。
     3. 编号为子句 1 或 2 的复合材料， 包含多达 40％的塑料。
     4. 编号为子句 3 的复合材料， 包含多达 35％的塑料。
     5. 编号为子句 4 的复合材料， 包含多达 30％的塑料。
     6. 前述编号的子句中任何一项的复合材料， 包含在 n％和 m％范围中的塑料， 其中 n 是在 1 和 18 之间的任何整数， 并且 m 是在 19 和 29 之间的任何整数。
     7. 前述编号的子句中任何一项的复合材料， 包含在约 10％到约 90％范围中的有 机材料。
     8. 子句 7 的复合材料， 包含至少约 15％的有机物质。
     9. 子句 8 的复合材料， 包含至少约 20％的有机物质。
     10. 子句 9 的复合材料， 包含至少约 25％的有机物质。
     11. 子句 10 的复合材料， 包含至少约 30％的有机物质。
     12. 子句 11 的复合材料， 包含至少约 35％的有机物质。
     13. 子句 12 的复合材料， 包含至少约 40％的有机物质。
     14. 子句 7 到 13 中任何一项的复合材料， 包含少于约 85％的有机物质。
     15. 子句 14 的复合材料， 包含少于约 80％的有机物质。
     16. 子句 15 的复合材料， 包含少于约 75％的有机物质。
     17. 子句 16 的复合材料， 包含少于约 70％的有机物质。
     18. 前述编号的子句中任何一项的复合材料， 包含在 0％到约 50％范围中的无机 物质。
     19. 子句 18 的复合材料， 包含约 1％或更多的无机物质。
     20. 子句 19 的复合材料， 包含约 2％或更多的无机物质。
     21. 子句 20 的复合材料， 包含约 5％或更多的无机物质。
     22. 子句 21 的复合材料， 包含约 10％或更多的无机物质。
     23. 子句 22 的复合材料， 包含约 15％或更多的无机物质。
     24. 子句 18 到 23 中任何一项的复合材料， 包含少于约 50％的无机物质。
     25. 子句 24 的复合材料， 包含少于约 40％的无机物质。
     26. 子句 25 的复合材料， 包含少于约 30％的无机物质。
     27. 子句 26 的复合材料， 包含少于约 20％的无机物质。
     28. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并在低于约 120℃的温度具有从固态到流态的相变。
     29. 子句 28 的复合材料， 其中， 在低于约 110℃的温度相变。
     30. 子句 29 的复合材料， 其中， 在低于约 100℃的温度相变。
     31. 子句 30 的复合材料， 其中， 在约 90℃到约 100℃范围中的温度相变。
     32. 子句 28 到 31 中任何一项的复合材料， 具有在子句 1-26 中限定的一个或多个 特征。
     33. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并且在以展现大于约 0.1μm 结构的放大率查看时， 材料的不同组分之间基 本上没有缝隙。 34. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并包含嵌入在基质 (matrix) 中的微粒， 该基质与微粒外表面密切关联， 在 以展现大于约 0.1μm 结构的放大率查看时， 基质与微粒的外表面间基本上没有缝隙。
     35. 子句 33 或 34 的复合材料， 具有在子句 1-32 中任何一项限定的一个或多个特 征。
     36. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 35 达因 /cm 的表面能。
     37. 子句 36 的复合材料， 具有高于约 40 达因 /cm 的表面能。
     38. 子句 36 或 37 的复合材料， 具有在子句 1-31 中任何一项限定的一个或多个特 征。
     39. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 1.2g/cm3 的密度。
     40. 子句 39 的复合材料， 具有在约 1.2 和 1.7g/cm3 范围中的密度。
     41. 子句 39 或 40 的复合材料， 具有在子句 1-37 中任何一项限定的一个或多个特 征。
     42. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 1mg/g 的钾含量。
     43. 子句 42 的复合材料， 具有在子句 1-40 中任何一项限定的一个或多个特征。
     44. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 4MPa 的拉伸强度。
     45. 子句 44 的复合材料， 具有高于约 5MPa 的拉伸强度。
     46. 子句 45 的复合材料， 具有高于约 6MPa 的拉伸强度。
     47. 子句 46 的复合材料， 具有高于约 7MPa 的拉伸强度。
     48. 子句 47 的复合材料， 具有高于约 8MPa 的拉伸强度。
     49. 编号子句 44 到 48 中任何一项的复合材料， 具有在子句 1-42 中任何一项限定 的一个或多个特征。
     50. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 600MPa 的弹性拉伸模量。
     51. 子句 50 的复合材料， 具有在子句 1-48 中任何一项限定的一个或多个特征。
     52. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 800MPa 的挠曲模量。
     53. 子句 52 的复合材料， 其中挠曲模量高于约 1000MPa。
     54. 子句 53 的复合材料， 其中挠曲模量高于约 2000MPa。
     55. 子句 54 的复合材料， 其中挠曲模量高于约 3000MPa。
     56. 子句 55 的复合材料， 其中挠曲模量高于约 3500MPa。
     57. 编号为子句 52 到 56 中任何一项的复合材料， 具有在子句 1-50 中任何一项限 定的一个或多个特征。
     58. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 7MPa 的挠曲强度。 59. 子句 58 的复合材料， 其中挠曲强度高于约 9MPa。
     60. 子句 59 的复合材料， 其中挠曲强度高于约 11MPa。
     61. 编号子句 58 到 60 中任何一项的复合材料， 具有在子句 1-56 中任何一项限定 的一个或多个特征。
     62. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 12J/m 的缺口悬臂梁冲击。
     63. 子句 62 的复合材料， 其中缺口悬臂梁冲击高于约 13J/m。
     64. 子句 63 的复合材料， 其中缺口悬臂梁冲击高于约 15J/m。
     65. 子句 64 的复合材料， 其中缺口悬臂梁冲击高于约 17J/m。
     66. 编号为子句 62 到 65 中任何一项的复合材料， 具有在子句 1-60 中任何一项限 定的一个或多个特征。
     67. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并具有高于约 1.5KJ/m2 的摆锤冲击。
     68. 子句 67 的复合材料， 其中摆锤冲击高于约 1.6KJ/m2。
     69. 子句 68 的复合材料， 其中摆锤冲击高于约 1.7KJ/m2。
     70. 子句 69 的复合材料， 其中摆锤冲击高于约 1.8KJ/m2。
     71. 编号为子句 67 到 70 中任何一项的复合材料， 具有在子句 1-65 中任何一项限 定的一个或多个特征。
     72. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并释放包含丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚中的一种或多种的挥发性化合物。
     73. 一种复合材料， 其具有热塑性并包含有机物质且可选包含无机物质和塑料中 的一种或两种， 并包含 DNA。
     74. 子句 72 或 73 的复合材料， 具有在子句 1-70 中任何一项限定的一个或多个特
     征。 75. 前述编号子句中任何一项的复合材料， 通过挤出制备。
     76. 前述编号子句中任何一项的复合材料， 进行压塑或注塑。
     77. 前述编号子句中任何一项的复合材料， 从基本上未经分类的废物制备。
     78. 子句 77 的复合材料， 从缺乏包括在未分类废物中的一些无机材料的基本上未 经分类的废物制备。
     79. 子句 78 的复合材料， 从缺乏包括在未分类废物中的一些金属的基本上未经分 类的废物制备。
     80. 一种加工废料的方法， 包括 ：
     - 干燥并可选微粒化包含有机物质并可选包含塑料的基本上未经分类的废物， 从 而获得干燥并可选微粒化的废料 ； 以及
     - 在混合干燥微粒废料时， 在剪切力下加热到至少约 100℃的温度， 由此获得具有 热塑性的复合材料。
     80A. 一种用于制备复合材料的方法， 包括 ：
     - 获得包含有机物质并可选包含塑料的混合物 ； 以及
     - 在剪切力下加热该混合物到至少约 100℃的温度， 由此获得具有热塑性的复合材料。 81. 子句 80 或 80A 的方法， 进一步包括微粒化所述复合材料。
     82. 子句 80-81 的方法， 其中温度为至少 120℃。
     83. 子句 82 的方法， 其中温度为至少 140℃。
     84. 子句 83 的方法， 其中温度为至少 160℃。
     85. 子句 84 的方法， 其中温度在 180℃到 220℃的范围中。
     86. 子句 80-85 中任何一项的方法， 用于制造在编号子句 1-79 中任何一项限定的 复合材料。
     87. 由在编号为子句 1-79 中任何一项限定的复合材料， 或由以子句 80-86 中任何 子句限定的方式制备的复合材料形成的物品。
     88. 一种用于制造物品的方法， 包括 ：
     - 干燥并可选微粒化包含有机物质并可选包含塑料的基本上未经分类的废物， 从 而获得干燥并可选微粒化的废料 ；
     - 在混合干燥废料时， 在剪切力下加热到在约 100℃和约 240℃范围中的温度， 从 而获得复合材料 ；
