聚苯乙烯废料在中国的回收与再利用

作者：轻工业塑料研究所 李红艳

欢迎访问e展厅 展厅 1 工程塑料展厅 聚乙烯(PE), 聚苯乙稀PS, 聚酰亚胺PI, 聚酰胺PA, PA66塑料(尼龙), ... 聚苯乙烯（PS）塑料是一种用途很广的通用塑料﹐应用主要分为注塑制品﹑挤出制品及泡沫制品三大类。 PS发泡制品因其原料成本低廉﹐性能优秀﹐用途广泛﹐而发展很快﹐目前生产量已居泡沫塑料的第二位﹐仅次于PU泡沫。PS泡沫制品因密度小﹑体积大﹑保温隔热性能好﹑安装便捷﹐被广泛用于各种建筑物及冷库的保温隔热层和一次性使用的包装材料﹐如各种家用电器﹑工业配件及产品的运输包装。另外还有相当一部分被用于一次性使用的快餐饭盒﹑食品包装盒﹑冷冻自选食品的包装盒﹑这类制品由于用后即弃﹐所形成的垃圾不仅数量大而且不便回收﹐由于不能自行分解﹐此类泡沫塑料垃圾已成为全球性的公害﹐被称为“白色污染”。 最初的处理是填埋与焚烧﹐但塑料在常温下性能极其稳定﹐不会象天然有机物那样随着时间推移而自行分解腐烂﹐成为对环境无害的物质。塑料埋藏于土壤中上百年也难于分解﹐反而会隔断土壤的自然渗水层﹐使土地沙化﹐严重影响环境。焚烧塑料曾经在一段时间内获得较大发展﹐主要是因焚烧后几乎完全消失﹐不占用土地而为各方青睐。但近年来随着环保呼声的日益高涨﹐废塑料焚烧中产生的有害气体再次污染环境及二恶英问题引起普遍关注﹐塑料的焚烧遭到强烈反对。 国内回收技术研究现状 PS的回收与再利用是目前研究最多的塑料﹐当前国外对PS的回收再利用通常有以下几种方法﹕ 一﹑直接回收再生PS粒料 对普通聚苯乙烯和高抗冲型聚苯乙烯废弃物回收并清洗后﹐可直接经破碎﹑熔融﹑挤出和造粒。如果是不含杂质的干净边角料﹐可直接加入新料中使用﹐但通过社会回收的PS废品往往含有不同程度的杂质﹐使再生制品不透明或有杂色﹐通常用于生产非食品接触性制品﹐其使用效果依然很好。据研究表明﹐高抗冲型聚苯乙烯在多次受热加工后﹐分子链发生断链﹐平均分子量降低﹐而橡胶组分则局部发生交联﹐经过五次以上的回收后仍能保持高达80%的冲击强度﹑90%的断裂伸长率。所以回收再利用只要适当地选择再加工制品﹐回收料完全可以满足使用要求。目前主要回收方法是把PS从其他废塑料中分拣出来﹐然后切碎清洗﹐再加工成粒料﹐制成板材﹑小型工业产品的包装箱﹑绝缘体﹑托盘﹑玩具﹑日用品和垃圾箱等制品。 用聚苯乙烯泡沫回收PS粒料﹐通常都是采用机械回收的方法。一般是将废PS泡沫块先加热﹐使之缩小体积和脆化﹐再送入破碎机中破碎成小块﹐后经过挤出机熔融﹑排气﹑挤出造粒。对于PS泡沫片材﹐有的则直接送入专门设计的回收机中﹐这种回收机通常进料口很大﹐以便将尺寸较大的板片直接投入﹐内设有转动的切（铰）刀﹐能将较软的PS泡沫板片切（撕）碎压缩并加热﹐使之熔融再挤出具有一定密度的料条。有的则直接与排气式挤出机相连﹐直接挤出造粒﹐得到PS再生粒料。回收专用的设备目前国内已有多家企业生产。 但大量作为垃圾的PS泡沫垫块和各种快餐饭盒和饮料杯都较骯脏﹐表面沾满了尘土及原来内容物的残渣渍液﹐还有相当多的容器表面还复合有纸﹑铝箔﹑纤维及其他他物质﹐如不清洗与分离是无法回收再利用的。