废旧聚苯乙烯塑料的处理和利用
1 前言
随着塑料工业的飞速发展,各种塑料制品日益广泛地应用于工业、农业、医疗卫生等领域和人们的日常生活中,目前世界塑料的总产量已超过1亿t,使用过的废旧塑料成为垃圾,严重污染环境,已成为社会公害。如聚苯乙烯泡沫塑料是各类家用电器产品、精密仪表和其它易损物品的防震材料,由此每年产生大量的废旧塑料。快餐用品使用的聚苯乙烯泡沫塑料被大量弃置在人类生活环境中的各个角落,形成了众所周知的“白色污染”。农业方面使用的塑料薄膜分散在土壤中,不易降解,严重影响了土壤的质量,不利用农作物的生长。
2 废旧塑料的处理和利用方法
经过多年的研究,各国在废旧塑料的处理和利用技术的开发方面已取得一些进展,下面就几种常用的方法介绍如下。
2.1 焚烧技术
将废旧塑料焚烧是一种简单的处理方法,但处理不当就会产生二次污染。日本已开发出一种废料焚烧炉(连续式流化床焚烧炉),并已开始运行,日处{TodayHot}理废塑料5t。
2.2 化学再生技术
2.2.1 制造各种燃料油品
日本富士循环公司开发的技术,以沸石为催化剂,在特制的反应器中对废聚烯烃进行催化裂解,获得优质燃料油和汽油、煤油、柴油。并已建成年处理量为5000t的生产装置。日本理化学研究所开发的技术,通过添加特殊的复合催化剂和反应促进剂,使催化裂解反应在较低的温度下快速完成,生产各种燃料油。北京某化工厂用废塑料裂解制备汽油和柴油,年处理量为3000t,每吨废塑料可生成汽油和柴油各350kg。
2.2.2 制造化学原料
将废聚苯乙烯泡沫塑料净化后放入乙酸乙酯溶剂中进行溶解,再对其溶液进行压滤除去杂质,最后对所得溶液进行喷雾干燥。干燥后得到粉状聚苯乙烯树脂,同时回收溶剂再循环使用。有技术资料报道,用废聚苯乙烯泡沫塑料可制备苯乙烯单体。将废聚苯乙烯粉碎风送后除去杂质得到小颗粒原料。再用液体消泡剂进行消泡排出内容气体,使颗粒体积大幅度降低,然后进入裂解炉在300℃以上进行裂解反应。裂解产品是黄棕色液体,主要成分为苯乙烯单体、多聚苯乙 {HotTag}烯及甲苯、乙苯。采用蒸馏方法可分离出苯乙烯单体。
2.3 废旧塑料的再次使用
由于热塑性塑料具有反复成型加工的特性,所以所有的热塑性废旧塑料都可以回收再次制备凉鞋、鞋底和桶体等物品。其典型工艺流程为:
分选→清洗→粉碎→捏和→塑化造粒→成型加工
2.4 制造工程塑料
成都有机硅研究中心开发了回收废聚苯乙烯泡沫塑料新技术。该技术是将废聚苯乙烯泡沫塑料投入高沸点凝胶化溶剂中,再加入增韧改性树脂、颜料和各种助剂进行混合。最后进行脱溶剂处理制成工程塑料。可广泛用于电子设备、电器部件及外壳的生产中,此法在成都和福州已建成工业化生产装置。据报道,将废聚苯乙烯泡沫塑料同酚醛树脂等多种改性树脂在热稳定剂存在下共混,所得产品可代替价格昂贵的ABS工程塑料,制造工业产品的外壳。
2.5 在胶粘剂方面的利用
2.5.1 PS型不干胶
将废聚苯乙烯塑料粉碎溶于有机溶剂,加入增塑剂混合均匀。施胶于塑料膜上制成胶粘带。
2.5.2 PS改性胶粘剂
将废聚苯乙烯塑料溶于溶剂中成为均相溶液,再加入活化剂氧化亚酮,引发剂氧化苯甲酸丁脂,加温到90～120℃,加入改性单体(丙烯腈、丙烯醇),在反应釜中反应2h,使聚苯乙烯接技上新的官能团,从而改变性质,然后加入填料如硅酸钙,便得到一种耐水性好、胶接强度高的白色粘稠状的胶粘剂。其耐水性是白乳胶的10倍,剪切强度是白乳胶的3倍以上。
2.6 在涂料方面的利用
将废聚苯乙烯塑料、松香、甘油、氧化锌溶于溶剂中,制得聚苯乙烯改性树脂,加入各种填料乃颜料,经研磨过滤可制成各种PS快干漆,该制品干燥快、性能稳定,耐化学性能好,广用于各种设施的防腐。
2.7 在建材方面的利用
2.7.1 防水嵌缝油膏
将废旧聚氯乙烯薄膜、聚氨脂树脂、邻苯二甲酸二辛酯、煤焦油和有机稀释剂混合均匀,加热聚合、缩合成胶状物质后,加入轻质碳酸钙、硅灰面粉,混合均匀后即成膏状嵌缝材料。该产品可用于屋面、地下工程等防水工程整体防水层制作,也可用作建筑嵌缝材料。其性能优异,符合施工要求。
2.7.2 制造建筑材料
美国AFCO公司率先开发生产了塑料“木材”。其方法是把各种废塑料粉碎加热成熔融状态,再挤出成型,制成各种形状的塑料“木材”,其产品可运用锯、钉、钻等加工手段,耐腐蚀性能优良。武汉工业大学开发研究出将废旧聚苯乙烯泡沫塑料几乎全部转化成新的泡沫制品的新技术,该技术将废旧聚苯乙烯泡沫塑料进行活化处理,再模塑成各种板材。据报道,将废旧聚苯乙烯塑料粉碎成5mm以下的粒子,作为填料和水泥混合可制成轻质建筑块。另外在两层复合板之间加一层聚苯乙烯粒料,可制成隔热材料。
3 结束语
废旧塑料的处理和利用对环境保护和资源利用极为有益。许多国家都开发出了技术上可行的生产工艺,唯一有待解决的问题是降低成本。生产中废旧塑料的收集、分类和分离筛选成本占相当大的比重,应积极开发分离技术,同时应制定相应的法律法规,推进废旧塑料的分类弃置,为降低生产成本提供有利条件,有关科技工作者也在研究一些新的方法。如美国创新塑料制品公司将混合废旧塑料不加分离直接加工成工业用塑料制品。总之,废旧塑料的处理利用必须技术可行,经济合理,才能创造出良好的社会效益和经济效益。
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