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节能减排驱动废旧聚氨脂回收利用的新蓝海   2014-9-12 9:08:03  发表博文

  废旧聚氨脂主要包括生产厂的边角废料,模具溢出料,报废汽车,冰箱中的聚氨脂泡沫及弹性体,废旧鞋底等。聚氨脂的回收利用无疑对环境保护和资源利用是有利的,但是主要问题还在于回收废聚氨脂是否有经济效益。环境保护是崛起中的聚氨脂工业面临的又一重大问题,随着聚氨脂材料在国民经济中的用途越来越广,用量越来越大,其废弃物的回收再利用也日益受到人们的重视。由于聚氨脂的用量较大,而近期原料价格居高不下,其废弃物回收市场前景看好,因此, 废旧聚氨脂回收利用已经成为业界关注的热点。

  1.废旧聚氨脂回收利用前景看好

  聚氨酯的应用有软质泡沫、硬质泡沫、反应注射成型(RIM)弹性体、铸造弹性体,以及鞋底、黏合剂、涂料、密封剂等,其中泡沫占绝大多数,而泡沫中软性泡沫又占绝大多数。软性泡沫主要用在家具的防震、床垫、地毯的下层、汽车坐垫、防震包装等。硬性泡沫主要用在绝缘方面,用作建筑绝缘层压板,可以与软性材料如纸、铝箔或硬性材料如铝或钢板复合;也可用于冰箱、冷柜等,及用于工业热绝缘;此外,在包装、运输等方面都有应用。RIM产品主要用在汽车工业上,包括仪表板、保险杠、主体板、标准窗户,也用于农业装备、开矿设备、设备外壳以及运动物品。聚氨酯浇铸体主要用于工业轮胎、溜冰鞋轮子、打印机滚轮、运输带、泵等。

  随着聚氨酯(PU)材料在国民经济中的用途越来越广,用量越来越大,其废弃物的回收再利用也日益受到人们的重视。废旧聚氨酯主要包括生产厂的边角废料、模具溢出料,报废汽车、冰箱中的聚氨酯泡沫及弹性体,废旧鞋底和废旧PU 革、氨纶旧衣物等。聚氨酯(PU)材料因其可发泡性、弹性、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化等优良性能而广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工、纺织等部门,其制品种类繁多。PU工业的迅猛发展使其产量与日俱增,也由此导致了大量废弃物的产生,包括生产中的边角料和使用老化报废的各类PU材料,因此废旧PU的回收利用成为迫切需要解决的问题。

  聚氨酯主要含碳、氢、氧、氮,与空气中氧燃烧时,产生大量的热能,每千克聚氨酯约产生25~28MJ。过去常见聚氨酯废旧料常与城市固体废料一起作燃料可取代部分煤作锅炉的燃料。聚氨酯是洁净燃料,燃烧产生的气体只含少量的NO2,不含SO2,远优于煤、燃油等燃料。因此在没有其它回收利用方法可选的情况下将废料粉碎成细粒作为燃料代替煤、油和天然气回收能量应用于焙烧水泥或发电。但是,如果在焚烧过程中燃烧不完全将会产生有毒气体,这种方法虽然可以使废料“减容”,废料体积缩小,但是却带来了二次污染,大量生成了对环境十分有害的、以及少量的有害气体,所以人们对焚烧法的反对呼声不断高涨。

  物理法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。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、挤压等技术。都能够将其粉碎小颗粒。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。

  粘合加工成型此法是废旧聚氨脂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。粘合加工的另一种方法就是挤出成型。通过热力学作用把分子链变成中等长度链将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。

  从整个社会来看,聚氨酯原料的获得正在消耗着宝贵的石油资源,聚氨酯废料的传统处理方法又再次增加了碳排放。时下国内聚氨酯行业正处于上升发展阶段,而聚氨酯原料价格逐级攀升。再生资源产业的开拓对企业发展有着重要意义。一是有利于调整优化产业结构,转变经济发展方式。二是能快速提升企业科技生产力的比重,加快淘汰落后的企业生产方式,通过一系列技术创新,推动节能减排和发展循环经济。这个过程更有利于企业产品品牌的形成和发展。环境保护是崛起中的聚氨酯工业面临的又一重大问题。随着聚氨酯材料在国民经济中的用途越来越广,用量越来越大,其废弃物的回收再利用也日益受到人们的重视。