     - 模塑该复合材料从而形成物品。
     89. 一种用于紧制 (compacting) 废物的方法， 包括 ：
     - 干燥并可选微粒化包含有机物质并可选包含塑料的基本上未经分类的废物， 从 而获得干燥并可选微粒化的废料 ；
     - 在混合干燥废料时， 在剪切力下加热到在约 100℃和约 240℃范围中的温度， 从 而获得复合材料 ； 以及
     - 使产生的复合材料形成为限定形状的块体或其它物品。
     90. 子句 88 或 89 的方法， 其中温度在约 140℃和约 230℃的范围中。
     91. 子句 90 的方法， 其中温度在约 180℃和约 220℃的范围中。
     92. 子句 80-91 中任何一项的方法， 其中在剪切力下的加热在挤出机中进行。
     93. 子句 80-92 中任何一项的方法， 其中对基本上未经分类的废物进行微粒化。
     94. 子句 93 的方法， 其中通过制粒机进行微粒化。
     95. 一种用于制造物品的方法， 包括加热子句 1-79 中任何一项的复合材料， 导致 所述材料流动并使其形成期望形状从而获得所述物品。
     96. 子句 95 的方法， 其中加热是加热到在 100℃和 240℃的范围中的温度。
     97. 子句 88-95 中任何一项的方法， 其中复合材料连续形成并模塑为期望形状。
     98. 一种用于制备具有一种或多种以下性质的固态复合材料的方法 ： 在低于约 120℃的温度具有从固态到流态的相变 ； 在以展现大于 0.1μm 结构的放大率查看时， 材料 的不同组分之间基本上没有缝隙 ； 具有高于约 35 达因 /cm 的表面能 ； 具有高于约 1.2g/cm3 的密度 ； 具有高于约 1mg/g( 每 1gm 复合材料 mg 钾 ) 的钾含量 ； 具有高于约 4MPa 的拉伸强 度， 具有高于约 600MPa 的拉伸模量 ； 具有高于约 800MPa 的挠曲模量， 具有高于约 7MPa 的 2 挠曲强度 ； 具有高于约 12J/m 的缺口悬臂梁冲击 ； 具有高于约 1.5KJ/m 、 1.6KJ/m2、 1.7KJ/m2 或 1.8KJ/m2 的摆锤冲击 ； 释放包含丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚中的一种或多种的挥发性 化合物 ； 包含 DNA ； 以及包含叶绿素 ；
     该方法包括 ：
     干燥并微粒化包含有机材料和塑料的基本上未经分类的废物， 从而获得干燥废 料， 以及在混合干燥微粒材料时， 在剪切力下加热到至少约 100℃的温度， 由此获得加工的 复合材料。
     99. 子句 98 的方法， 其中温度为至少 120℃。
     100. 子句 99 的方法， 其中温度为至少 140℃。
     101. 子句 100 的方法， 其中温度为至少 160℃。
     102. 子句 101 的方法， 其中温度在 180℃到 220℃的范围中。
     103. 一种用于加工废物的方法， 包括 ：
     - 干燥并可选微粒化包含有机物质并可选包含塑料的基本上未经分类的废物， 从 而获得干燥并可选微粒化的废料 ；
     - 在混合干燥废料时， 在剪切力下加热到在约 100℃和约 240℃范围中的温度， 从 而获得复合材料 ； 以及
     - 微粒化该复合材料。
     104. 子句 88-97 中任何一条的方法， 其中复合材料在形成之后进行微粒化， 并且 微粒化的复合材料随后模塑为所述物品。
     105. 子句 104 的方法， 其中对复合材料进行研磨， 并在剪切力下对研磨的复合材 料再加热并混合， 之后对其模塑从而获得物品。
     106. 子句 104 或 105 中任何一项的方法， 其中在剪切力下对研磨的复合材料再加 热并混合另一种材料， 之后对其模塑从而获得物品。
     107. 一种包含相互粘合或共混的两种或更多材料的物品， 其中所述材料中至少一 种是子句 1-79 中任何一项的复合材料， 或通过子句 80-94 和 104-106 的任何一种方法获得 的复合材料。108. 子句 107 的物品， 其中该两种或更多材料彼此基本上均质共混。
     109. 子句 107 或 108 的物品， 其中所述共混物包含聚乙烯、 聚氯乙烯、 聚丙烯、 未分 类塑料废物或它们的混合物。
     110. 子句 108 或 109 的物品， 包含相互粘合的第一材料和第二材料， 其中第一或第 二材料中的至少一种是在子句 1-79 中任何一项限定的复合材料。
     111. 一种用于储存或叉式起重 (fork-lifting) 的托盘 (pallet)， 由包含子句 1-79 中任何一条限定的复合材料的共混物制成。
     112. 子句 111 的托盘， 通过注塑所述共混物制备。
     113. 子句 111 或 112 的托盘， 其中所述共混物包含所述复合材料和高密度聚乙烯。
     114. 一种储存物品， 由包含子句 1-79 中任何一条限定的复合材料的共混物制成。
     115. 子句 114 的物品， 是工具箱。
     116. 子句 114 或 115 的物品， 通过注塑制备。
     117. 子句 114-116 中任何一项的物品， 其中所述共混物包含聚乙烯、 聚氯乙烯、 聚 丙烯、 未分类塑料废物、 或它们的混合物。
     118. 一种承重板 (weight-holding panel)， 由包含根据子句 1-79 中任何一项的 复合材料的共混物制成。
     119. 子句 118 的承重板， 可用作搁板 (shelf)。
     120. 子句 118 或 119 的承重板， 通过注塑制备。
     121. 子句 118-120 中任何一项的承重板， 其中所述共混物包含均质聚丙烯和碳酸 钙。
     122. 一种物品， 由包含子句 1-79 中任何一条的复合材料、 聚丙烯共聚物和炭黑的 共混物制成。
     123. 一种物品， 由包含子句 1-79 中任何一条的复合材料的共混物制成， 其通过模 塑制备。
     124. 一种物品， 由包含子句 1-79 中任何一条的复合材料的共混物制成， 其通过注 塑制备。
     125. 一种物品， 由包含子句 1-79 中任何一条的复合材料的共混物制成， 其通过旋 转模塑制备。
     126. 一种物品， 由包含子句 1-79 中任何一条的复合材料的共混物制成， 其通过压 塑制备。
     127. 子句 122-126 中任何一项的物品， 其中共混物包含塑料材料。
     128. 子句 127 的物品， 其中塑料是聚乙烯、 聚氯乙烯、 聚丙烯、 未分类塑料废物、 或 它们的混合物。
     128. 子句 107-127 中任何一项的物品， 其中将涂料至少施加到该物品的可见表面 上。
     129. 基本上未经分类的废物在生产子句 122 到 128 中任何一项限定的物品中的应 用。
     130. 一种用于制备物品的方法， 包括 ：
     提供子句 1-79 中任何一项的复合材料， 或以子句 80-102 中任何一条限定的方式制备复合材料 ；
     可选通过以下中的一个或两个加工复合材料 (i) 研磨复合材料， 以及 (ii) 筛分复 合材料 ；
     在剪切力下加热并混合复合材料， 从而获得熔化物 ； 以及
     使熔化物成形为物品。
     131. 子句 130 的方法， 包括在加热并与一种或多种其它材料混合之前、 期间或之 后混合复合材料， 由此所述熔化物是所述复合材料和一种或多种其它材料的混合物。
     132. 子句 130 的方法， 包括在加热并混合期间添加其它材料到所述复合材料中。 附图说明 为理解本发明并了解实践中如何实施本发明， 现在将仅通过非限制性的实施例、 参照附图来描述实施方式， 其中 ：
     图 1 是通过在有机溶剂中萃取来分析根据本发明实施方式的复合材料的流程图 ；
     图 2 是对源自三个样本的萃取物进行的 DNA 凝胶电泳 ： 根据本发明的挤出物的压 塑制品 (compression molding)( 泳道 1) ； 阳性对照 ( 泳道 2) ； 阴性对照 ( 泳道 3) ； 以及干 燥和微粒化的基本上未经分类的废物 (SUW)( 泳道 4) ； MM 表示 DNA 分子标记参照 ；
     图 3 是根据本发明实施方式的复合材料的热重分析 (TGA)， 示出其重量损失％作 为温度上升的函数 ；
     图 4 是示出源自图 3 中示出的热重分析的重量损失对温度的导数 (derivative) 的图表 ；
     图 5 示出通过两种方法制备的本发明实施方式的热塑复合材料的储能模量， 该两 种方法为 ： 根据本发明的注塑 ( 实线 ) 和压塑 ( 虚线 )， 该储能模量通过动态机械热分析 (DMTA) 确定 ；
     图 6 示出与压塑 ( 虚线 ) 比较， 通过注塑 ( 实线 ) 制备的根据本发明的复合材料 的损耗模量， 该损耗模量通过 DMTA 确定 ；
     图 7 示出根据本发明实施方式的复合材料的室温缺口悬臂梁冲击能， 作为范围从 约 160℃到约 220℃的注塑温度的函数 ；
     图 8 是示出在各种温度下测试的根据本发明实施方式的复合材料的毛细管流变 仪 (Capillary Rheometer) 粘度 ( 作为剪切速率的函数 ) 的图表 ；
     图 9A 和 9B 提供 (i) 根据本发明实施方式的复合材料 ( 图 9A， 在 200℃ ) 和 (ii) 用 作参照的聚丙烯 (PP)( 图 9B， 在 240℃ ) 的 Brabender 塑性计 ( 布雷本登塑性计， Brabender plastograph) 试验结果， 该试验使用 80rpm 的转子转速 ；
     图 10A-10C 是根据本发明实施方式的固体复合材料外表面的不同放大率 (×50， 图 10A ； ×100， 图 10B ； 以及 ×200， 图 10C) 的光学显微镜反射显微照片 ；
     图 11A-11B 是根据本发明实施方式的复合材料的低温断面 (cryogenic fracture surface) 的扫描电子显微照片 (SEM) ；
     图 12A-12D 是根据本发明实施方式的复合材料 ( 图 12A) ； 未分类有机废物 ( 图 12B) ； 未分类塑料废物 ( 图 12C) ； 和聚丙烯 ( 图 12D) 的固相微萃取的顶空气相色谱质谱分 析 (HS-GCMS) 的色谱图 ；
     图 13A-13E 是根据在下面描述的一些实施例从复合材料制备的制品的若干实 例的照片， 其中图 13A 示出通过注塑制备的托盘， 图 13B 示出通过注塑制备的堆肥器 (composter) 底部部分， 图 13C 示出通过注塑制备的下水道开口盖， 图 13D 示出通过复合材 料的冷压塑和随后涂漆制备的花盆 ( 不同的灰色阴影表现不同颜色 )， 以及图 13E 示出通过 挤出制备的管体 ；
