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塑料回收处理

编辑:厦门正和废品回收利用有限公司   时间:2013/06/18   字号:
摘要:塑料回收处理
聚氨酯化学,在我国起步较晚,60年代开始独立研制和发展聚氨酯产品,80年代引进异氰酸酯和聚醚多元醇生产装置,至90年代才相继拥有自主知识产权的制造技术。聚氨酯产品得以广泛应用也就是十多年,其废弃物对环境造成的压力还不是很明显,再加上聚氨酯泡沫塑料是热固性聚合材料,不能像热塑性塑料那样熔融再生利用,它的回收相对来说比较困难,国内对聚氨酯废弃物的研究与报道不多,多是介绍国外的研究现状。但进入21世纪后,汽车等制造业以及隔热制冷等行业的飞速发展,我国聚氨酯泡沫塑料的年产量已达50万吨,软泡约占三分之二左右,硬泡占三分之一,并以7%的年增长率快速增长。由此聚氨酯泡沫塑料下脚料也越来越多,软泡在制备过程中大约产生10%左右废料:硬泡在制备过程中大约产生15%左右的废料。再加上许多聚氨酯制品都即将进入老化报废期,因此研究开发聚氨酯泡沫的回收也亟日可待。
1.从能源的角度讲,资源耗尽只是时间问题,资源必须反复利用,塑料再生就是石油的再生,也是基本国策,废旧塑料的再生利用是塑料行业持续发展的必由之路,也是最经济有效的办法。因此无论是考虑未来环境还是能源,聚氨酯泡沫塑料废旧物的回收利用都必作为我国当前需要解决的重大问题。
本文主要对软质聚氨酯泡沫塑料的回收利用技术进行讨论。软质泡沫的回收利用技术可分为两大类,一是物理法,二是化学法。物理法回收技术是采用粘结加压成型、作填料、挤出成型等办法,对泡沫塑料进行回收再利用的一种方法,该方法简单易行,也比较成熟,但回收来的泡沫适合作低档产品,而且老化淘汰的更快。化学法回收技术工艺相对复杂,工业化成熟较晚,直到现在新的降解方法仍不断出现,但最终回收物制得的泡沫性能较好。下文针对软质聚氨酯泡沫塑料的这两种回收方法进行讨论。
2.粘结加压成型
这种方法是通过粉粹机把聚氨酯软质泡沫粉粹成3-10毫米的碎料,放入带有搅拌器的容器里,喷洒反应型、单组份湿固化型多苯基多亚甲基多异氰酸酯类粘合剂,粘合剂用量约为废旧料质量的5%-10%,混合均匀后,将喷上胶液的泡沫放入模具中模塑,按适当的压缩比,室温固化12小时,或150℃下保持 40分钟,即得成品。得到的回收泡沫可用作包装、汽车衬里、地毯被衬、支撑物等低档部件。  粘结加压成型回收聚氨酯泡沫,是所有回收方法中最简单也是最成熟的一种方法,它工艺简单、投资少,适合中小企业应用。据报道,仅美国每年就有20万吨以上的软质泡沫废料粉碎后粘结成再生泡沫。欧洲也多由块状软质泡沫塑料生产中的边角料及旧汽车、沙发、床、座椅的软垫泡沫生产再粘结泡沫制品。ICI聚氨酯公司用废旧汽车坐垫生产地毯被衬。1997年日本丰田汽车公司用回收的旧汽车椅垫泡沫再粉碎粘结后用作隔音材料。
这种粘接加压成型回收来的再生品拉伸强度、抗撕裂性、断裂伸长率下降较大,而硬度有所增加,此外由于得到的回收品表面光洁度较差,因此只适用于拉伸性能和表面性能要求不高的领域。
3.作填料
软质聚氨酯废旧泡沫经过筛选、清洗彻底清除可能含有的金属杂质后,将其粉碎成粒径为3mm左右的粒子,再在低温下或采用两辊研磨室温粉碎机将粒子再粉碎成180-300?滋m的粉末,然后再把粉末作为填料加入到新的软质泡沫组合料中去。这样不但回收了废旧的泡沫塑料,而且还降低了新制品的成本,在经济和技术上都具有可行性,很适合软泡生产厂在厂内的废料自我消化。