  对废旧聚氨脂(PU)制品的回收利用,欧盟率先出台了电器产品废旧塑料回收的法律法规,原则是谁生产谁回收;我国也应该加快聚氨脂制品尤其是泡沫制品的回收利用。

  2.废旧聚氨脂回收利用的主要方法

  当前聚氨酯的回收利用主要有三种方法:物理法、化学法、能源法。物理法已有许多报道和实用技术,该方法回收的PU生产的制品性能较差,只适用于低档制品。能源回收是通过将废料焚烧来回收热量,这种方式会造成二次污染,基本不再使用。

  所有的软泡沫废料都可用在再黏合地毯的下层。软性泡沫经分离、净化后被切割成一定大小的碎片,泡沫碎料用黏合剂涂上,黏合剂是以甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯甲垸二异氰酸酯(MDI)和多醚醇为原料的聚氨酯,用量是泡沫用量的10%?20%。加人催化剂后经混合,放人模具中压制,并加热加压固化。根据施加压力的不同,可获得密度不同的模压产品(40?100kg/m3)。另一种利用泡沫的方法是将软泡沫在低温下粉碎成一定尺寸的粉末,粉末再与多元醇混合,相对于多元醇的用量可达到15%?20%;将多元醇与粉末制成的浆料与异氰酸混合,再在泡沫加工设备上发泡加工,通过控制催化剂和异氰酸的量,可获得性能良好的泡沫,可与原始料制成的泡沫性能相媲美。另外将聚氨酯进行醇解、水解、裂解等,可回收多元醇及相关的原料。可蒸汽水解、二元醇醇解、裂解等方法。

  传统的高分子材料回收处理方法是填埋法和焚烧法。其中,填埋法是在一定温度、湿度下,利用掩埋的方法使垃圾在土壤中经过一段时间产生分解而逐渐转变成无害物质。然而,该法很难使PU废弃物发生分解,且占用土地,消耗资源;焚烧法是利用PU废料在一定条件下燃烧产生大量热能,使其作为燃料以取代部分煤、油和天然气。但是,如果在焚烧过程中燃烧不完全将会产生有毒气体,造成二次污染。

  物理方法回收利用聚氨酯废旧料是指改变废旧料的物理形态后直接利用的方法。物理回收利用方法有热压成型、粘合加压成型、挤出成型和用作填料等等方法使PU废弃物回收利用,也包括通过粉碎的方法将PU废料粉碎成细片或粉末作为填料,而以粘合加压成型为主。该方法简单易行,但回收得到的泡沫只适用于低档产品。

  粘结成型法是废旧聚氯酯回收利用中最普遍的方法。其要点是:首先将废旧PU泡沫粉碎成细片状,涂撒PU粘接剂,再直接通入水蒸气等高温气体,混合均匀后,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。在一定温度和压力下成型,所得到的再生粘接PU泡沫可用作垫材、支撑物等。该法适用于各类废旧PU的回收。日本的研究人员将回收的反应注塑成型聚氨酯颗粒与橡胶粉共混,用于运动跑道和网球场的铺面材料。但这种方法最大的缺陷是再生后的泡沫制品性能下降,只适于用作低档部件,应用面窄,且工艺繁琐、劳动量大,经济价值也不高。

  填料法通常是将PU废料粉碎成细片或粉末,作为填料混入新的PU原料中制成成品。该法不但使废旧PU材料得到回收,而且还可有效地降低制品成本,可用于制备RIM弹性体、吸能泡沫和隔音泡沫。将废PU粉末投加到生产原部件的原料中,再次生产相同部件,可在一定范围内不影响到部件的性能。添加与未添加PU回收料所制备的复合板材性能和外观没有显著差别。