     图 14 是根据本发明一个实施方式的处理 SUW 的系统的示意图解。 具体实施方式
     本发明基于使基本上未经分类的废物 (SUW) 在高于 100℃的温度经受剪切力， 形 成具有热塑性的复合材料的惊奇发现。SUW 是基本上未经分类的城市固体废物。
     在此使用的城市固体废物 (MSW) 是指住宅和商业垃圾 ( 污物 )， 其由人们和企 业丢弃， 并通常主要由木材， 木材来源的产物例如纸张、 纸板、 棉纸等， 食品废渣和塑料构 成。在 2007 年， 环境保护局报告， 在美国， MSW 由以下成分构成 ( 以重量百分比计 ) ： 纸张 (32.7％ )、 玻璃 (5.3％ )、 金属 (8.2％ )、 塑料 (12.1％ )， 橡胶、 皮革和纺织品 (7.6％ )、 木 材 (5.6％ )、 庭院废弃物 (yard trimmings)(12.8％ )、 食品废渣 (12.5％ )、 其它 (3.2％ )。 以色列报告 2005 年的相似分析 ： 有机物质 (40％ )、 塑料 (13％， 主要是热塑性塑料 )、 纸板 (8％ )、 纸张 (17％ )、 纺织品 (4％ )、 一次性尿布 (5％ )、 其它 (7％ )、 玻璃 (5.3％ ) 和金属 (3％ )。这些百分比是平均值并且实际有地域差压， 但显然， 这些废物中的主要组分是塑料 和纤维类材料， 例如木材和来源于木材的组分， 例如纸张、 绵纸、 纸板等。 MSW 通常含有水分。 在废物中的热塑性 ( 塑料 ) 组分包括例如聚烯烃、 聚苯乙烯、 聚氯乙烯、 聚对苯二 甲酸乙二醇酯、 聚丙烯腈、 聚丁二烯、 聚苯乙烯、 聚碳酸酯、 尼龙等。 热固性塑料构成正常 MSW 的非常小的一部分， 但可以是废物流 (waste stream) 的部分。
     在 此 公 开 的 复 合 材 料 具 有 独 特 的 热 塑 性。 在 此 使 用 的 术 语 “热 塑 性 质 (thermoplastic properties)” 指代固体或实质上为固体的材料在加热后变成热可流动材 料 (hot flowable material)( 柔软、 可延展、 可模塑、 可再模塑和可挤出、 可焊接的材料 )， 并在充分冷却时可逆地凝固的性质。 该术语也表明该材料具有其变为热可流动材料的温度 或温度范围。该性质类似于热塑性塑料自身具有的性质。
     根据本发明， 废物是基本上未经分类的废物 (SUW)。在下文中， 术语 “基本上未经 分类的废物” 或 “SUW” 用来表明未分类的废料 ( 包括固体 )， 例如原态获得的废料， 即以其 在固态废物管理设施或在废物堆或从填埋场接收时的形式 ； 或在加工前一种或多种组分可 选地选择性从其去除的废料。 这样的组分通常是作为再循环材料或物品具有经济价值的废 料， 其尚未在废物源经再循环而去除。 这样的组分可包括而不限于金属零件尤其是电池、 铝 和铁、 玻璃、 陶瓷、 纸张、 纸板和塑料容器如瓶子、 储存碗， 商业的塑料即可烹调容器等。通 常， 用于随后加工从而产生本发明的复合材料的 SUW 构成按重量计至少约 80 ％的原废料 (original material)， 且有时构成高于 90％甚至是 95％的废料原重量 ( 即， 从未分类废 料去除的组分分别构成多达约 20％、 多达约 10％和多达约 5％的未分类的原废料 )。为清 楚起见， 应当指出的是，％含量， 在参照未分类或 SUW 获得时， 指的是排除水的基于总干重 (total dry basis) 的各个相对含量 (w/w)。
     根据本发明， 使用的 SUW 可以在加工之前作为湿材料 ( 即， 包括水和 / 或水分 ) 接
     收， 或可作为干材料接收。可通过将废物放置在户外或允许其在干空气流下、 在炉室中干 燥， 或通过将液体压榨出， 来实现干燥。 在本发明的情况下， 干燥包括去除至少 50％的水分， 有时 60％、 70％、 80％、 90％， 甚至有时多达 95％的 SUW 中初始含有的水分。注意不必须去 除 100％的水分， 并且在一些应用中甚至优选一些水保留在 SUW 中， 以便制备复合材料的随 后程序。通常， 在干燥之后获得、 并用于制备在此公开的复合材料的 SUW 具有水， 并可选具 有其它挥发性液体例如乙醇， 含量在约 1％和约 11％的范围中。尽管不希望受理论束缚， 但 当前据信残留的剩余含水量在发生干燥或半干燥 SUW 转变为本发明的复合材料的化学过 程中起作用。
     如上面陈述， SUW 通常是城市固体废物， 并可包括人和动物活动产生的例如固体、 半固体和 / 或流体材料， 并可源于城市废物、 工业废物 ( 例如化学品、 涂料、 塑料、 沙子等 )、 农业废物 ( 例如农场动物肥料、 农作物残余 )、 淤泥， 并可以是包括危险材料的废物等。废 物可以是可分解的可燃废物， 例如纸张、 木材、 织物或不可燃废物， 例如金属、 玻璃、 沙子和 陶瓷。废物也可源于填埋场， 包括旧填埋场。本发明的益处之一是减少填埋场的内容物 (contents)， 从而生产有用产物， 同时减少填埋场体积。
     本发明的复合材料可包含在复合材料的约 0 和约 40％之间范围中的塑料， 然而通 常不超过约 35％或甚至约 30％。在一些实施方式中， 塑料的量可以是至少 1％、 3％、 5％、 10％或 15％ ； 在一些实施方式中， 塑料材料可以是小于 30％、 25％或甚至小于 20％的量。
     在一些实施方式中， 复合材料可包含至少约 10％有机物质 ( 除合成的聚合材料之 外 )， 通常至少约 15％、 约 20％、 约 25％、 约 30％、 约 35％或甚至约 40％ ； 在一些实施方式 中， 复合材料可包含多达约 90％， 通常少于约 85％、 约 80％、 约 75％或甚至少于约 70％的有 机物质。
     根据一些实施方式， 复合材料包含至少约 1 ％、 约 2 ％、 约 5 ％、 约 10 ％或至少约 15％的无机物质 ； 按照一些实施方式， 复合材料包含少于约 50％、 约 40％、 约 30％或甚至少 于约 20％的无机物质。
     有时， 可通过在制备复合材料期间或在其形成之后添加某些组分 (constituents) 到所述材料中， 来微调复合材料的性质。 非限制性实例是可吸收一些挥发物， 并由此去除一 些恶臭的活性碳。有时可用一些废物起源的材料补充 SUW。有时可用再循环材料或未用材 料 (virgin material) 补充废物。
     有机材料可包括而不限于曾经或目前有生命的任何材料， 例如园地废物 ( 叶子、 草屑 (grass clippings)、 树枝、 干草、 花、 锯屑、 木片 (woodchips) 和树皮 )、 食品废物 ( 水 果、 蔬菜、 谷物、 肉类、 蛋壳、 骨头、 油、 脂肪或乳制品 )， 以及其它 ( 纸张、 粪便、 灰尘、 头发、 木 灰 )。由于复合材料包含有机材料， 因此其固有包含与合成来源的材料相比， 只有生物来源 的材料才有的特点， 例如 DNA、 蛋白质、 叶绿素和高含量钾、 氮和磷等。
     尽管复合材料通常包含在约 10-30％范围中的塑料材料， 但本发明的复合材料也 可用在此描述的方法， 在没有任何塑料物质的情况下制备。 例如， 本发明人发现， 在约 200℃ 的温度挤出玉米粉或有机废物 ( 没有塑料 ) 的产物， 在至少约 100℃的温度是可流动材料。 在少至 10％重量的塑料与有机废物混合时， 挤出物可通过注塑进一步加工， 从而获得具有 与从 SUW 获得的复合材料相似机械性质的复合材料。
     如在此使用的， 术语 “塑料” 应理解为具有本领域技术人员通常已知的意义。该塑料材料通常包含而不限于塑料材料， 例如合成聚烯烃 ( 例如， 高密度聚乙烯 (HDPE)、 低密度聚乙烯 (LDPE)、 聚丙烯 (PP))、 聚对苯二甲酸酯乙二醇酯 (PET) ； 聚苯乙烯 (PS)( 包括高冲聚苯乙烯， HIPS)、 坚硬 (rigid) 且增塑 (plasticized) 的聚氯乙烯 (PVC)、 ABS( 丙烯睛 - 丁二烯 - 苯乙烯 )、 PU( 聚氨酯 )、 聚酰胺 (PA) 和乙烯 - 乙烯醇共聚物 (EVOH， ethylene vinyl alcohol copolymers)。
     本发明的复合材料中的有机材料包含有机纤维。 尽管术语 “有机纤维” 可理解为包 括天然有机纤维与合成 ( 人造 ) 纤维， 但其在此用来主要表明包含全部源自天然来源的纤 维素、 半纤维素和 / 或木质素及其组合。有时通过术语 “木质纤维素生物质” 指代纤维素、 半纤维素和木质素的组合。应理解在本发明的情况下， 术语 “木质纤维素” 具有本领域技术 人员通常已知的意义。可存在的其它类型的有机纤维是粘胶 ( 纤维胶， viscose)、 纤维素和 改性纤维素。
     根据本发明的一个实施方式， 复合材料具有高于约 35 达因 /cm， 优选高于约 40 达 因 /cm， 甚至更优选高于 45 达因 /cm 的表面能。为了进行比较， 聚乙烯的表面能为约 35 达 因 /cm， 并且聚丙烯的表面能为约 31 达因 /cm， 以及聚四氟乙烯 (PTFE/ 特氟隆 ) 的表面能 为约 18-20 达因 /cm。
     应充分理解的是， 为使两种材料相互粘合， 其表面能 ( 表面张力 ) 应相似。
     即， 在高表面能材料上， 极性材料散布到薄层 ( 或 “浸湿 (wet-out)” ) 从而确保更 强的粘结 (bond)。 本发明的复合材料具有高于聚烯烃的表面能。 本发明复合材料的相对高 表面能容许在其表面与其它极性物质， 例如涂料、 粘合剂、 木材、 各种石料等的强相互作用。
     在一个实施方式中， 本发明的复合材料具有高于约 1.2g/cm3， 通常在 1.2-1.7g/ 3 cm 范围中的密度。
     本发明的复合材料也可通过其弹性拉伸模量 ( 有时也通过术语弹性模量或拉伸 模量指代 ) 表征。一般通过将力施加到材料时该材料对弹性 ( 即， 非永久 ) 变形的抗性来 限定弹性拉伸模量。需要的力越高， 那么该材料就越具刚性。通常， 复合材料具有高于约 600MPa 的弹性拉伸模量。因此， 在形成具有形状例如棒杆、 厚板等的结构时， 本发明的复 合材料的特征为， 具有与其它刚性热塑材料， 例如聚苯乙烯、 聚碳酸酯、 聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、 聚乙烯等的刚度相当的刚度 (stiffness)。
     本发明的复合材料的特征还可为以下特性中的一种或多种 ：
     - 拉伸强度， 即在拉伸下材料失效或持久变形的应力。通常， 本发明的注塑复合材 料的拉伸强度在高于约 5MPa、 6MPa、 7MPa， 甚至高于 8MPa ；
     - 挠曲强度 ( 有时也通过术语弯曲强度指代 )， 即在材料破裂时刻施加到材料的应 力。 通常， 本发明的注塑复合材料的挠曲强度高于约 7MPa、 高于约 9MPa， 甚至高于约 11MPa。
