聚氨酯的回收与利用ppt课件
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❖ 聚氨酯的结构变化很多，可在很宽的范围内调节其性能， 制品种类也很多。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品2大 类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫；非泡沫制品有 涂料、胶黏剂、合成革、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。
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聚氨酯及制品
❖ PU由于性能优良和用途广泛，发展十分迅速，但与此同时, 生产聚氨酯泡沫的工厂每年产生大量的边角料、 模具溢料、 废品, 以及在聚氨酯的各应用领域中的废弃物如报废汽车 中的旧聚氨酯泡沫及弹性体也需进行处理。而将废旧塑料 进行回收再利用,既可减少环境污染, 又能降低新制品生产 成本,具有良好的社会效益和经济效益。目前, 聚氨酯的回 收利用方法主要分为物理回收法、 化学回收法和能量回收 法三大类。
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聚氨酯及制品
聚氨酯泡沫板
聚氨酯防水涂料
聚氨酯保温材料
医用聚氨酯材料
聚氨酯胶辊
5
聚氨酯粘接胶
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聚氨酯的回收方法
物理回收 法
• 掩埋法
• 粉碎法
• 粘合加工成型
• 挤出成型
化学回收 法
• 醇解法 • 胺解法 • 醇胺法 • 碱降解法 • 水解法 • 氢降解法 • 热降解法
能量回收法
• 燃烧回收热能
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聚氨酯的回收方法
❖ ③粘合加工成型 ❖ 此法是废旧聚氨酯回收利用中最普遍的方法。其要点是：
先将废旧聚氨酯硬质泡沫粉碎成细片状，涂撒聚氨酯粘合 剂等，再直接通入水蒸气等高温气体，使聚氨酯粘合剂熔 融或溶解后对粉状的废旧聚氨酯粘接,然后加压固化成一定 形状的泡沫。
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ห้องสมุดไป่ตู้
聚氨酯的回收方法
❖ ④挤出成型 ❖ 粘合加工的另一种方法就是挤出成型，挤出成型是通过热
力学作用把分子链变成中等长度链，将PU材料转变成软塑 性材料，这种材料适合作强度高、 硬度高，但对断裂伸长 率要求不高的塑料件。对于软质微孔 PU泡沫废料，可以 将其粉碎成粉末,掺混到热塑性聚氨酯中，在挤出成型机中 造粒，采用注射成型方法制造鞋底等制品，德国 Bayer公 司曾做过这方面的研究。
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聚氨酯的回收方法
❖ ②粉碎法 ❖ 聚氨酯边角料及旧废料在应用前首先切割或者粉碎、 筛分
得到所需粒度的小块或者细粉。 一般说来硬质的聚氨酯泡 沫粉碎比较容易，所以其粉碎技术也比较成熟，大多已经 投入商品化，如：精密切割技术、 Flachmatritsen 挤压等 技术。都能够将其粉碎为粒度小于1mm的颗粒。 这废聚 氨酯粉碎后的细片或粉末多作为填料混入原料中回收重用。 据美国道化学公司报道，废聚氨酯作为填料重用于生产 RIM制品比用新原料成本低。 在日本已将废硬质聚氨酯泡 沫塑料用作灰浆的轻质骨料。
聚氨酯的回收与利用
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. LOGO
目录
▪一
聚氨酯及制品
▪二
聚氨酯的回收方法
▪三
结语
2
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聚氨酯及制品
❖ 聚氨酯(PU)全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基 甲酸酯基团(-NH-COO-)的大分子化合物的统称，是由有机 二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而 成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、 脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。
❖ ①醇解法
❖ 目前,醇解法是研究和应用最广泛的一种方法, 主要目的是回收可以重 新用来合成聚氨酯材料的多元醇。一般采用低分子醇作降解剂,在一定 催化剂作用下, 在 150~ 250℃ 的温度范围内,常压下就可以将聚氨酯 降解成低聚物,并且通过这种方法获得的降解产物可以直接使用。对于 醇解机理, 大多数人认为醇解过程发生的主要反应是在醇和催化剂的 作用下,聚氨酯中的氨基甲酸酯基断裂, 被短的醇链取代, 释放出长链多 元醇和芳香族化合物:
条件下,将聚氨酯降解成可重新利用的液体低聚物甚至是小 分子有机化合物,从而实现原料的循环使用。其优点是可回 收不熔不溶的热固性聚氨酯废弃物。
