废旧聚苯乙烯循环利用

废旧聚苯乙烯循环利用

关键词: 白色污染; 聚苯乙烯( PS) ; 回收利用

1热降解制苯乙烯单体

聚苯乙烯由苯乙烯单体加聚而成, 但是在聚合上限温度以上和催化剂的作用下, 反应

能向相反的方向进行, 即解聚生成苯乙烯单体和低分子量的苯系物, 便得到苯乙烯单体和

燃料. 国际上有下面几种方法: ( 1) 日本的流化床热解聚苯乙烯工艺, 此工艺采用砂径0.

2 mm 的沙子作为载体, 当炉内温度达到450～530 ℃时, 收集热解生成的气体, 冷凝后得

到一种褐色的油. 经过简单分馏可回收纯度达98%以上的苯乙烯单体, 其中含1%左右的苯、甲苯、乙苯, 苯乙烯单体的回收率为70%左右. ( 2) 采用管式连续解聚设备, 在380 ℃的条件下解聚, 然后收集冷凝的液体产物, 经除杂质、分馏, 可得到纯度高的苯乙烯单体. ( 3) 采用Y2 型催化剂, 在400～500 ℃解聚PS, 得到苯乙烯单体和高辛值汽油的调和组分, 而

且把解聚气用作热解的热源. 聚苯乙烯的解聚主要是选择和研究合适的高效催化剂,降低能耗, 提高苯乙烯收率, 减少副反应和结渣问题 .

2制造粘合剂

溶剂胶结是热塑料胶结的有效方法之一, 该法是将被胶结塑料粉末溶解在相应溶剂之中, 配成胶液使用. 由此可见, 将聚苯乙烯溶于溶剂后, 本身就是一种粘合剂, 但由于聚

苯乙烯是非极性的, 不含有极性基团, 而且含有刚性大, 柔性小的苯环.由于它直接制成的粘合剂与极性被粘物的粘接力很弱, 胶层脆且硬, 应用范围很窄, 为此人们对其进行了大

量的改性研究工作, 目的在于引入极性基团, 提高粘接强度和极性, 以适用多种物质的胶

接 .

目前用聚苯乙烯做粘合剂的研究较多, 使用的溶剂多数仍是有机溶剂. 为了增强胶粘

剂的运动能力而起到扩散作用, 使胶粘剂处于溶液状态, 对所用溶剂的选择依据对基料溶

解性能好、经济、无毒、挥发适当的原则. 现在市售的“PS 胶粘剂”以废聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛树酯、异氰酸酯、3- 氯丙烯、醋酸乙酯、丙酮、环己酮、甲苯、氯化锌、氧化镁防老剂为主要原料, 在一定温度下, 经搅拌制得PS 胶. 该胶价格低廉、工艺简单、操作方便、不需特殊设备; 对木材及日常用品的粘接性能好, 耐气候变化, 耐稀酸、稀碱、酒精及减少对植物的侵蚀.可用于木材的粘接, 日常塑料制品、塑料贴面、塑料贴墙纸及铭牌粘接 . 3制造涂料

在由废旧聚苯乙烯制得的粘合剂中加入填料、颜料、涂料助剂等, 即可制得PS 涂料, 可广泛用于建筑防水( 如内外墙、地面和屋面的装饰) 和纸品防水涂层( 如纸箱防水涂料) , 纸塑涂料( 如广告、美术装璜等) . 在制取涂料之前首先将收集到的废聚苯乙烯进行预处理, 即将其放在热碱水中泡一段时间, 然后进行机械搅拌, 使之相互碰撞和摩擦, 以达到除去

污物之目的, 取出聚苯乙烯放入清水池中进行搅拌清洗, 最后将清洗好的聚苯乙烯烘干或

晾干. 然后, 用粉碎机粉碎, 量小的也可用手粉碎至一定粒度 . 准备工作就绪后, 根据不同的需求来选择不同的涂料制备方法. 例如可按一定的比例量取乙酸异戊酯、三氯甲烷、丙酮配制成混合溶剂,随后在室温条件下将一定量预处理后的废聚苯乙烯泡沫塑料加入到配制好的混合溶剂中, 搅拌使之充分溶解. 待全部溶解后, 加入适量的乳化剂和改性剂, 加热