     - 挠曲模量， 指代在挠曲中材料的刚度， 即其对由于施加力而 ( 发生 ) 变形的抗 性。通常， 本发明的注塑复合材料的挠曲模量高于约 2000MPa、 高于约 3000MPa， 甚至高于约 3500MPa。
     - 冲击强度 ( 缺口悬臂梁 )， 指材料耐受冲击负载 (shock loading) 的能力。 通常， 本发明的注塑复合材料的冲击强度高于约 12J/m， 高于约 13J/m、 15J/m， 甚至高于约 17J/m。
     - 摆锤冲击 ( 摆锤 V 形缺口试验 )， 指代在挠曲冲击下破坏试样需要的每单位面积 的能量。通常， 本发明的注塑复合材料的摆锤冲击高于约 1.5KJ/m2、 1.6KJ/m2、 1.7KJ/m2 或甚至 1.8KJ/m2。
     在金属保留在 SUW 中并且未在进一步加工之前去除的情况下， 包括拉伸强度、 挠 曲强度、 挠曲模量、 冲击强度和摆锤冲击的机械性质可改善。 也可通过制造工艺的细节来变 更机械参数。因此可微调工艺参数从而产生在上面限定的范围内数量上不同的机械性质。 应注意机械性质测量值有时也可因测量设备的不同而稍微改变。
     - 气味成分 ( 气味状况， odor profile)( 挥发物成分 )， 指代复合材料中存在的挥 发性化合物的混合物， 其从复合材料释放， 并贡献复合材料的特定气味。 气味成分可如下面 描述通过顶空 GCMS 试验确定。挥发物成分的每种化合物都可以变化的量存在， 但不小于顶 空 GCMS 试验中的可检测量。通常， 本发明的复合材料的挥发物成分包含作为塑料和有机废 物气味成分的一部分的多种典型化合物， 以及只有包含丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚的复 合材料才有的若干其他化合物 ( 除非存在气味吸收剂 ) 的组合。尽管如此， 然而作为有机 废物或塑料的挥发物成分的通常组分的若干化合物不存在于复合材料的挥发物成分中， 例 如二甲基二硫化物 (dimethyldisulfide)、 2- 戊基呋喃 (2-pentyl furan)、 苯甲醛和柠檬 烯 (limonene)。应注意， 可通过添加气味吸收剂， 或通过改变反应条件温度、 SUW 中初始含 水量或通风， 改变这些挥发物成分。
     根据本发明的复合材料通常通过 SUW 的加工获得。在一个实施方式中， SUW 包含 有机材料和塑料。
     根据本发明， 发现新颖复合材料具有深色。 不受理论束缚， 似乎深色关联与粘合到 复合材料其它组分的某组分或多个组分相关。应理解， 在本发明的情况下深色是指复合材 料吸收全部或几乎全部波长的可见光谱， 或， 换言之， 不发射或反射可见光谱中任何部分或 几乎任何部分的光。
     应注意， 在通过各种分馏技术分馏为组分时， 深色组分 ( 一种或多种 ) 看起来仍然 与多种分馏产物相关。
     不希望受理论束缚， 深色似乎是在复合材料形成期间， 各种食品残留物的反应或 在各种食品残留物之间反应的结果。
     根据本发明的实施方式， 在以展现具有大于约 0.1μm 尺寸结构的放大率查看时， 具有热塑性的复合材料具有基本上连续的介质。 术语 “基本上连续的介质” 应理解为指代没 有可检测的显著缝隙 ( 空隙 ) 的密集紧制的含微粒介质。例如， 在切割材料并在显微镜， 通 常为电子显微镜下查看切片时， 以展现大于约 0.1μm 尺寸结构的放大率没有观察到缝隙。 应理解， 基本连续的含微粒介质可含有一些空隙， 例如残存 ( 陷获， trapped) 气体、 残存水 蒸气的空隙、 在固体微小微粒之间形成的缝隙等。 连续介质通常也包括微粒， 并且介质的其 它材料随后围绕微粒紧密压制 ( 紧制， compact)， 以前述放大率基本上没有缝隙。应注意， 多个微粒是纤维状。在一个优选实施方式中， 基本上连续的介质包含贯穿该介质基本上均 匀分布的材料微粒。
     术语 “基本上没有缝隙” 应理解为意指以所述放大率看见少数缝隙或仅看见小缝 隙。应理解以较高放大率可看见一些另外的缝隙。此外， 不希望受理论束缚， 这样的紧密相 互作用可归因于本发明的物质新颖成分的表面粘性。
     根据本发明的另一实施方式， 复合材料在低于具有相对低熔点的商业热塑材料 ( 例如高密度 (HD) 或低密度 (LD) 聚乙烯 (PE)) 的流动温度的温度下流动。根据本发明的一些实施方式， 新颖复合材料在低于 130℃， 有时在低于 125℃、 120℃、 115℃、 110℃， 且甚 至偶尔在低于 105℃、 100℃、 95℃或 90℃的温度下变为可流动材料 ( 可模塑、 可延展、 可再 模塑、 可挤出等 )。这意味着本发明的复合材料可初始形成球团等， 并在进一步加工为通常 物品之前储存。进一步加工可包括注塑、 压塑或其它物品制作工艺。进一步加工也可包括 使未用塑料 (virgin plastic) 或再循环塑料与可以是球团形式或任何其它合适形式的复 合材料混合。然后该混合物可形成有用物体。
     根据本发明的另一方面， 提供加工废料的方法， 包括 ： 干燥并微粒化包含有机材料 和塑料的基本上未经分类的废物 (SUW)， 从而获得干燥微粒废料 ； 在剪切力下加热干燥微 粒废料到至少约 100℃， 优选高于 115℃、 120℃、 125℃及更高的材料温度 ； 借此获得并收集 具有热塑性的产生的复合材料。 通常需要充分的剪切、 混合与时间， 以便允许全部废物整体 达到表示的温度。因此通常优选添加热量以进行加工， 而不是单独依赖剪切和混合导致的 摩擦加热。因此， 根据一个实施方式， 在受到高剪切力例如使用螺杆挤出机获得的剪切力 时， 加热干燥微粒废料到约 100℃和 240℃之间的温度， 并优选加热到约 120℃和 220℃之间 的温度， 或 180℃和 220℃之间的温度， 如在下文中更详尽描述的。
     如上面表示的， 术语 “干燥微粒” 意思是尺寸减小， 并且至少一些量的挥发性液体 ( 即， 在 20℃具有至少 15mmHg 蒸汽气压的液体， 例如水和乙醇 ) 已经从其中去除的废物。 术 语 “干燥微粒” 不应解释为描述完全干燥的微粒。相反， 发现为了生产具有如在此描述性质 的复合材料， 经常要求在微粒中维持某种水平 ( 例如高于 1％ ) 的水。从 SUW 去除的液体量 可针对最终获得的复合材料的预期应用进行控制和微调。 微粒化可在干燥之前进行或反之 亦然， 并且干燥步骤可包括干燥、 微粒化、 进一步干燥和进一步微粒化等的顺序。在一些实 施方式下， 每个都包括微粒化程序和干燥 ( 以该次序或相反次序 ) 的少数循环的顺序可以 是有用的， 从而产生初始加工的 SUW， 其可用作制备本发明的复合材料的起始材料， 其中具 有微调的含水和 / 或其它挥发性液体量。
     在本发明的情况下， 认为干燥微粒在剪切力下在高于 130℃的温度加热时是无菌 微粒， 意味着在废物中含有的微生物， 例如病菌、 病毒和细菌被杀死。
     SUW 的微粒化 ( 在干燥时或在干燥前或在干燥后 ) 可通过制粒、 粉碎、 剁碎、 切块、 切割、 压碎、 破碎、 研磨等发生。本领域各种器件可用于使废料微粒化， 例如粉碎机、 研磨 机、 切片机和制粒机。由于在 SUW 中存在金属、 玻璃、 泥土和石头， 因此优选使用鲁棒材料 (robust materials) 例如不锈钢或钛制作的刀刃或板件。通常， 在剪切力下加热干燥微粒 化废物在混配机 (compounder) 中发生， 其包括而不限于挤出机、 内混机 (internal mixer) ( 密炼机 (Banbury))、 混捏机 (co-kneader)、 连续混合机等。 优选混配机提供充足的剪切和 混合时间， 因此在冷却后收集的复合材料是遍及复合材料的整体 / 主体基本上均匀散布的 物质。
     挤 出 机通 常包含加 热的机 筒 (heated barrel)， 其含 有 在其中 旋 转的单 个 或 多个螺杆。在使用多于单个螺杆时， 该螺杆可同向旋转或反向旋转。螺杆可相互啮合 (intermeshing) 或不相互啮合。挤出装置可以是单挤出机， 或多个挤出机的结合 ( 例如在 串联式挤出中 )， 挤出机可以是塑料工业中已知的挤出机中的任何一种， 包括而不限于单 螺杆挤出机、 锥形双 ( 螺杆 ) 挤出机 (tapered twin extruder)、 双锥单 ( 螺杆 ) 挤出机 (tapered twin single extruder)、 双螺杆挤出机、 多螺杆挤出机。在本发明的情况下， 特定类型挤出机是单螺杆挤出机。在一些实施方式中， 挤出机配备排气区 (venting zone)。 在一些实施方式中， 挤出机的喷口 ( 喷嘴， nozzle) 在挤出加工期间被冷却。
     在一些实施方式中， 微粒化也包括从微粒化的物质中分离有经济价值的元素， 和/ 或如上面讨论包括再循环材料或物品， 例如电池、 铝和铁、 玻璃、 陶瓷、 纸张、 纸板等。 可通过 使用合适的筛子、 磁力分离器、 涡流分离器、 浮选系统等从微粒物质分离这样的元素。
     根据一些实施方式， 产生的复合材料可再加热到高于 100℃、 高于 130℃， 甚至高 于 180℃的温度 ( 在该温度下， 其变为柔软、 可流动的物质 )， 然后该材料可挤出、 再成形、 再 模塑等为期望形状。例如， 以这种方式， 可制造限定构造的物品。例如可通过进一步加工复 合材料， 制备例如花盆、 住宅壁板、 甲板材料、 地板、 家具、 层压板、 托盘、 化粪池等。
     在一个实施方式中， 产生的复合材料可在剪切力下再加热多于一次， 从而产生具 有在描述范围中的性质的复合材料。 进行重复剪切和加热步骤的条件可相同于或不同于在 前述剪切和加热中应用的条件。无论如何， 在上面描述的条件范围下进行该重复。
     各种添加剂、 填料等可添加到再加热的复合材料 ( 或甚至在干燥微粒在剪切力下 加热时 )， 从而赋予冷却之后最终获得的物品某些期望的性质。填料的实例可包括而不限 于沙子、 矿物、 再循环轮胎材料、 混凝土、 玻璃、 木片、 热固材料， 其它热塑聚合物、 砾石、 金 属、 玻璃纤维和微粒等。这些填料可源于再循环产物， 然而也可采用未用的材料 (virgin material)。可添加其它添加剂， 从而改善复合材料的外观、 质地、 或香味， 例如着色剂、 气 味掩蔽剂 ( 例如活性碳 )、 氧化剂 ( 例如高锰酸钾 ) 或抗氧化剂。但注意， 实现本发明的复 合材料的性质及其潜在应用不需要使用粘结剂或增塑剂， 尽管这些可在一些实施方式中添 加。
     在本发明的某些实施方式中， 也提供制备具有限定形状的物品的方法， 借此废物 优选 PUW 以如上面限定的方式加工 ； 然后在维持高于 100℃的产生材料的温度， 或接下来再 加热材料到高于 100℃的温度的同时， 该材料模塑从而呈现期望的构造。在一些实施方式 中， 该方法可包括制备包含相互粘合的两种或更多材料的物品， 从而形成层压板等。