对加入填料的多元醇,首先需要考虑的问题是其流动性,粘度增加主要与回收物添加的比例以及微细研磨的粒子的特性、粒径有关。然后还要考虑它对制品性能的影响。
研究表明,当回收物加入量不超过10%时,制得的软泡的物性与常规的泡沫相比差别很小,与回收物粒径的关系也不大。但随回收物加入量以及粒径的增加会使多元醇的粘度急剧增加,可能导致发泡机混合头混合困难、混合压力过高、组合料注射入模具时不流畅等问题,为此采用这种方法回收聚氨酯废旧泡必须对发泡设备进行改进。
4.挤出成型
挤出成型是利用热力学作用把软质聚氨酯泡沫内的分子链变成中等长度链,将泡沫材料转变成软塑性材料。这种材料适合做强度高,硬度高,但对拉伸、断裂伸长率要求不高的塑料品,具体做法就是将泡沫粉碎成粉末,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。这种方法适合回收的废旧品很有限,不适合大规模的回收。
5.化学回收法
聚氨酯是由含异氰酸酯基-NCO的化合物如TDI、MDI等与含活泼氢的化合物如ROH、RNH2,通过聚合反应得到的,聚合物中含有氨基甲酸酯键、脲键等
化学回收就是在一定条件下采用醇解、水解、碱解、热解的方法把软质聚氨酯泡沫中的氨基甲酸酯基和脲基断裂,分解成多元醇及芳香族胺、二氧化碳等,然后通过蒸馏等设备,将分解物进行分离,达到回收的目的。
6.热解法
软质聚氨酯泡沫塑料的热解有两种方法,一种方法是在惰性气体氛围或氧化气氛中及高温250-1200℃下进行裂解,产物为气态和液态混合物。采取这种方法裂解时,产物和温度有关,例如在250-300℃裂解软泡废料,产物为基本等量的异氰酸酯和多元醇,在700-800℃下进行裂解,产物为热解气,油和焦炭,得到的热解气用来作为热解反应的燃料,以节约热解费用,油则用来加工制成新的塑料或其他化工制品。另一种方法是在热解装置中,适当氧浓度、适当温度下,利用部分泡沫体燃烧放出的热量提供能量,是泡沫体产生热裂解,从而获得部分异氰酸酯和多元醇,通常热解温度400℃,氧浓度21%,该方法多元醇收率可达50-55%。
热解两种形式的方法无论采取哪一种,回收的液体产物成分都比较复杂,分离非常困难,而且只有高温深度裂解的气态馏份才可作燃料使用。从环保和经济的角度考虑,这种方法在当前并不实用,诸多问题需要进一步解决。
最后,还有从我国的现状分析,不仅是软质聚氨酯泡沫塑料,还有硬质的,其回收的工艺成本不是很高,难度较大的是废旧泡沫的回收和聚集,因此政府也应该组织倡导并建立对聚氨酯工业生产过程中的废料及用户废弃泡沫体进行回收、技术研究开发的机构。废旧聚氨酯的回收利用在发达国家都设了政府推进机构,比如在美国,由美国塑料工业协会(SPI)的聚氨酯分会设置的聚氨酯循环回收委员会(PURRC)推动;在日本,由日本聚氨酯工业协会(PUII)、聚氨酯原料工业协会和泡沫塑料工业协会共同协力推动;在欧洲,由欧洲异氰酸酯协会(ISOPA)和欧洲化学工业协会携手推动。此外我国政府也应尽早制定颁布关于聚氨酯废弃物回收和相关环境保护的法律法规,给予致力于回收技术研究开发者和投资者以相应的技术和资金支持。使聚氨酯工业形成良好的原料、制品、回收、再利用的循环体系。减轻聚氨酯行业对环境的污染并创造经济和社会效益。
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