❖ 化学法回收废旧聚氨酯的一般工艺流程: PU 废旧料分检、 洗涤、粉碎成颗粒 投入反应釜 约200℃ 加降解 剂 减压蒸馏并分离提纯 检验、存储。
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聚氨酯的回收方法
❖ R1NH COOR2 + HOR3OH R1NHCOOR3OH+ R2OH ❖ 由于在降解过程中参与反应的基团比较多, 还会发生许多副反应,主要
的副反应是在醇解剂的作用下, 脲基断裂生成胺和多元醇:
❖ R1NH CONH R2 + HOR3OH R1NHCOOR3OH + R2NH 2
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聚氨酯的回收方法
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聚氨酯的回收方法
❖ ③醇胺法 ❖ 在 80-190℃下，利用链烷醇胺如单乙醇胺、 二乙醇胺和
二甲基乙醇胺等能够使聚氨酯降解成低聚体，NaOH、 Al (OH)3 和甲醇钠等催化剂可以促进聚氨酯的降解反应速 度。 醇胺法的主要反应为氨基甲酸酯基断裂和脲基断裂。
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聚氨酯的回收方法
❖ 1 物理回收法
❖ 物理回收法是在不破坏聚合物本身的化学结构、 不改变其 基本组成的情况下改变废旧料的物理形态后直接利用的方 法。
❖ ①掩埋法
❖ 掩埋法是垃圾处理最原始的方法。它是利用掩埋的方法， 使垃圾在土壤中于一定的温度、 湿度下，经过一段时间， 产生分解而逐渐转变成无害物质，但是聚氨酯类废弃物使 用掩埋法很难使其分解。 随着可用掩埋处理空间的减少和 资源再生利用的需要，掩埋处理已不适用。
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聚氨酯的回收方法
❖ ⑤其它 ❖ 将生产中产生的边角废料切割成小块, 直接作为包装缓冲
充填物或垫材等。聚氨酯泡沫塑料还可做人造土壤和天然 土壤覆盖物。在开孔性软质聚氨酯泡沫塑料中, 加入水和 化肥,可对多种植物进行栽培, 植物在其中生长快, 无病虫害 和杂草。
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聚氨酯的回收方法
❖ 2 化学回收法 ❖ 化学回收法是指在化学试剂、 催化剂、 热和空气存在的
❖ ②胺解法 ❖ 聚氨酯泡沫很容易在胺中分解,其反应与酯交换反应十分相
似，从聚氨酯或聚氨酯-脲中分解生成相对分子量较低的含 羟基及胺基的化合物和非取代的脲。此反应的特点是温度 低，可在 150℃下进行。在适当的条件下，生成的多元醇 可以从胺中分离出来。 1997 年俄国人 Anon 用己二胺做 胺解剂对交联脲烷橡胶进行研究，得到的胺解产物被用来 作为半硬聚氨酯泡沫的催化剂。 ❖ 聚氨酯泡沫在含有胺基的化合物中很容易分解成含有羟基 及胺基的化合物。
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聚氨酯及制品
❖ PU由于性能优良和用途广泛，发展十分迅速，但与此同时, 生产聚氨酯泡沫的工厂每年产生大量的边角料、 模具溢料、 废品, 以及在聚氨酯的各应用领域中的废弃物如报废汽车 中的旧聚氨酯泡沫及弹性体也需进行处理。而将废旧塑料 进行回收再利用,既可减少环境污染, 又能降低新制品生产 成本,具有良好的社会效益和经济效益。目前, 聚氨酯的回 收利用方法主要分为物理回收法、 化学回收法和能量回收 法三大类。
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聚氨酯及制品
聚氨酯泡沫板
聚氨酯防水涂料
聚氨酯保温材料
医用聚氨酯材料
聚氨酯胶辊
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聚氨酯粘接胶
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聚氨酯的回收方法
物理回收 法
• 掩埋法
• 粉碎法
• 粘合加工成型
• 挤出成型
化学回收 法
• 醇解法 • 胺解法 • 醇胺法 • 碱降解法 • 水解法 • 氢降解法 • 热降解法
能量回收法
• 燃烧回收热能
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聚氨酯的回收方法
❖ ③粘合加工成型 ❖ 此法是废旧聚氨酯回收利用中最普遍的方法。其要点是：
先将废旧聚氨酯硬质泡沫粉碎成细片状，涂撒聚氨酯粘合 剂等，再直接通入水蒸气等高温气体，使聚氨酯粘合剂熔 融或溶解后对粉状的废旧聚氨酯粘接,然后加压固化成一定 形状的泡沫。
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ห้องสมุดไป่ตู้
聚氨酯的回收方法
❖ ④挤出成型 ❖ 粘合加工的另一种方法就是挤出成型，挤出成型是通过热
力学作用把分子链变成中等长度链，将PU材料转变成软塑 性材料，这种材料适合作强度高、 硬度高，但对断裂伸长 率要求不高的塑料件。对于软质微孔 PU泡沫废料，可以 将其粉碎成粉末,掺混到热塑性聚氨酯中，在挤出成型机中 造粒，采用注射成型方法制造鞋底等制品，德国 Bayer公 司曾做过这方面的研究。