     根据本发明的另一实施方式， 新颖复合材料可在物品制造中自身用作填料或添加 剂， 从而添加到例如包含例如未用塑料或再循环塑料的热塑热熔体 (hot melt) 中。发现在 本发明的新颖复合材料用作未用塑料的添加剂时， 可为填充和冷却塑模使用较少能量来模 塑产生的材料。 因此相信使用本发明的复合材料可在各种最后产物的制造工艺中减少加工 时间和能耗。
     本发明的复合材料和通过混合该复合材料与塑料获得的材料可因此通过本身已 知的各种工业工艺加工， 从而形成各种半成品或成品。非限制性实例包括建筑材料、 板条 (panels)、 板材、 托盘、 壶罐、 植物生长培养基的组分， 以及其他多种。在这样的半成品或成 品中， 本发明的复合材料可以是单独组分， 或可以在与其它材料的混合物中。根据本发明， 该产物也可包括相互粘合的层压板， 其中至少一层包含本发明的复合材料。这样的多层结 构可通过两种或更多材料 ( 一种是本发明的复合材料 ) 的层压、 共压延、 共压缩、 共挤出或 串联式挤出获得， 以便形成多层产物。
     本发明也提供紧制废料的方法， 该方法包括干燥和微粒化 SUW 例如 MSW， 其包含有 机材料和塑料， 从而获得干燥微粒废料 ； 在剪切力下加热干燥微粒废料到至少约 100℃， 优 选高于 130℃的温度， 从而获得产生的材料 ； 以及制备产生的材料的块体。在这样的压实中， 该材料可用成批或连续方式加工， 并形成块体或其它形状。 典型的实例是通过挤出加工 废料。
     在另一实施方式中， 复合材料， 尤其是基本为金属和无玻璃的复合材料可燃烧从 而提供能量源 (energy source)。
     根据本发明的另一方面， 提供制备在室温下具有以下一种或多种性质的加工材料 的方法 ：
     - 在低于约 120℃的温度具有从固态到流态的相变 ( 即， 其中材料在一定程度上失 去其刚性， 变得较软并可形成以便改变状态而不损坏的状态 )，
     - 具有高于约 1.2g/cm3 的密度，
     - 具有高于约 35 达因 /cm 的表面能，
     - 具有高于约 1mg/g 的钾含量，
     - 具有高于约 4MPa 的拉伸强度，
     - 具有高于约 600MPa 的弹性拉伸模量 ( 拉伸模量 )，
     - 具有高于约 800MPa 或 1000MPa 的挠曲模量，
     - 具有高于约 7MPa 或 10MPa 的挠曲强度， - 具有高于约 12J/m 的缺口 ( 悬臂梁 ) 冲击强度，
     - 具有高于约 1.5KJ/m2、 1.6KJ/m2、 1.7KJ/m2、 1.8KJ/m2 或 2.0KJ/m2 的摆锤冲击，
     - 释放包含丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚中的一种或多种的挥发性化合物。 这些挥 发物具有可通过添加吸收剂例如活性碳而控制的特有气味。
     根据本发明的该方面， 该方法包括干燥并微粒化包含有机材料和塑料的基本上未 经分类的废物， 从而获得干燥废料， 以及在剪切力下加热干燥微粒废料到至少约 100℃， 优 选高于 130℃的温度， 由此获得加工材料。
     本发明也提供紧制 (compacting) 废物的方法， 包括 ： 干燥并微粒化包含有机材料 和塑料的基本上未经分类的废物， 从而获得干燥微粒废料 ； 在剪切力下加热干燥微粒废料 到至少 100℃的温度， 从而获得产生的材料 ； 以及制备产生的材料的块体。
     非限制性实施例的详细描述
     实施例 1 ：
     将家庭废物加工为复合材料
     加工设备
     在以下工艺中采用各种器件和系统。应理解， 尽管器件中的一些是由本发明人建 造的， 但其全部基于常规器件。 这些包括粉碎机、 单螺杆挤出机、 混配机 ( 密炼机 )、 注塑机、 压塑成型机 (compression molding press) 以及其中材料经受剪切和 / 或加热的任何其它 机器， 例如制粒机、 压丸机 (pelletizing press)、 磨粉机 (mill) 等。
     在以下实施例中采用两台单螺杆挤出机。第一台是自设计 (self-designed) 挤 出机 ( 螺杆直径 ： 70mm， 螺杆长度 ： 2650mm， 螺杆到机筒的间隙 ： 0.1mm， 模具 (die) 和适配器 (adapter) 长度 190mm， 模具开孔直径 ： 10mm)， 并且第二台是 Erema RM 120TE( 螺杆直径 ： 120mm， 螺杆长度 ： 4000mm， 螺杆到机筒的间隙 ： 0.1-0.2mm， 模具和适配器长度 370mm， 模具 开孔直径 ： 50mm)， 两台挤出机都具有排气区 (venting zone)。
     程序
     (i) 挤出物 I 的制备
     从私人家庭收集的基本上未经分类的废物 (SUW) 在配备钛刀刃的粉碎机中粉碎， 然后研磨成尺寸在几微米到几厘米之间的微粒。研磨的微粒然后风干几天， 在干空气流下 干燥， 直到去除至少一些但不是全部液体 ( 在此称为术语 “干燥微粒” )。干燥微粒装入单 螺杆挤出机， 该挤出机设定在沿挤出机高于 150℃ -180℃但不高于 210℃的温度。 挤出机中 螺杆的转速为 60-90rpm。 微粒化的材料在挤出机中加工少于约三分钟的停留时间。 挤出物 冷却到室温 ( 此处为 “挤出物 I” )。挤出物的目视检查表明其含有具有高于加工温度的熔 点的纤维材料和基质 ( 例如玻璃和金属 )。
     (ii) 挤出物 II 的制备
     从私人家庭收集的基本上未经分类的废物 (SUW) 在配备钛刀刃的粉碎机中粉碎， 然后研磨成尺寸在几微米到几厘米之间的微粒。研磨的微粒然后筛分从而收集直径在 100-200mm 范围中的微粒。 该 100-200mm 微粒流经过磁体， 其去除 SUW 中至少一些原有的磁 性金属内容物。在磁性金属分离之后， 剩余微粒流再次研磨并筛分， 从而获得具有近 20mm 尺寸的微粒。 研磨的微粒然后风干几天， 在干空气流下干燥， 直到去除至少一些但不是全部 液体， 从而获得干燥微粒。干燥微粒装入单螺杆挤出机 (Erema 或自制挤出机 (home-made extruder))， 该挤出机设定在 180℃的温度和约 50rpm 的转速。微粒化材料在挤出机中加 工约 3 分钟到约 5 分钟的停留时间。对挤出机喷口进行冷却以增大压力和挤出机中的剪切 力。挤出物冷却到室温 ( 这里为 “挤出物 II” )。有时挤出物的目视检查表明其含有熔点高 于加工温度的的纤维材料和基质 ( 例如玻璃和金属 )。
     模制品、 颗粒和试样的制备
     挤出物 ( 挤出物 I 或挤出物 II) 在冷却之前经受热压塑， 或在其冷却之后受到冷 压塑。有时， 对挤出物进行制粒 ( 本文为 “颗粒” )。
     进一步可替换地， 在指出时， 颗粒经受注塑、 旋转模塑或压塑， 从而获得试样 ( 本 文为 “试样” )。
     挤出物及其加工变型 ( 即， 颗粒和试样 ) 具有独特深色， 并发现其出乎意料地具有 刚性。
     实施例 2 ：
     复合材料的表征
     成分分析
     1. 在有机溶剂中萃取挤出物 I
     使用不同溶剂使挤出物 I 受到一系列连续萃取， 其中每个萃取的馏分都然后通过 各种光谱技术分析 ； NMR(Avance 200 和 400MHz 仪器 )、 IR、 TGA、 元素分析和 ICP( 其结果没 有示出但在下面讨论 )。
     图 1 概述萃取步骤。具体地， 10g 的制备挤出物在二甲苯中于 Soxhlet 抽提器 (Soxhlet apparatus) 中回流 24 小时。在套管中剩余 7.1g 的不可溶材料 ( 第一残留物 )。 滤液萃取物 ( 第一萃取物 ) 为绿色。在冷却到室温 (RT) 时形成沉淀物 ( 第二沉淀物 )。在 过滤和干燥沉淀物时这产生灰色薄片 (2.0g)。第二滤液蒸馏从而去除二甲苯， 在烧瓶中留 下绿色薄片残留物 (0.8g)。 分析 (FTIR， Bruker alpha P Instrument)、 NMR(Avance 200 和 400MHz 仪器 )、 和元素分析 (Spectrolab， 根据用于纤维和木质素的 AOAC 国际方法 973.18，Rehovot) 表明灰色薄片主要是聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯。二甲苯从第二滤液蒸发， 从而 产出 0.8g 绿色薄片。分析 ( 根据在上面描述的技术 ) 表明这些绿色薄片包含高冲聚苯乙 烯 (HIPS)、 氧化 PE， 以及一些微量的叶绿素变性剂。
     进一步加工源自用二甲苯萃取回流的不可溶第一残留物。具体地， 在 Soxhlet 抽 提器中， 第一残留物在三氯乙醇 (TCE) 中回流 20 小时。产生的第三不可溶沉淀物通过过滤 去除， 产出 3.76g 的黑色结块状紧制体 (“黑色结块 (A)” )。
     在 TCE 中的回流也产生使之冷却到室温 (RT) 的第三可溶滤液。结果， 形成第四沉 淀物和第四滤液。第四沉淀物也具有黑色结块的外观 (“黑色结块 (B)” ) 并称重 1.15g。 TCE 蒸发掉第四滤液， 从而产出 2.55g 的黑色粉末。 从第四滤液接收的黑色粉末和从第三与 第四沉淀物接收的黑色结块识别为包含木质素、 纤维素和可溶性纤维 ( 根据在纤维素和木 质素之间区分的用于纤维和木质素的 AOAC 国际方法 973.18， 进行纤维素和木质素分析 )。
     如通过 ICP 试验确定， 热重分析 (TGA， TA Instruments TGA 2050) 分别展现第四 滤液、 第四沉淀物和第三沉淀物的每个中 10％、 48％和 31％的不可燃残留物， 其归因于硅 石、 金属、 泥土和原先在废物中的其它无机物质。 对非萃取未分类废物的 TCA 分析给出 24％ 的不可燃残留物值。
     使用 FTIR、 NMR、 元素分析等确定挤出物的成分。该结果示出其含有约 28％塑料、 约 55％纤维素材料和约 20％金属玻璃， 以及纤维素之外的生物质。
     2. 在热水中萃取挤出物 I
     对挤出物 I 的不同样品进行热水萃取， 其中混凝土和凝灰岩 ( 火山灰 ) 用作对照。 具体地， 挤出物、 混凝土或凝灰岩进行水回流 24 小时， 其后在水中测量以下参数 ： 总有机碳 (TOC) ； 溶解有机碳 (DOC) ； 总溶解固体 (TDS) ； 总有机卤化物 (TOX) ； 苯酚指数 (PI) ； 多环芳 香烃 (PAH) ； 苯 / 甲基苯 / 乙基苯 / 二甲苯 (BTEX) 和阴离子。分析结果在表 1 中提供。
     表1
     热水萃取的分析
     发现的主要阴离子是 Cl-、 F-、 NO3- 和 SO4
     nd ＝未检测到
     另外， NMR 和 FTIR 提供羧基存在的证据， 不受理论束缚， 羧基可源于聚丙烯酸钠降 解产物、 源于尿布或得自天然来源的羧酸 ( 例如， 源自水果的抗坏血酸、 归于糖发酵和氧化 的乙酸 )。
