废聚苯乙烯泡沫塑料回收利用研究进展
1 前言
聚苯乙烯(PS)因具有质硬、透明、刚性、电绝缘性、低吸湿性、价格低廉、容易染色等特点，已成为当今四大通用塑料之一，主要用于包装、建筑、医药、电子、汽车、 家电、仪表、鞋类、日用品、家俱、玩具等行业，生产量和消费量呈逐年上升趋势。这类塑料制品用后即弃成为垃圾，这种垃圾重量轻，体积大，耐老化、抗腐蚀，化学性质稳定，不易被微生物降解，进入土壤后，使土质变坏，用燃烧的方法处理，燃烧会产生二氧化碳和其它有害气体， 也会引起不利的室温效应，还污染空气。为了保护环境和回收资源，80年代初，日本、美国等国对废PS的综合利用进行了广泛的研究，并在某些方面已达到了工业化水平。近年来我国对聚苯乙烯的回收利用也作了许多研究，并取得了初步成效[1]。
2 废聚苯乙烯回收利用途径
2.1 催化裂解废PSF回收苯乙烯
废聚苯乙烯催化裂解制得主要含有苯乙烯的混合物。例如采用氧化钙为催化剂，苯乙烯与催化剂的质量比=100：0.5~5，混合好后，在预热器中预热到在150-250℃，然后进入裂解反应器中，在350-500℃、0.005-0.02MPa下进行裂解反应，裂解后期温度升至450-550℃。裂解气主要组分为苯乙烯，通过后续能量回收、激冷冷却以及精馏分离获得合格苯乙烯单体及其副产品，苯乙烯单体回收率达到70-85％ [2]。
2.2 利用废PSF制备PS再生颗粒
利用废PSF制备PS颗粒，再模制成PS制品能充分发挥PS抗震、隔热特性并能多次重新利用废PSF。再生PS 颗粒的制备工艺有多种，例如我国专利CN101153090报道，将废聚苯乙烯泡沫塑料中的杂物除去后，经粉碎后进行筛选，将孔直径小于80mm废聚苯乙烯泡沫塑料投入到尼龙酸二甲酯中，在常温常压下搅拌使其充分溶解，得到溶解液，在溶解液中加入脱色剂硅胶，其用量为溶解液质量5~9%，搅拌均匀，再密封 10~24小时，过滤除去脱色剂，在滤液中加入其总质量90～130％的水，将尼龙酸二甲酯与聚苯乙烯树脂分离，分离出来的聚苯乙烯树脂进行干燥、粉碎、造粒得PS再生颗粒，溶剂进行蒸发浓缩后循环使用[3]。
2.3 利用废PSF制备涂料、胶粘剂
废PSF由主要由聚苯乙烯（PS）组成，可作为涂料的基料，其耐水性和绝缘性良好。但用PS作基料制备的涂料附着力和成膜性差，因此用PS作为涂料的成膜物时需要对其进行改性。PS的改性有两种方法：
一种是物理共混改性，即在PS溶液中加入含羟基、羧基、酰胺基、羰基等极性基团的高聚物，使涂层由非极性转变为部分极性涂层，提高涂层附着力；另一种是化学接枝改性，根据聚苯乙烯链节中具有化学性质活泼的苄基位，其上的α—H易受到引发剂分解出的初级自由基攻击产生大分子自由基，此自由基可与含有极性基团的活泼单体，如丙烯酸、丙烯酸丁酯等，发生自由基共聚合，从而在聚苯乙烯分子链上接上极性基团，提高聚苯乙烯的极性，增强涂层附着力[4][5]。经过改性了的PS，作为成膜材料，配以各种助剂即可以制得具有专门性能的涂料和胶黏剂，如耐水、防腐、防火涂料等。但由废PSF制备含有机溶剂的胶黏剂和涂料在使用过程会对环境造成二次污染和对施工人员身体健康造成危害。近年来，人们对利用废 PSF制备不含或少含有机溶剂的乳胶涂料做了大量研究，例如樊晓东等人研究了用废聚苯乙烯泡沫作为主要原料，丙烯酸丁酯、苯乙烯和醋酸乙烯酯作为改性剂，制得无溶剂型聚合物乳液，该乳液粘接强度高，可应用于制备乳液型胶粘剂和涂料[6]。
2.4 利用废PSF制造轻质建材保温材料
以废PSF制造新型轻质建材，是一条大量吸收处理废PSF的有效途经。其方法是利用破碎后的废PSF的颗粒与粘结剂、骨料、填料混台后成型，以制得各种用途的建筑材料。例如我国专CN101544796报道用于墙体保温的胶粉聚苯颗粒保温材料的制备方法，原料重量份依次为粉煤灰45～55、硅灰12～18、废聚苯乙烯颗粒7～13、甲基纤维素17～23、调色剂3～7。该法制作过程优点：一是热传导系数低，保温效果好，能量损失少；二是环保无污染；三是制造成本低[7].
我国专利CN1654520报道将用做包装物的块状聚苯乙烯泡沫进行粉碎，将泡沫颗粒投入搅拌器中，在搅拌情况下缓慢加入乳胶胶粘剂或水性胶黏剂（如丙烯酸乳状胶黏剂或聚氨酯水溶性胶黏剂）至泡沫颗粒之间有点粘连现象但还可以吹开为止，用压缩空气或负压气流把泡沫颗粒填充到需要填充的封闭空腔，直到填满为止，随着胶粘剂的逐渐固化会泡沫颗粒会粘在一起，可与空腔内表面之间形成粘接，这样就会形成一个具有一定强度的保温填充结构 [8]。
2.5 利用废PSF和乙烯焦油共碳化改性制备针状焦
针状焦具有低的热膨胀系数和高度定向排列，可作为超高功率电弧炉炼钢电极的主要材料。查庆芳等人研究了乙烯焦油和废聚苯乙烯共碳化制备针状焦乙烯焦油(ETP)。通过该法制得可以生成高度定向排列的针状焦，热膨胀系数从接近普通石油焦的3．2×10-6／℃ 降低到优质针状焦的0．3×10-6／℃[9]。
2.6 利用废PSF制备絮凝剂
周伟等人利用废PSF制备絮凝剂其方法是先预处理好的PSF溶解于环己酮溶剂中，然后用硫酸进行磺化，用 AlCl3做催化剂（废PSF的质量：硫酸质量：催化剂质量=1：1：0.1），磺化液用10％氢氧化钠中和至PH=7后，蒸馏回收溶剂，得到磺酸盐（NaPSS）。将一定量的硅酸钠加水溶解，并快速搅拌，直至溶液出现淡蓝色并呈现胶状，用稀硫酸调节其pH= 2，在室温下活化40min，再按n铁/n硅(物质的量之比)为1.5加入硫酸铁溶液，水浴加热，使其充分混合反应后，降至室温，静置、熟化2小时左右，即得聚硅酸铁(PSF)溶液。根据聚硅酸铁溶液中PSF的含量，按质量比m(PSF)/m(NaPSS)=9加入NaPSS，并加入适量络合剂，水浴加热至70℃左右，反应结束后，即得最终产物有机无机复合絮凝剂。该絮凝剂可以用于印染污水的处理，具有良好的絮凝作用[10]。
3 结束语
总之，废聚苯乙烯泡沫塑料的再利用是处理固体垃圾中的“白色污染”的有效途。积极开展废聚苯乙烯泡沫塑料再利用的技术开发与研究，解决环境污染，实现了资源的再利用，保持国民经济可持续发展是非常必要的。
参考文献（略）
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