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聚氨酯的回收方法
❖ ②粉碎法 ❖ 聚氨酯边角料及旧废料在应用前首先切割或者粉碎、 筛分
得到所需粒度的小块或者细粉。 一般说来硬质的聚氨酯泡 沫粉碎比较容易，所以其粉碎技术也比较成熟，大多已经 投入商品化，如：精密切割技术、 Flachmatritsen 挤压等 技术。都能够将其粉碎为粒度小于1mm的颗粒。 这废聚 氨酯粉碎后的细片或粉末多作为填料混入原料中回收重用。 据美国道化学公司报道，废聚氨酯作为填料重用于生产 RIM制品比用新原料成本低。 在日本已将废硬质聚氨酯泡 沫塑料用作灰浆的轻质骨料。
聚氨酯的回收与利用
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. LOGO
目录
▪一
聚氨酯及制品
▪二
聚氨酯的回收方法
▪三
结语
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聚氨酯及制品
❖ 聚氨酯(PU)全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基 甲酸酯基团(-NH-COO-)的大分子化合物的统称，是由有机 二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而 成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、 脲、缩二脲、脲基甲酸酯等基团。
❖ ①醇解法
❖ 目前,醇解法是研究和应用最广泛的一种方法, 主要目的是回收可以重 新用来合成聚氨酯材料的多元醇。一般采用低分子醇作降解剂,在一定 催化剂作用下, 在 150~ 250℃ 的温度范围内,常压下就可以将聚氨酯 降解成低聚物,并且通过这种方法获得的降解产物可以直接使用。对于 醇解机理, 大多数人认为醇解过程发生的主要反应是在醇和催化剂的 作用下,聚氨酯中的氨基甲酸酯基断裂, 被短的醇链取代, 释放出长链多 元醇和芳香族化合物:
条件下,将聚氨酯降解成可重新利用的液体低聚物甚至是小 分子有机化合物,从而实现原料的循环使用。其优点是可回 收不熔不溶的热固性聚氨酯废弃物。
❖ 化学法回收废旧聚氨酯的一般工艺流程: PU 废旧料分检、 洗涤、粉碎成颗粒 投入反应釜 约200℃ 加降解 剂 减压蒸馏并分离提纯 检验、存储。
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聚氨酯的回收方法
❖ R1NH COOR2 + HOR3OH R1NHCOOR3OH+ R2OH ❖ 由于在降解过程中参与反应的基团比较多, 还会发生许多副反应,主要
的副反应是在醇解剂的作用下, 脲基断裂生成胺和多元醇:
❖ R1NH CONH R2 + HOR3OH R1NHCOOR3OH + R2NH 2
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聚氨酯的回收方法
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聚氨酯的回收方法
❖ ③醇胺法 ❖ 在 80-190℃下，利用链烷醇胺如单乙醇胺、 二乙醇胺和
二甲基乙醇胺等能够使聚氨酯降解成低聚体，NaOH、 Al (OH)3 和甲醇钠等催化剂可以促进聚氨酯的降解反应速 度。 醇胺法的主要反应为氨基甲酸酯基断裂和脲基断裂。
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聚氨酯的回收方法
❖ 1 物理回收法
❖ 物理回收法是在不破坏聚合物本身的化学结构、 不改变其 基本组成的情况下改变废旧料的物理形态后直接利用的方 法。
❖ ①掩埋法
❖ 掩埋法是垃圾处理最原始的方法。它是利用掩埋的方法， 使垃圾在土壤中于一定的温度、 湿度下，经过一段时间， 产生分解而逐渐转变成无害物质，但是聚氨酯类废弃物使 用掩埋法很难使其分解。 随着可用掩埋处理空间的减少和 资源再生利用的需要，掩埋处理已不适用。
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聚氨酯的回收方法
❖ ⑤其它 ❖ 将生产中产生的边角废料切割成小块, 直接作为包装缓冲
充填物或垫材等。聚氨酯泡沫塑料还可做人造土壤和天然 土壤覆盖物。在开孔性软质聚氨酯泡沫塑料中, 加入水和 化肥,可对多种植物进行栽培, 植物在其中生长快, 无病虫害 和杂草。
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聚氨酯的回收方法
❖ 2 化学回收法 ❖ 化学回收法是指在化学试剂、 催化剂、 热和空气存在的
❖ ②胺解法 ❖ 聚氨酯泡沫很容易在胺中分解,其反应与酯交换反应十分相
似，从聚氨酯或聚氨酯-脲中分解生成相对分子量较低的含 羟基及胺基的化合物和非取代的脲。此反应的特点是温度 低，可在 150℃下进行。在适当的条件下，生成的多元醇 可以从胺中分离出来。 1997 年俄国人 Anon 用己二胺做 胺解剂对交联脲烷橡胶进行研究，得到的胺解产物被用来 作为半硬聚氨酯泡沫的催化剂。 ❖ 聚氨酯泡沫在含有胺基的化合物中很容易分解成含有羟基 及胺基的化合物。