     3. 在热水中萃取后挤出物的离子含量
     也使用电感耦合等离子体 (ICP) 元素分析， 确定在热水中萃取后的挤出物 I 和 II( 通过浓硝酸消化， 并暴露于 650 瓦微波辐射 10 分钟 ) 或颗粒的无机含量， 并且结果在表 2 中示出。未处理薄片用作对照。
     24表2 在挤出物 I、 挤出物 II 和挤出物 I、 颗粒、 混凝土和凝灰岩的热水萃取物中的无机含量
     25
     Ca 32 24.7 0.75 1.06 0.63 0.24 0 0.12 0 0.16 0.23 0.01 0.14 3.84 0.01 1.89 0.37 0.04 0.01 0.48 0.01 0.36 6.54 27.8 10.5 2.19 2.47 0.07 0.15 0 0 4.4 7 13.9 5.64 6.14 0.66 1.01 0.02 0.12 0 0 Fe Na Al K Mg P Zn 0.36 0.36 0 0.01 0 0 Si 71.3 7.47 0 0 0 0 S 0.74 1.12 0.13 0.02 0.58 0.06102348514 A CN 102348533样品挤出物 I(mg/g)挤出物 II(mg/g)说挤出物 I 的热水萃取物 (mg/g)明发现两种挤出物和颗粒具有在每克挤出物或颗粒毫克钾范围中的相对高的钾含 量。两种挤出物和颗粒分别具有 5.64mg/g、 2.19mg/g 和 1.32mg/g 的钾含量 ( 该差别或许26颗粒的热水萃取物 (mg/g)书混凝土的热水萃取物 (mg/g)凝灰岩的热水萃取物 (mg/g)22/36 页102348514 A CN 102348533说明书23/36 页由 SUW 的不同来源引起 )。 由此表明该高钾含量能够作为本发明产物的特点， 这是由于在由 未用的合成聚合物生产的产物中不会预期发现该相对高钾含量。 两种挤出物之间的主要差 别在于它们展示的硅含量， 其可归因于用来制备挤出物 I 样品的成批 SUW 中沙子的量较高。
     4.DNA 分析
     在复合材料中检测 DNA。 为此， 使用粪便 DNA 提取试剂盒 (extraction kit)( 韩国 的 Bioneer) 从取自 (1) 干燥制粒 SUW 和 (2) 研磨挤出物 II 的 50mg 样本中提取 DNA。样品 (1) 取自干燥制粒挤出物 II ； 样品 (2) 是阳性对照 ； 样品 (3) 是阴性对照， 以及样品 (4) 取 自干燥制粒 SUW。这些样品然后与 PCR 预制品 (ready) 混合并插入 PCR( 仪 ) 中。来自每个 样品的 DNA 提取物用溴化乙锭 (EB) 染色， 然后进行凝胶电泳。用峰值波长 340nm 的紫外光 反向照射该凝胶， 并且在 610nm 的峰值波长观察双链核酸产生的荧光。
     列 1-4 分别对应样品 (1)-(4)， 并且列 M 是 DNA MW 基准。图 2 示出二者都源于含 有 DNA 的 SUW 的样品 (1) 和 (4)。没有观察到关于含有阴性对照的样品 (3) 的 DNA 证据。 事实上本发明的产物 ( 含有 DNA 的样品 (1)) 可用作区分源自 SUW 的产物和从分类废物获 得的产物的特点 ( 指纹， fingerprint)。仅可在未分类家庭废物中发现的生物物质 ( 例如 已知存在于废物发酵中的食品、 植物、 肉类残余和微生物 ) 可以是该类 DNA 的来源。 挤出物 I 的物理分析
     1. 热重分析 (TGA)
     在 TGA2050 热重分析仪 -TA Instruments， TGA 2050 上以 20C/min 的加热速率在 大气环境中进行测量。样本取自从两个不同的批次生产的注塑产物 ( 系列 1) 和压塑产物 ( 系列 2)。对样本进行粉末化并以给定加热速率进行 TGA 试验， 其测量作为温度函数的任 何重量损失 ( 例如蒸汽、 燃烧等的结果 )。
     在示出重量损失％对温度曲线的图 3 中示出结果， 并且在图 4 中示出重量损失 / 温度的一阶导数， 作为温度的函数 ( 随温度变化 )。图 4 中在 170、 320℃示出的峰值对应天 然有机物质 ( 例如纤维素 )， 并且在 360、 450、 485、 510 和 535℃的较高温度峰值是合成聚合 物的典型特点。另外， 总是具有不蒸发或变为二氧化碳的残留无机馏分 (20-25％ )。在图 3 和 4 中注塑产物和压塑产物的 TGA 曲线略微不同， 主要在于在 360、 450 和 485℃的峰值的 峰比率 (peak ratio)， 而压塑产物完全失去在 510℃的峰值。这些差别是在两批之间的塑 料成分 ( 例如 PP、 PE 等 ) 差异的结果。
     2. 各种物理特性的测量
     通过已知技术对试样进行一系列分析， 以便确定其物理性质， 包括密度、 表面能 ； 粘附力、 热膨胀系数、 比热、 吸水率、 极限氧指数 (limiting oxygen index)、 无机元素含量。
     通过测量平面直角的尺寸从而获得体积， 并使用 Mettler 分析天平称重， 从而确 定密度。密度是以克作为单位的质量除以立方厘米作为单位的体积 (g/cc)。
     根据在 ASTM D2578-84 中描述的程序进行表面能测量。
     使用各种粘合剂， 包括环氧树脂、 氰基丙烯酸酯、 橡胶粘合剂、 聚酯粘合 剂测试对注射条 (injected strip) 表面的粘附力以及对聚氨酯涂料表面的粘附力。具体 地， 将各种粘合剂应用在多片铝箔分别放置在其上的各个挤出物的表面上。将铝箔至挤出 物和铝箔薄条的粘附按压到粘合剂上， 因此未粘合的铝条尾部留下来。在干燥 24 小时之 后， 拉扯铝箔尾部， 从而尝试从挤出物分离粘合剂。涂料和粘合剂仍然牢固附接于注射条。
     这说明复合材料具有粘附力远优于大多数普通塑料例如聚乙烯的表面。
     通过不同的扫描量热计 (scanning calorimeter) 测量比热。
     为确定极限氧指数， 试样垂直位于透明试验塔 ( 柱， column) 中， 并且迫使氧气和 氮气的混合物向上通过该塔。挤出物在顶部点燃。调整并降低氧浓度， 直到挤出物的燃烧 停止。支持有焰燃烧 (flaming combustion) 的按氧气体积百分比计的最小浓度测定为极 限氧指数 (LOI)。
     通过 ICP 光谱测量无机元素含量。
     比较结果在下面表 3 中提供。
     表3
     挤出物的物理特性
     特性 密度 (g/cm3) 表面能 ( 达因 /cm) 比热 (kJK-1Kg-1) 极限氧指数 (％ ) 无机元素 (ppm)
     挤出物 I 1.55 44-46 4.41 22 ＞ 20000 木材 0.18-0.82 30-40 1.262 21 nd 铁 7.86 nd 0.452 N/A 100 混凝土 2.4 ＞ 45.6 0.82 N/A nd 聚丙烯 0.9 20-25 1.7-1.92 17.5 微量nd ＝未检测到 ； N/A ＝不适用 1
     在 80℃ 2
     在 STP ： 标准温度和压力根据 NIST 版本为 20℃和 1atm 绝对压力。
     在表 3 中示出的结果表明挤出物 I 具有 1.55g/cm3 的密度。该密度显著不同于纤 维素材料例如木材、 纸张， 并且不同于聚丙烯 (PP)。PP 是密度低于 1g/cm3 的热塑聚烯烃的 代表。
     表 3 也示出挤出物 I 具有在 44 和 46 达因 /cm 之间的表面能， 其相似于聚酯、 环氧 树脂或聚氨酯的表面能。在与聚烯烃的表面能比较时， 后者只有在与合适添加剂混合时才 可达到挤出物的值。
     3. 动态机械热分析 (DMTA)
     对试样也进行 DMTA(Perkin Elmer DMA 7e)。具体地， 将注塑挤出物 ( 在 180℃注 射 ) 或压塑废物 ( 即， 没有如上面描述加工， 并用作对照 ) 放置在以 2℃ /min 加热、 并以 1Hz 频率扭曲的 DMTA 中。
     图 5 和 6 分别示出注塑试样 ( 实线 ) 和压塑试样 ( 虚线 ) 的储能模量和损耗模量 作为温度的函数。 储能和损耗模量测量在循环期间的储能 ( 表现弹性部分 )， 以及随着加热 消耗的能量损耗 ( 表现粘性部分 )。
     4. 挠曲强度和挠曲模量
     使用 Instron 5668 instrument 的万能拉伸试验仪 (Universal Tensile Tester)测 量 注 塑 试 样 的 挠 曲 强 度 和 挠 曲 模 量， 并 发 现 挠 曲 强 度 和 挠 曲 模 量 分 别 为 21MPa 和 3500MPa。
     5. 冲击阻力
     使用悬臂梁冲击试验仪 (Zwick) 测量注塑试样的冲击强度 ( 缺口悬臂梁冲击 )。 图 7 示出通过在 160℃和 220℃之间温度注塑制备的各种试样的室温冲击能。
     6. 流变学
     使用毛细管流变仪 (Goettfert， Rheo-Tester #1000) 确定研磨挤出物样品的表 观熔体粘度 (apparent melt viscosity)。研磨的挤出物在下面指定的温度装入温控机筒 中， 并强制通过毛细管模具 (2mm 内径 ×30mm 长 )。记录给定挤出速率的稳定力 (steady force)。图 8 提供在 100℃、 120℃、 150℃和 180℃的试验材料的计算表观粘度作为剪切速 率的函数。在图 8 中展示的行为是在提高剪切速率后粘度减小的假塑性 (pseudoplastic) 热塑材料的典型特点。
     7.Brabender 塑性计试验 (brabender plastograph test)
     使用 brabender 塑性计， 以便确定以不同温度加工新鲜的干燥研磨废物 ( “干燥微 粒化废物” ， “DPW” ) 期间的粘度改变。因此， 在 70℃、 100℃、 150℃、 210℃和 240℃的不同机 器温度并以 80rpm 的转子转速， 或在 70℃或 100℃与 40rpm 的转子转速在 Brabender 混合 池塑性计 (mixing cell) 中混合干燥废物的样品 30-60 分钟 ( 直到扭矩达到相对稳定的状 态 )。 材料的扭矩和温度记录为整个过程中时间的函数。 注意扭矩与材料粘度改变有关， 使 在 Brabender 塑性计中加工的研磨废物的粘度改变能够在整个过程中被跟踪。
     注意低于 70 ℃和 80rpm， 通过关联粘度下降的温度升高观察到共混物的迅速增 塑， 这相似于热塑行为。有趣地， 这在该共混物中存在的其它热塑材料， 例如 PE 开始熔化之 前发生。一旦 PE 熔化， 那么共混物的粘度增加。在温度继续升高时观察到粘度下降。
     注意在 70℃并以 40rpm 测试 DPW 时， 没有观察到挤出物微粒的 “熔融” ( 未示出 )。 在 60 分钟之后， 共混物表现为粉状固体， 没有生成任何微粒间粘合。以 80rpm 的转子转速， 展示挤出物的良好熔融， 其中材料似乎达到 141℃的温度。