目前对比较骯脏的废PS泡沫制品通常是分解回收苯乙烯和油类。 二﹑分解回收苯乙烯和油类 分解回收是90年代以来国内外都在广泛研究的一种方法﹐将废聚苯乙烯泡沫在高温下分解反应。PS受热达到分解温度时就会裂解成苯乙烯﹑苯﹑甲苯﹑乙苯﹐通常苯乙烯单体可占50%左右﹐因此可以利用不便清洗或无法直接再生的PS废泡沫﹐通过裂解工艺来回收苯乙烯等物质。通常的回收工艺是将PS废泡沫投入裂解釜中﹐控制温度使其裂解生成粗苯乙烯单体﹐再经过蒸馏﹑精馏﹐即可得到纯度在99%以上的苯乙烯。如果将包括PS在内的聚烯烃类废塑料在更高的温度下热裂解和催化裂解﹐可变为汽油或柴油。由于将废塑料油化的方法不仅对环境无污染﹐又能将原先用石油制成的塑料还原成石油制品﹐能有效地利用能源﹐所以近年来国内外在这方面研究的相当多。 据笔者了解及收集到的资料来看﹐国内在90年代中期研究用废塑料油化的技术与设备的公司企业已有20家之多﹐其方法均是热裂解﹐设备也大同小异﹐有使用催化剂的和不使用催化剂的﹐催化剂多是自己研制的。产物多为汽油和柴油﹐产率高的可达70%﹐低的也有50%。用废PS回收苯乙烯的方法﹐也是加热→分解（反应釜）→粗苯乙烯→精馏→苯乙烯成品。反应温度一般在300～500℃。反应时加入少量催化剂﹐因各自的方法不同﹐最后获得的苯乙烯产率在70～90%不等。最后提炼的剩余物可作为防水材料。 三﹑生产涂料﹑粘结剂 在我国利用废旧PS塑料的另一个方法是用来生产苯乙烯类防水防潮涂料﹑保护漆﹑粘接剂等产品﹐采用少量的有机溶剂将不易回收的废聚苯乙烯泡沫溶解和沉淀过滤后﹐再加入一些助剂制成涂料﹑保护漆或粘接剂。由于是废物利用﹐成本降低﹐有一定的经济效益和社会效益。据了解国内有多家化工院所进行过研究﹐并已取得了有益的经验﹐中国专利中就有近十条之多。 四﹑其他回收方法 也叫复合利用回收法﹐复合利用的方法之一是将废PS泡沫大块破碎后﹐与水泥或其他粘结剂混合制成轻质建筑板材﹑型材﹑模板或芯材﹐作为建筑物的内墙或隔板﹐废物利用﹐成本低廉﹐也有一定的市场。由公司研究用废PS代替一部分苯乙烯加入到鞋料中使用﹐也取得了一定效果。 未来的发展前景 总结目前国内回收废PS塑料的方法﹐大致有回收PS再生树脂﹑分（裂）解回收苯乙烯和油类﹑复合再利用等几种。从我们了解的情况来看﹐这些方法各有利弊﹐但生产必须达到一定的规模才能出效益﹐否则很难获利。特别是用PS回收油的装置﹐要形成一定的生产能力﹐关键是要建立起稳定的回收渠道。有些废塑料是与纸﹑铝箔﹑纤维﹑布料等复合在一起的﹐这类废弃物在回收上就有一定困难﹐尽管目前也有一些方法可将其回收﹐如先人工分离或机械分离﹐但效果总是不如预想的好﹐以至回收的塑料质量不高﹐不能发挥最大经济效益。 国家目前对包括回收废塑料这样有利于环保的工作已经制定了一系列的优惠政策﹐在多方面给予支持与鼓励﹐预期国内废旧塑料回收将会得到更大的发展。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/8/2004)