  热压成型法是将某些PU材料在100~220℃温度范围内具有一定的热软化可塑性能。因此,将PU泡沫废料粉碎后再在该温度段热压成型,可以完全不使用粘合剂就能使其相互粘结在一起。热压成型的条件与废旧聚氨酯的种类及再生制品有关。该法所得再生制品的伸长率下降较大,制品的表面光洁度较差,因此只适用于对伸长率与表面性能要求不高的领域,如车轮罩、备轮罩、挂泥板、翼子板衬里、小工具箱等客车部件,这些部件都是带部分增厚区的薄壁部件,一般只要求有良好的尺寸稳定性、耐热性和耐老化性能。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,这种材料适合做强度高、硬度高而对伸长率要求不高的塑料件;对于软质微孔PU泡沫废料,德国Bayer公司曾将其粉碎成粉末,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。

  物理回收方法受到技术和经济上限制时,就需要采取化学法回收。因此化学法回收聚氨酯一直是化学家们研究的热点和发展方向。聚氨酯的化学回收技术,是指聚氨酯树脂在化学降解剂的作用下,降解成低相对分子质量的成分。

  化学回收法是指PU材料在化学降解剂的作用下,降解成低相对分子质量物质。根据所用降解剂的不同,聚氨酯材料的化学回收方法可分为醇解法、水解法、碱解法、氨解法、胺解法、热解法、加氢裂解法和磷酸酯降解法等。化学法回收技术工艺相对复杂,发展也相对较晚,直到现在仍有新的降解方法不断出现。

  醇解法即以醇类化合物为分解剂,在加热的情况下,把聚氨酯废料分解为聚醚多元醇。通常使用的醇解剂有乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、一缩乙二醇、一缩丙二醇等。醇解反应所用醇解剂的种类、反应物料配比、反应温度、反应时间等都是影响醇解最终产物及用途的主要因素。选择合适的醇解剂和降解条件可以获得高质量的多元醇。采用该法最终所制得的RRIM2PU与用原始多元醇得到的产品相比,性能基本接近,前者弯曲模量甚至还有所增加(约高20%),可满足产品机械性能的要求。

  为提高醇解反应的速度,降低反应温度,缩短反应时间,提高醇解反应能力,降低醇解剂的用量,在醇解反应中往往加入助醇解剂或称改性醇解剂。根据醇解所用醇解剂、助醇解剂的不同,醇解法又可分为二醇法、醇胺法、醇2碱金属氢氧化物法和醇磷法。醇解法是化学降解PU废料中最重要的一种方法,这种方法可以用来回收PU硬质泡沫(热绝缘材料)、微孔弹性体(鞋底)和结构泡沫、柔性弹性体等等,并且已在许多国家实现了规模化或工业化生产。以废旧硬质聚氨酯泡沫塑料和二甘醇(DEG)为主要原料制备了低成本聚醚多元醇,在190~210℃、原料摩尔比为0178~1106时得到了性能优异的产品,再生料配制的聚醚组合料贮存稳定期在半年以上。水解法是利用碱金属氢氧化物作催化剂,在高压水蒸气的作用下,于250~340℃将PU软泡或硬泡水解成二胺、多元醇和二氧化碳。该法的缺点在于水解是在高温高压下进行,因而对水解条件和设备要求很高,且水解产物的提纯技术难度也很大,所以这种方法没有得到广泛的应用。聚氨酯材料在含有胺基的化合物中很容易分解生成含有羟基及胺基的化合物,由于胺基的反应性强,该反应在较低的温度下即可进行。PU材料的胺解与胺的类型、反应温度以及PU/降解剂配比有关。胺的相对分子质量越低,则降解速度越快,降解产物中的胺含量越高,粘度越低;而反应温度越高,则降解速度越快,降解产物的粘度越低,但胺含量并不高;降解产物中的胺含量随降解剂用量减小而减小。PU废料的热解有两种形式,一种是在惰性气氛或氧化气氛及高温下进行裂解,这种方法的裂解产物依热裂解温度而异;另一种是在燃烧炉中氧气气氛下部分燃烧,利用燃烧释放的热能分解其它未参与燃烧的废PU,以回收聚醚多元醇,该过程中热解温度与氧的浓度对产物回收率均有很大影响。由于经济等方面的原因,热解法回收PU废料的技术目前尚未达到实用化阶段。目前,PU废弃物的回收利用方法主要分为物理法和化学法。这两种方法是通过物理或化学的过程实现废弃资源的再利用,是PU废弃物回收利用的发展方向。由于所用降解剂的不同,化学降解又分许多种类型。不同类型降解剂所得降解产物不同,物化性能及作用也不同,因此可根据使用目的采用相应的降解剂和降解工艺。聚氨酯的降解反应主要有醇解法、氨解法、热解法、碱解法、磷酸酯法等。化学法根据降解剂的种类及条件化学回收利用各种方法都有各自的优缺点,但无论哪种方法,其原理都是将聚氨酯大分子中含有的大量氨基甲酸酯键、酯键、脲基和醚键等断键,使其形成相对分子质量较小的含聚酯或聚醚多元醇或聚氨酯多元醇及少量胺的液体混合物。聚氨酯的回收利用无疑对环境保护和资源利用有利,开发一种经济可行的回收方法已经成为业界研究的热点。