     该试验也展示达到最大值然后开始下降的共混物温度。在温度下降期间， 粘度 ( 通过扭矩证明 ) 同样下降。 不受理论束缚， 可通过废料的部分水解增加复合材料流动性来 解释该行为。
     表 4 总结在试验期间使用 Brabender 塑性计测量的参数。
     表4
     扭矩作为温度和转子转速的函数
     熔体流动指数 2。
     2 在取自不同批次的不同样品上试验。
     DPW ＝干燥微粒化废物 ； nd ＝未检测到
     为 了 总 结， 对 干 燥 微 粒 化 废 物 (DPW) 进 行 的 Brabender 塑 性 计 试 验 示 出 作 为 Brabender 塑性计温度的函数的最终扭矩减小， 其可解释为粘度随着温度升高而减小。 在全 部试验中， DPW 展示相似于热塑材料的迅速熔融为可加工的可流动 / 软化共混物。这些结 果与热塑材料的行为一致。
     Brabender 塑性计也用来表明复合材料挤出物的热塑行为。 为此， 在 Brabender 塑 性计中， 研磨挤出物以 200℃、 以 80rpm 的转子转速混合 15 分钟 ( 图 9A)。也示出用作参考 的聚丙烯 (PP) 的各参数 ( 图 9B， 240℃， 80rpm)。挤出物的 Brabender 塑性计和聚丙烯的 Brabender 塑性计几乎相同。 两者都展示扭矩减小和温度上升之间的关系， 这二者都在非常 短的共混期之后达到平稳期。这种与 “经典” 热塑材料例如聚丙烯的行为相似性为挤出物 的热塑特性提供进一步证据。
     8. 显微镜检查
     在光学显微镜检查下以三个不同放大率 (×50、 ×100 和 ×200) 检查挤出物的外 表面。图 10A-10C 分别提供在挤出物表面上相同区域的三张显微照片。显微照片展现形成 挤出物的物质的连续性、 在挤出物中不同基质之间的紧密接触， 以及缺少明显气孔或缝隙。 看到紧密嵌入的纤维物质遍及成像表面延伸。
     通过扫描电子显微镜检查 (SEM) 研究挤出物材料的内表面。为此， 挤出物浸入液 氮中， 并以冻结态断裂。通过废物的压塑获得的另一样品进行相似处理。在图 11A-11B 中 分别提供挤出物和压塑样品的横截面冷冻断裂的 SEM 图像。在图 11B 中， 清晰展示不同形 成区域的形成。在三个这样的区或域之间的边界分别通过三条虚线， 虚线 A、 虚线 B 和虚线 C 标记。 沿边界没有缝隙或空腔这一事实， 是证明在不同组分之间紧密相互作用的证据。 图 11A 示出挤出物是含有 200-250μm 不规则成形微粒的相对大夹杂物和 50-100μm 直径的纤 维夹杂物的多组分复合材料， 该微粒和纤维夹杂物分散在连续介质中。该介质似乎也是包 含不同形状和小至 0.5-2μm 尺寸的多个微粒的多组分系统。该图像也表明全部组分都强 烈相互作用， 形成组分之间没有可见缝隙的密集紧制的物质。
     应注意， 除非另作陈述， 否则上面的实验不根据 ASTM 进行。
     9. 顶空气相色谱法质谱分析 (HS-GCMS)
     为体现本发明的复合材料的独特挥发物成分特征， 通过 HG-GCMS 分析源自根据本
     30发明的复合材料挤出物的样品 ( 挤出物 II， 样品 I)。复合材料的挤出物的挥发物成分与有 机废物的挥发物成分和塑料废物的挥发物成分比较， 有机废物和塑料废物是包含在贡献挥 发物的 SUW 中的主要组分。为此， 也通过 HG-GCMS 分析源自从 SUW 中分离出的有机废物组 分的样品 ( 样品 2) 和源自从 SUW 中分离出的塑料废物组分的样品 ( 样品 3)。这样的比较 提供只有作为所述工艺产物的复合材料才有的特定挥发物的定性表不。
     该样品研磨为粉末， 并放置在 SPME GC-MS 小瓶中。 该小瓶加热到 80℃持续 25min， 并在 SGE BPX 或 TR-5MS 塔上经受 SPME GC-MS 分析。氦用作运载气体 ( 载气 )， 以及温度梯 度 50℃ -240℃以 10℃ /min 渐变。
     表5
     复合材料挤出物和组分的挥发物成分
     馏分号 2、 7、 10、 18、 19、 21、 26、 34、 35 和 36 是 SUW 的组分中的一个释放的化合物， 其不从挤出物释放。馏分号 4、 5、 12、 13 和 25 是仅从挤出物释放的化合物。单独或组合使 用这些 15 种化合物中的一种、 两种或任何数量作为区别因素的该释放成分中的差别可用 作本发明复合材料的特性中的一个。
     现在参考图 12A-12D， 示出根据本发明的热塑复合材料的挤出物的固相微萃取 ( 图 12A) ； 有机废物 ( 图 12B) ； 未分类塑料废物 ( 图 12C) ； 以及聚丙烯 ( 图 12D) 的顶空气 相色谱法质谱分析 (HS-GCMS) 的色谱。表 5 列出通过每个样品的每个 GC 馏分的 MS 表征的 化合物。如在图 12A-12D 和表 5 中示出的， 在样品之间发现显著差别。挤出物的大多数主 峰是 ： 丙酮、 戊醛、 甲苯、 己醛 ( 主峰 )、 丁酸、 糠醛、 庚醛和辛醛。这些峰值对应天然产物的
     降解产物 ( 例如脂肪酸 )。
     挤出物的挥发物成分缺少聚乙烯、 有机废物和塑料废物的几种典型挥发物。对于 聚乙烯， 具有例如 1- 癸烯、 癸烷、 十二烯、 十三烯、 十四烯 ( 主峰 )、 十五烯和十六烯。 这些全 部都是源于各种油产物的长碳链挥发物。不受理论束缚， 这可表示在 SUW 的加工中， 在产生 的产物内捕获这些长链， 或表示 PE 受保护而免于分解。
     另一方面， 若干化合物是挤出物的挥发物成分的部分， 然而它们不是有机废物或 塑料废物成分的部分 ( 深色背景 )。这些化合物即为丁酮、 乙酸、 丁酸、 糠醛和苯酚。其在挤 出物的挥发物成分中出现是该产物的独特特点。不受理论束缚， 这可表示细胞壁和膜成分 的降解反应。
     另外， 挤出物的挥发物成分也含有指向包含在 SUW 中的组分的各种化合物。例如， 在塑料馏分中的显著元素 2- 乙基 - 己醇是已知用作增塑剂的具有相当性质的脂肪醇。而 在废物的有机馏分中却不能发现它。另一方面， 丙酮和 2， 3- 丁二酮仅可在废料的有机馏分 内发现， 并且它们表示在挤出物内的有机含量。这些数据一起归因于本发明的复合材料的 独特气味成分。
     实施例 3 ： 包含低塑料含量或没有塑料含量的挤出物的制备
     为发现在 SUW 中的塑料含量阈值以便制作本发明的复合材料， 制备主要含有机废 物的挤出物。除使用 100％有机废物 (OW) 与仅微量的塑料， 或使用 90％ OW 与 10％再循环 聚乙烯的混合物替代使用干燥微粒化 SUW 之外， 根据为制备挤出物 II 描述的方法制备该挤 出物 ( 通过使用自制挤出机制备 )。 两种混合物也都含有微量的沙子。 OW 从农贸市场获得， 其中基本全部塑料和无机废物都从其手工去除。
     100 ％ OW 挤出物的一个试验样品在其冷却到室温之后试验， 并且在压塑中通过 200Kg 的力压缩第二试验样品。为了比较还制备 100％未分类聚乙烯的样品。
     通过研磨获得的挤出物， 并使研磨的挤出物装入 Demag， Ergotech Viva 80-400 注 塑机， 从而制备 OW/PE 90 ∶ 10 和 0 ∶ 100 的试验样品。
     该试验表明， 在不同水平下包含有机废物的全部三种混合物都可加工并可挤出。 100％ OW 挤出物易受压塑， 并在与低至 10％的 PE 混合 (OW/PE90 ∶ 10) 时， 挤出物易受压塑 和注塑。根据在表 6 中列出的标准试验， 分析源自试验样品的样本。
     OW/PE 90 ∶ 10 的注塑试验样品和 100％ PE 的比较试验样品的机械性质在表 7 中 示出。
     表6
     用于进行实施例 3-8 中示出的机械试验的标准程序和设备
     表7 有机废物 (OW) 和聚乙烯 (PE) 的混合物制作的试验样品的机械性质实施例 4 ：
     由复合材料和聚乙烯的混合物制作的挤出物的制备和性质
     根据如上面详述制备挤出物 II 的程序 ( 使用自制挤出机 ) 制备的复合材料挤出 物根据粒度微粒化筛分和分类， 从而获得具有在 1.8mm 和 2.5mm 之间粒度的复合材料颗 粒， 以及具有达 0.7mm 粒度的复合材料粉剂 (dust)。微粒化的复合材料颗粒或粉剂在掺混 机中与各种量的再循环聚乙烯 (PE) 混合。结合的复合材料 /PE 混合物以 180℃、 50rpm 和 3-5 分钟的停留时间引入单螺杆挤出机 ( 直径 70mm)。研磨产生的挤出物， 并装入注塑机 (injection machine)(Demag， Ergotech Viva 80-400， 温度 ： 180℃， 注射压力 ： 60-90 巴， 注 射速度 ： 30-50mm/s)。每个注模制品的机械性质在表 8 中示出， 并根据在表 6 中列出的分析 标准和设备确定。
     表8
     由复合材料挤出物 ( 挤出物 ) 和再循环聚乙烯 (PE) 的混合物制成的注模制品的 机械性质
     由样品注射之前在 100℃干燥 24 小时的复合材料颗粒制成。 2
     由原态注射 ( 没有进一步干燥 ) 的复合材料颗粒制成。 3
     由复合材料粉剂制成。
     该结果示出混合复合材料挤出物与再循环聚乙烯导致可注塑产物， 其具有 ( 除断 裂伸长和挠曲强度之外 ) 大多数与复合材料和再循环 PE 比率线性相关的机械性质。即使 在该混合物中仅存在少至 10％的复合材料时， 断裂伸长从 676.17％显著下降到 191.15％。 另外， 挠曲强度似乎对于 PE/ 挤出物 30 ∶ 70 混合物达到最大值， 并对于每种单独组分达到 最小值。
     对每个样品进行 200℃的动态 ( 平行板 ) 流变仪试验， 并表明 PE 的量和试验样品 粘度之间的反相关 (inverse correlation)。 因此， 不受理论束缚， 可推断 PE 贡献复合材料 的粘度。记录的流变行为清楚地表明粘度随着聚乙烯比率减小而增加。
     实施例 5 ：
     由具有各种未分类塑料 (USP) 含量的干燥微粒化 SUW 制作的注塑样品的制备和性 质
     除了以变化的比率使用干燥微粒化 SUW 与未分类塑料废物 (USP) 的混合物代替干 燥微粒化 SUW 之外， 根据如上面详述制备挤出物 II 的程序 ( 使用自制挤出机 ) 制备挤出 物。从塑料再循环工厂接收 USP。以 100 ∶ 0、 75 ∶ 25、 50 ∶ 50、 25 ∶ 75 和 0 ∶ 100 的重 量比包含干燥微粒化 SUW 和 USP 的混合物在混合机中共混， 直到形成均质化 SUW/USP 混合 物。该均质化 SUW/USP 混合物以 180℃、 50rpm 引入自制单螺杆挤出机 ( 直径 70mm) 且停留 时间为 3-5 分钟。 研磨产生的挤出物， 并装入注塑机 (Demag， Ergotech Viva 80-400， 温度 ： 180℃， 注射压力 ： 60-90 巴， 注射速度 ： 30-50mm/s) 从而获得试验样品。根据在表 6 中列出 的标准程序和设备来分析源自每个试验样品的样本。机械性质在表 9 中总结。