搅拌, 温度为70～75 ℃, 乳化1～2 h, 加入填料氯化锌或其他填料. 加热搅拌大约1h,直

到涂料均匀, 冷却至室温, 加入适量防老剂, 过滤即得成品 . 也可用少量丙烯酸酯和活性单体对PS进行接枝改性, 改善聚苯乙烯的成膜特性, 增强与基体的附着力, 使聚苯乙烯有

较强的可乳化性, 同时减少了有机溶剂的用量, 既降低了成本又减轻了毒性, 制成性能良

好乳液涂料 . 或者将聚苯乙烯、松香树脂、增塑剂和活性单体按一定比例混合,使聚苯乙烯接枝改性制成涂料基料 . 将清洗粉碎好的聚苯乙烯加各种改性剂, 搅拌均匀后制成PS—I

胶. 用涂布机将此胶均匀涂布于玻璃纤维布表面, 干燥后收卷即制成PS 防水卷材. PS 防水卷材可取代传统的沥青油毡应用于建筑屋顶、管道、设备等的表面防水处理 . 废旧塑料在生产涂料与粘合剂方面较为广泛, 不但解决了白色污染问题, 而且具有长远的社会效益和良好的经济效益.

4. 1 用聚苯乙烯颗粒制复合硅酸盐保温材料

本材料分为保温绝热层和抗裂罩层.

保温绝热层由复合硅酸盐胶粉料和聚苯乙烯颗粒轻骨料两部分组成, 分别包装. 复合硅酸盐胶粉料采用预混合干拌技术, 在工厂将复合硅酸盐胶凝材料与各种外加剂均混包装, 将回收的废PS 板粉碎均混按袋分装. 使用时将一包净重25 kg 的复合硅酸盐胶粉料与水按1∶1 的比例在砂浆搅拌机中搅成胶浆后, 将200 ml ( 约2. 5 kg ) 的聚苯乙烯颗粒加入搅拌机中, 搅拌3 min 后可形成塑性良好的膏状浆料. 将该浆料喷抹于墙体上, 干燥后可形成保温性能优良的绝热层.

抗裂罩面层由水泥抗裂砂浆复合玻纤网而成. 这种弹性的水泥砂浆有很好的弯曲变形能力,弹性水泥砂浆复合耐碱玻纤网后能够承受基层产生的变形能力, 增强了罩面层的抗裂能力.

该保温材料与其他保温材料性能相比有以下特点: ( 1) 导热系数较低, 密度小; ( 2) 软化系数高,耐水性好; ( 3) 静切力强, 触变性好; ( 4) 材质稳定,厚度易控制; ( 5) 整体性好, 剔补量小; ( 6) 干缩率低, 干燥快; ( 7) 水泥砂浆有弹性, 可弯曲变形; ( 8)玻纤布耐碱强度保持率高, 稳定期长; ( 9) 材料品种配套, 性能指标匹配; ( 10) 资源再生, 造价低. ZL聚苯乙烯颗粒复合硅酸盐保温材料适用于新建的工业与民用建筑和旧楼改造. 外墙保温施工, 面层可作涂料, 也可粘贴砖、干挂石材等其他装饰.

4. 2 废聚苯乙烯碎粒作骨料生产复合墙板

英国曼彻斯特技术研究院C. Bagon 等人以及艾斯姆化学研究院主任V. Sussman, 对用工业制备的聚苯乙烯粒子作骨料制取的混凝土表观密度可以控制在320～800 kg / m3 . 当表观密度相同时,聚苯乙烯混凝土抗压强度比蛭石、膨胀珍珠岩混凝土提高70%～270% . 两项研究均采用高效减水剂与引气剂复合作为外加剂, 满足工艺要求的水灰比带来了低收缩、快干、高强、隔热性能优异等特点.此外, 聚苯乙烯与水泥复合后能抗火, 经980 ℃火焰燃烧30 min 后的试件能保持块状, 并且试件能钉、锯、刨, 适宜作地面、屋面、夹芯板、预制墙板, 本研究开发的复合墙板是以无石棉硅酸钙板为面层,废聚苯乙烯碎粒作骨料的混凝土为芯层的预制墙板.