  3.废旧硬质聚氨脂的回收利用实例

  硬质聚氨酯泡沫塑料是一种性能优良的绝热材料和结构材料。在聚氨酯各类制品中,产量仅次于软质泡沫塑料。聚氨酯硬质泡沫塑料是一种高度交联的热固性材料。泡孔结构大部分是闭孔型,少量开孔结构硬泡用于特殊场合。硬质聚氨酯泡沫塑料的主要特性是其硬韧,另外,由于其起始剂,发泡剂、催化剂等助剂的用量及品种的不同,也赋予了聚氨酯硬泡不同的性能。其可发泡性、弹性、耐磨性,耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等优良性能使其广泛应用于冷冻冷藏设备、汽车、火车、屋顶、聚氨酯硬泡混凝土、贮罐管道绝热、包装、办公用品等领域。废旧聚氨酯主要包括生产厂家的边角废料、模具溢出料,报废汽车、冰箱中的聚氨酯泡沫及弹性体,废旧鞋底和废旧PU革、氨纶旧衣物等。硬质聚氨酯泡沫废料主要有两类:一类是以冰箱、冷库为代表的聚氨酯废旧硬质泡沫,不含其他混杂物;另一类是绝热夹心板产生的废旧硬质聚氢酯泡沫,含有较多的纤维或金属面材,是掺混物。他们的回收利用工艺有一定的差别。

  塑料和聚氨酯泡沫由于其良好的性能和易得性、易用性,是冰箱制造的主要原材料之一。一台冰箱中所含塑料的种类多达6~8种,冰箱的内胆、门把手的主要部件全由塑料构成。聚氨酯泡沫作为优异的绝热材料,更是冰箱中必不可少的一部分。在冰箱的生产过程中会产生大量的报废塑料,市场中报废的冰箱中也包含着大量的废旧塑料和废旧聚氨酯泡沫。

  电冰箱生产过程中及市场退回的报废冰箱中所含废旧塑料,主要包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚丙烯(PP)、通用级聚苯乙烯(GPPS)等四种塑料。在电冰箱生产过程及报废电冰箱中,需要回收的聚氨酯泡沫主要有是生产过程中产生的发泡废料、边角料和溢出料,其次是报废冰箱中所含有的废聚氨酯泡沫。冰箱中使用的软质聚氨酯泡沫较少,一般用作密封块。硬质聚氨酯泡沫在冰箱中得到了大量的使用,主要被用作箱体、门体的隔热保温层,约占冰箱总重量的10%左右。对于生产过程中产生的废料以及从不合格冰箱中回收来的废旧塑料,由于未经用户使用,塑料基本上未受污染,回收的难度也要小于从报废冰箱中回收来的塑料;而少数从废旧冰箱中拆卸下来的塑料,经过清洗、破碎、造粒后作为填充料使用。冰箱等用的硬质聚氯酯泡沫废旧料是单一的聚氨酯,回收利用比较简单,常用多苯基多亚甲基多异氰酸酯做胶粘剂。胶粘剂必须均匀分散于废旧泡沫碎片之间,可在连续或者非连续的混合器中进行,最好用无空气喷雾法将胶粘剂喷雾到废旧泡沫碎片上,胶粘剂用量约为废旧料质量的5%~10%,混合均匀后,预制成疏松的坯垫.置入涂有脱模剂的模中,在高压和加热下压制成泡沫碎料板或者制件,一般模温在120~220℃之间,模内压力根据预制坯垫的密度及制成品要求的密度决定,一般在0.5~5MPa范围,模压时间与模温和废旧料的导热因数有关。模温为180 ℃时,每毫米厚的硬质聚氨酯碎料板需模压约0.5MIN。由于硬质聚氨酯废料碎料板耐水性优良,常用来制作舰船用家具。此外,聚氨酯碎料板有很好的回弹性,广泛用作体育馆地板。