     表9
     由干燥微粒化基本上未经分类的废物 ( 干燥微粒化 SUW)
     和未分类塑料废物 (USP) 的混合物制作的注塑样品的机械性质
     1nd- 未检测到 *
     从不同 SUW 批次制备
     实施例 6 ：
     作为停留时间的函数的机械性质
     为评估干燥微粒化 SUW 在挤出机中停留时间对挤出物机械性质的影响， 挤出加工 重复若干次， 并确定每个挤出物的机械性质。为此， 根据制备挤出物 II 的程序 ( 使用自制 挤出机 ) 制备的挤出物在相同条件下连续再引入单螺杆挤出机若干次。对每个挤出物采样 并根据表 6 中列出的标准程序表征。
     表 10 概括试验样品的机械分析。根据结果明显得知， 通过在挤出机中重复滞留改 善了多种机械性质。尽管在第三次重复之后机械性质改善最明显， 但在大多数参数中其在 第三次和第六次重复之间变得平稳。 连续改善并可从更进一步的重复中受益的唯一参数是 弹性模量， 其从第一次挤出之后的 2970MPa 增大到第五次挤出之后的 4875MPa。
     不同于其中聚合物的机械性质伴随这样的重复逐渐降低的其它现有聚合物， 该复 合材料的注模制品表现为其机械性质改善。
     表 10
     由复合材料制作的重复注模制品的机械性质
     表 11 用于重复挤出注模制品的机械分析的试验程序和仪器试验描述 拉伸强度 断裂伸长 标准 ISO 521-1-2 ISO 521-1-2 设备 Instron 万能试验机 Instron 万能试验机36102348514 A CN 102348533 拉伸模量 挠曲强度 挠曲模量 摆锤冲击
     说ISO 521-1-2 ISO 178 ISO 178 ISO 179明书Instron 万能试验机 Instron 万能试验机 Instron 万能试验机 Ceast 冲击摆33/36 页实施例 7 ：
     对复合材料的压塑进行的浸出试验 (leaching tests)
     对取自复合材料热挤出物的冷压塑的样本进行浸出试验。 根据浸出粒状废料和淤 积物 (sludge) 的 EN 12457/2 符合性试验 (compliance test) 进行该试验。
     该分析集中在检测从试验样品浸出的金属离子， 包括 As、 Ba、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Mo、 Ni、 Pb、 Sb、 Se 和 Zn。发现高于 0.5mg/Kg 的仪器检测极限存在的唯一金属离子是浓度 1.34-1.91mg/Kg 的锌。
     实施例 8 ：
     作为在 SUW 中液体的函数的机械性质
     测试在原始 SUW 中的含水量对复合材料机械性质的影响。 为此， 测试源于相同 SUW 的复合材料的三个注塑样品 ( 样品 1-3)。样品 1 从风干三天的 SUW 制备， 样品 2 从没有进 一步干燥的 SUW 制备， 以及样品 3 从在封闭储存室储存三天之后的 SUW 制备。全部三个样 品都遵循为挤出物 II 描述的程序制备 ( 使用 Erema 挤出机 )。
     通过以 60℃ /30mmHg 干燥取自原料的样本 24 小时之前和之后的重量差， 确定每种 原料的挥发性液体含量。重量损失归因于去除 SUW 中存在的挥发性液体， 尤其是水分。样 品 1-3 具有 1.81％、 11.07％和 11.07％的挥发性液体含量。
     三个样品的机械性质在表 12 中示出。全部三个样品同样具有在 46 和 47.7 达因 /cm 之间的表面能 ( 如上面描述确定 )。根据机械性质分析明显得知， 挥发性液体含量和湿 储存期具有对产物机械性质的显著影响。
     表 12
     具有不同挥发性液体含量的复合材料注塑样品的机械性质
     实施例 9 ：
     食品残余含量的分析
     对 SUW 样品并对遵循针对挤出物 II 提供的制备程序从相同 SUW 制备的挤出物进 行食品分析。根据分析化学家协会 (Association of Analytical Communities) 提供的食 品分析准则进行该分析。其结果总结在表 13 中。
     表 13 具有不同挥发性液体含量的复合材料注塑样品的机械性质原料的结果 (％ ) 63.9 2.9 1.5 ＜ 0.05 0.2 ＜ 0.05 挥发物 (Yuvalite) 的结果 (％ ) 51.0 2.2 1.4 ＜ 0.05 0.1 ＜ 0.05实施例 10 ：
     设计的物品
     现在参照图 13A-13E， 其提供使用本发明的复合材料制作的各种成形物品的照 片。通过遵循为挤出物 II 描述的程序使用 Erema 挤出机和 190℃的挤出温度制作挤出物， 制备复合材料。将该挤出物制粒并筛分， 从而获得具有 0.7mm 最大尺寸的颗粒。该颗粒在 160-170℃的工作温度再引入到自制挤出机。 将新挤出物制粒并筛分， 从而获得具有塑料工 业惯用尺寸的颗粒。产生的复合材料颗粒可直接 (plainly) 使用或与各种材料混合使用， 从而生产具有设计形状的物品。例如 ：
     1. 图 13A 示出设计用于储存并通过铲车移动的 18kg 托盘的顶视图， 通过在 1700 吨合型力机 (locking force machine) 上注塑包含复合材料颗粒 /HDPE 2.5， 60 ∶ 40w/w％ 的混合物制备该托盘。
     2. 通过在 800 吨合型力机上在 220 ℃注塑复合材料颗粒 /PP 共聚物 ( 高流动 性 )2.5， 50 ∶ 50w/w％混合物， 制备工具箱 ( 未示出 )。
     3. 通过在 500 吨合型力机上， 在 215℃注塑复合材料颗粒 / 均质 PP/ 碳酸钙浓缩 物 60 ∶ 33 ∶ 7w/w％混合物， 制备用于在碗橱 ( 未示出 ) 中安装的搁板。
     4. 图 13B 示出本发明的复合材料制作的住宅堆肥器底部部分。通过在 190℃注塑 复合材料颗粒 / 共聚物 PP/ 炭黑浓缩物 70 ∶ 28 ∶ 2w/w％混合物， 生产堆肥器底部和未示 出的其它部分。
     5. 通过在 120 吨机器上在 210℃注塑 100％复合材料颗粒， 生产下水道开口盖 ( 图 13C)。
     6. 通过旋转模塑复合材料颗粒 /HDPE 2.560 ∶ 40w/w％混合物， 制作下水道检修 孔底座 (sewer manhole base)( 未示出 )。
     7. 图 13D 示出通过在 250 吨压力机上冷压塑 100％复合材料挤出物制作的花盆。 使用各种类型的涂料例如塑料、 水基涂料和油漆涂覆花盆。
     8. 通过在 200℃挤出复合材料颗粒 / 共聚物 PP( 低流动性 )50 ∶ 50w/w％混合物，制作具有矩形横截面的管体 ( 图 13E)。
     实施例 11 ：
     由复合材料制作的模制品的粘附力
     利用本发明复合材料的粘附特性来制备由使用环氧胶相互粘合的复合材料的若 干模制品制作的物品。该复合材料的模塑层也粘合到其它类型的材料上。以下是非限制性 实例 ：
     通过使用彩色石膏 (colored plaster) 作为粘合剂， 将用作底座的复合材料制作 的板件粘合到用作工作面的仿大理石 (pseudo-marble stone)， 制备包含底座和在底座顶 部上的工作面的工作台面。根据在实施例 10 中描述的程序通过压塑制备模塑板件 ( 使用 220 吨压力 )。
     实施例 12 ：
     试验设施 (Pilot plant) 设计
     现在参照图 14， 其示出加工根据本发明一个实施方式的 SUW 的系统 100 的示意图 解。
     如示出， SUW 在倾卸台 110 中先验收集 (priori collect)， SUW 从倾卸台 110 经专 用进料输送机 112a 输送到两台顺次的粉碎机 114， SUW 在粉碎机 114 微粒化为直径通常为 8-10cm 尺寸范围的微粒。尽管根据该实施方式系统包括两个顺次的粉碎机， 但系统可类似 地包含单台粉碎机和顺次或平行布置的多于两台的粉碎机。粉碎机 114 可以是这些商业可 用粉碎机中的任何粉碎机， 例如 Zerma 的单轴旋转粉碎机 (ZERMAMachinery & Recycling Technology( 上海 ) 有限公司 )。
     粉碎微粒然后经进料输送机 112b 输送到两台平行制粒机 116， 从而形成具有几毫 米到几十毫米， 例如 2-20mm 尺寸的微粒物质。两台制粒机平行示出。需要平行设置制粒机 以使通常远高于制粒机输出的粉碎机输出均衡 (equalize)。
     注意粉碎材料不必需要进一步减小尺寸， 并且系统可在没有制粒机的情况下类似 地操作。 进一步地， 尽管本发明实施方式例示平行定位的两台制粒机， 但系统可用单台制粒 机类似地操作， 以及用平行或顺次的多于两台的制粒机类似地操作。
     废物的尺寸减小可在两个阶段中发生， 第一阶段在干燥废物之前， 且第二阶段在 用热空气流干燥之后。在尺寸减小阶段 ( 粉碎和研磨 ) 期间， 经专用导管 118 构成的液体 去除子单元收集从 SUW 排除的液体到液体收集单元 120。可通过按压物质去除该液体。
     离开制粒机 116( 或粉碎机 114， 在没有制粒机的情况下 ) 的微粒物质然后经输送 机 112c 输送到干燥单元 122。输送机 112c 可以是磁力输送机 (magnet conveyer)， 例如 Zerma 制造的磁力输送机， 以便在干燥之前从微粒化物质去除金属 ( 例如黑色金属 ( 铁类金 属 ))。干燥单元 122 可以是本领域已知的鼓式干燥器 (drum dryer)。微粒物质至少部分 干燥， 但优选不完全干燥 ( 即， 一定量的水需要保留在微粒废物中 )。
     可然后经连接到挤出机 126 上游末端的进料槽 124， 用添加剂补充部分干燥的微 粒物质。添加剂和其它补偿物质的进料取决于产物的要求特性。例如， 可用木片补充干燥 微粒化物质。
     挤出机 126 可以是本领域已知的能够在加热其中混合并从其消除的物质时混合 该物质的任何挤出机。在该具体实施方式中， 挤出机是单螺杆挤出机。挤出机 126 设定为加热其中物质到约 100℃ -240℃温度， 甚至约 180℃ -230℃温度， 借此形成可流动材料并从 挤出机的下游末端挤出， 通过熔化分配器 (melt distributor) 进入可包括压塑装置 ( 未示 出 )、 材料喷射装置 ( 未示出 )、 制粒装置等的专用生产线 128。尽管不排它， 但加热优选通 过挤出机提供的电加热实现。
     尽管上面描述获得热塑性塑料如根据本发明的复合材料的 SUW 处理系统的一个 实施方式， 但应理解其中可做出许多改变而不违背本发明的精神。