  综合考虑环境、经济、社会等综合效益,冰箱中需要回收的大部分PU泡沫均为大块硬质泡沫,只有少部分为小块软质泡沫,若采用醇解法回收,虽能得到价值较高的回收物,但设备投资大,工艺复杂,操作繁琐,成本回收周期长,并不太适合采用。因此,采用物理法回收较为合适。对于大块的硬质聚氨酯泡沫,在检验其性能合格后,将其分成若干较大的泡沫,用作小型冰箱或其他设备的保温层,剩余的碎料归入小块硬质PU泡沫中处理;对于小块的硬质聚氨酯泡沫和小块的软质聚氨酯泡沫,在分类后分别破碎到一定粒度,作为填料。软质PU泡沫粉碎成细小的颗粒后,可添加15%~25%的回收物到汽车座椅的模压泡沫中。对于采用MDI的常温固化体系。填充量的上限为15%,对于采用TDI的热固化体系,填充量的上限为25%;硬质PU泡沫粉碎后,可加入到PU系统的多元醇组分中充当填料。

  废旧绝热夹芯板聚氨酯泡沫粉碎后约含70%聚氨酯泡沫,25%纤维(如房顶绝热板面层),3%铝箔和2%玻璃纤维,难于筛分。若直接加到聚醚多元醇中用作填充料,则多元醇的粘度急剧增大,添加量仅4%时,已变成膏状物,不能使用。采用胶粘工艺是可行的方法。将硬质聚氯酯泡沫夹心板废旧物料粉碎为约12.7mm碎片后加入约6%的多苯基多次甲基多异氰酸酯(PMDl)胶粘剂,在转动式混合器中混合(即将定量的胶粘剂连续喷雾到碎泡沫片上),然后在约176℃经约6min模制成厚约12.7mm板。板的内部粘接强度、弯曲强度、硬度、拨螺纹强度优于木质碎料板,耐水性及尺寸稳定性远超过所有木质板材。在密度相等的情况下,硬质聚氨酯碎泡板的刚度比木质碎料板差,可以添加价格低廉的木纤维、回收废纸碎片、木材碎片来增加刚度,满足标准要求。实例:白杨树碎片和3%的PMDl胶粘剂混合制成芯,外层用硬质聚氨酯泡沫碎片与6%的PMDI胶粘剂一步法制成板,完全可以符合标准的要求。模塑板表面光滑,耐湿性很好,是室外室内用家具所需的理想板材。有很好的潜在市场。这种方法最大的缺陷是再生后的泡沫制品性能下降,只适用于做家俱及汽车衬里等低档部件,应用面窄,而且工艺繁琐、劳动量大、经济价值也不高。

  对于挤板过程中产生的废板料和过机料以及造型过程中产生的边框料,由于几乎不含杂质,又没有经过加工变形,其性能与原料几乎完全一致,可直接粉碎造粒后与原料混合生产新的塑料。对于造型过程中产生的废胆料,也几乎不含杂质,但经过加工变形后,力学性能有所下降,约为原来的80%左右,采取破碎后按一定比例添加到原料中用于生产新的塑料;因此,废旧塑料的回收工艺可以采用“拆卸→清洗→分选→破碎→筛选→造粒→再利用”的工艺流程。废旧硬质聚氨酯泡沫塑料粉常用作聚氨酯建筑材料的填料,如作屋顶的绝热层,将水泥、砂、水和废硬质聚氨酯泡沫粉混合铺于房顶面的底层,材料的绝热性能优良,质量轻(几乎是不加废硬质聚氨酯泡沫的水泥层密度的1/2),材料可以锭钉。

  另外,据美中化学公司报导,废聚氨酯可作为填料用于生产RIM(反应注塑)制品,吸能泡沫和隔音泡沫。文献报导,如果将得到的废聚氨酯粉末投加到生产原部件的原料中,再次生产相同部件,则由于粉末具有与原料相同的结构,用量可达20%,而最终制品的机械性能没有明显的削弱。在日本,已将废硬质聚氨酯泡沫塑料用作灰浆的轻质骨料。

  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,掺混到热塑性聚氯酯中,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。

  由于聚氨酯的聚合反应是可逆的,控制一定的反应条件,聚合反应可以逆向进行,会被逐步解聚为原反应物或其它的物质,然后再通过蒸馏等设备,可以获得纯净的原料单体多元醇、异氰酸酯、胺等。用化学方法处理聚氨酯废旧料,回收多元醇等作为原料再制备聚氨酯的工艺路线,已有多套装置投入试运行,是当前回收利用废旧聚氨酯的主要努力方向之一。

  4.废旧聚氨脂回收利用的应对措施

  环境保护是崛起中的聚氨酯工业面临的又一重大问题。随着聚氨酯材料在国民经济中的用途越来越广,用量越来越大,其废弃物的回收再利用也日益受到人们的重视。对废旧聚氨酯制品的回收利用,欧盟率先出台了电器产品废旧塑料回收的法律法规,原则是谁生产谁回收;我国也应该加快聚氨酯制品尤其是泡沫制品的回收利用。聚氨酯的回收利用无疑对环境保护和资源利用是有利的,但是主要问题还在于回收废聚氨酯是否有经济效益。由于聚氨酯的用量较大,而近期原料价格居高不下,其废弃物回收市场前景看好,但以前使用的回收方法经济性普遍不强,未能广泛推广,因此,开发一种经济可行的回收方法已经成为业界研究的热点。

  聚氨脂泡沫塑料是利用化学方法人工合成出来的高分子材料,由于具有比重轻、强度好、耐磨、耐腐蚀、绝缘、隔热和隔音等优异的特性,在各种行业中得到广泛的应用。由于聚氨脂泡沫塑料制品化学性能稳定,广泛的使用也导致了大量废弃物的出现(废料与边角料)。废旧聚氨脂在自然界中很难降解,对环境造成了严重污染。据统计,塑料垃圾就重量来说已占到全球垃圾的8%,占海洋漂浮物的60%以上,并且还在继续增加。因此对聚氨酯硬泡的回收和处理成为迫切需要解决的问题。由于聚氨酯硬质泡沫塑料性能优良和用途广泛,其发展与日俱增,因此对其废旧制品的回收利用不仅能有效地保护环境,减少污染,而且能节省资源,变废为宝。目前,世界许多发达国家和地区都颁布了一些环保法规,并对产品的环境性能和回收性能提出了一些具体的要求。日本要求电视机的资源再生率必须在55%以上,洗衣机、电冰箱的资源再生率在50%以上,空调则要超过60%。欧盟颁布了WEEE指令,对废弃物的回收提出了明确的要求,不满足其要求的产品根本无法进入欧洲市场。我国自1996年开始实施《中国人民共和国固体废弃物污染环境防治法》以来,又相继颁布了《废旧家电及电子产品回收处理管理规定》和《电子产品污染管理办法》等法律法规,对固体废弃物的防治管理提升到了一个新的高度。

  对于聚氨酯硬质泡沫废料的利用,从产前投入的经济角度看,以直接回收利用好,但是,制品的性能较差,只能作低档用品使用。从最终产品的使用性能看,还是化学回收法中的醇解、碱解和水解较好;能量回收法不适合Pu废料的利用。与此同时,选择不同的处理方法还要结合实际的情况,具体问题具体分析,以获得最好的投入产出比。

  大量可回收利用的材料资源,有效提高了产品的循环再利用率,降低了废旧聚氨酯的再处理成本,达到资源的综合利用,是可持续发展和循环经济的具体体现。除了回收环节需要进一步宣传组织推广外,在加工提纯技术方面,在二次利用产品研发方面还有很多文章可做。在科技含量、加工制造的装备水平上,我们与世界发达国家还有着不小的差距。我国每年回收的废旧电冰箱数量很大,除了金属废料回炉利用之外,箱壁夹层中拆解下来的聚氨酯材料堆成了山。由于对化工材料回收再利用知识的不足,加之国内技术装备的发展滞后,过去人们只能将它们就近深埋或者付之一炬,这种废料处理方法既浪费了资源也污染了环境,从根本上违背了我们的创业宗旨。

  聚氨酯泡沫废料的再生资源的回收利用,对推动当地循环经济的发展和环境保护起着非常重要的作用。随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,生产和生活过程中产生的能够回收利用的各种再生资源日益增多。大力开展再生资源回收利用,是提高资源利用效率,保护环境,建立资源节约型社会的重要途径之一。未来几年聚氨酯泡沫废料的数量将大幅度增加,如何有效地回收和处置这些现代垃圾,使之变废为宝,将是再生资源回收利用面临的重大而紧迫的课题。我国应坚持实施可持续发展战略,以提高再生资源回收利用率和保护环境为目的,加快法规建设,依靠技术进步,加强科学管理,提高回收利用水平,减少环境污染。深化企业改革,增强企业自我发展能力;加强回收网络建设,加快再生资源回收利用的市场化、规模化进程,促进再生资源回收利用健康、有序发展。

  聚氨酯种类繁杂,其制品有软,硬泡沫塑料,热塑性弹性和工业制品等,广泛用于汽车,家电,化工,日用等领域。回收利用可按共种类分别进行。聚氨酯软质泡沫塑料的回收,聚氨酯软质泡沫塑料可采用机械回收的方法有:用粘合剂包覆,压塑再利用;低温回收作填料;反应注射成型聚氨酯的回收:用作玻纤增强RIM-PUR的填料;与聚丙烯共混,废旧RIM-PUR粉碎料与PP共混凝土,可制得柔韧性的PP弹性体。方法有活化处理、添加相容剂、添加无机填料;直接压塑回收RIM-PUR回收料,经粉碎磨细后的粉料可直接压塑制得各种制品,而不需添加粘接剂;部分热降解回收,将RIM-PUR废料在捏和机中加热至使材料中PU分子链部分断裂降解,材料由硬质变为软质塑性状态,此时再加入异氰酸酯使材料中降解的PU分子链交联,制得硬质材料,用于汽车工具箱等要求强度,硬度高等。

  聚氨酯泡沫固体材料的处理方法多种多样,各种方法均有其优缺点。其中,物理法的应用较为活跃,化学法尽管很有诱惑,但其技术难度较高,短时期内还难以实现大规模工业化。在实际生产中,需根据使用目的来选择合适的处理方法。当前,由于聚氨酯的原料价格居高不下,其废弃物回收市场前景普遍看好。因此,一方面,需努力开发出新的处理技术;另一方面,政府也应该为致力于聚氨酯回收事业的相关技术人员及广大投资者提供政策上的支持,使聚氨酯工业形成良好的循环体系,并创造出经济效益和社会效益。

  5.结论

  聚氨酯的回收利用是一项绿色事业,对于保护环境,实现资源的合理利用,实施可持续发展战略都十分有利。废旧聚氨酯材料的回收方法多种多样,各种方法均有其优缺点。在实际生产中,需根据使用目的来选择合适的回收工艺。随着技术的发展和人们环保意识的提高,寻找经济有效的回收利用方法,减少对环境的压力、实现资源的合理利用,实施可持续发展战略,是今后人们努力的方向。物理回收方法的应用较为活跃。化学回收法由于其技术难度较高,短时期内还难以实现大规模工业化。然而,随着技术的进步,该法必将有着广阔的发展前景。

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关键词:节能减排 废旧聚氨脂 回收利用 
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