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中国EPS泡沫塑料回收利用状况及技术进展

发布时间:2021年08月18日    点击:[2]人次

中国EPS 泡沫塑料回收利用状况及技术进展

回收利用是环境无害化最重要的措施, 回收利用亦称之为再资源化技术。目前, 国内外许多科研单位对EPS 再生利用的研究,有的已经达到实用化的程度,有的则遇到这样或那样问题,还只是停留在实验或小规模试验阶段。近年来我国对EPS 废弃物的回收利用已受到了有关部门的重视,政府等部门加强了宏观指导和有序管理,相应的法规指导与政策扶持政策相继出台,人们对资源和环保意识有所提高,整体来说,中国在EPS 回收利用方面取得了不小的成绩。例如,废EPS 经过加工处理生产XPS,已经成为国内EPS 回收利用的主要途径。

EPS 回收取得成绩的同时仍存在不少问题:尚没有建立起有效的回收渠道,分选分离技术有待进一步研究解决,回收再生料没有得到有效合理的利用等,致使回收率很低。要解决上述问题最重要的是认识问题,回收再生利用不仅仅是一个技术问题,而更重要的是一个社会系统工程问题, 应把EPS 回收利用作为最重要措施,对废弃物能回收的尽量回收利用,把回收利用提到保证国民经济持续发展,经济、资源、环境相互协调发展的高度来认识。

废弃聚苯乙烯泡沫塑料制品的回收利用, 不仅可以保护环境,节约能源,而且具有很好的经济效益。塑料制品的回收利用常常采用直接利用和转换利用。下面对已达到实用化程度的几种EPS 回收技术方法分别加以讲述。

一、机械回收利用

这种方法可以分为简单再生和复合再生两种,简单再生主要用于生产厂的边角废料,也包括易清洗回收的一次性使用的废弃物,其成分比较简单、干净,再生料可单独或以一定比例掺混新料中使用,也可采用现有工艺和设备, 是目前主要采用和行之有效的方法。复合再生主要用于通过商品流通消费后不同渠道收集的,其特点是杂质多、脏污较严重、回收困难,需要较高的回收技术和高效设备,主要包括收集、减容破碎、清洗、分选、造粒等。这不仅是一个技术问题,也是一个社会问题。目前分离分选技术如静电分选、旋风分选、离心分选、磁选和旋流器水选等已有新的进展和突破。

经破碎后的EPS 废弃物在农业和园艺工程中可用于疏松土壤、作为混合肥料和缝隙排水的疏水材料,在建筑中的用途是作为泡沫剂生产空心砖,作为轻骨料生产EPS 轻混凝土等。

1. 回收生产XPS

EPS 废料经粉碎造料后,制得PS,然后加热熔融加入发泡剂,阻燃剂,成核剂等助剂,经加工处理制得XPS, 广泛用于建材。目前,此回收利用技术在国内已得到大面积推广,且成为EPS 回收利用的主要途径之一。

2.循环利用

EPS 以其优异的性能价格比获得了广泛的发展, 随着越来越多的投资者介入这一行业,EPS 行业的竞争也日益激烈。降低产品的成本,提高产品的竞争力,已是各厂家迫切需要解决的问题。其中回收利用泡沫的边角料,是降低产品成本较为直接方法。

泡沫生产厂家可将边角料和不合格制品经破碎机破碎成一定大小的颗粒,与新鲜的预发珠粒混合后在板材成型机或包装成型机中再次成型,制成各种规格和形状的EPS 制品。经过生产实践证明, 在产品性能满足国标GBl0801-2002 的前提下, 破碎颗粒的掺量可在10%~ 25%之间,也就是说,可以节约原材料10%~ 25%。

3.热熔再生

热熔再生分以下几种工艺。一种工艺是将废弃EPS 泡沫塑料在140℃~ 190℃下进行恒温烘烤,使收缩脱泡,冷却后进行粉碎。烘烤时会产生易燃气体,需采取有效排气措施,注意生产安全。半粉碎的EPS 料通过挤出机挤出并经过60 目~ 80 目的滤网,熔融EPS 由模头挤出呈条状,在冷却槽里冷却固化后由造粒机切粒。其工艺流程为:废弃EPS →洗涤→干燥→粉碎→强迫加料→预塑化→挤出塑化( 机头带快换滤网一) 成型→冷却→造粒→装袋

另一种工艺为先将边角料破碎,再用螺旋推进器将泡沫碎粒强制加到挤出机螺筒中经加热熔融挤出、拉条、冷却、切粒成再生颗粒料。

这种工艺在于加热过程是在挤出机螺筒中进行的,仅和少量夹杂在物料中的空气接触,故再生颗料的性能好,色泽未发生明显变化。如果管理严格,这种再生料仍可作为原料的一部分和新料配合使用, 重新制作EPS 制品。由于EPS 泡沫塑料密度极低,用这种熔融挤出造粒办法加以回收不仅需要专门的设备而且要消耗大量的电能,而社会上经使用后丢弃的EPS 泡沫塑料也必须先收集起来,再运到回收工厂才能进行熔融挤出造粒处理,收集和运输的代价是可观的。

还有一种工艺是先将废弃EPS 泡沫塑料浸入到高沸点混合溶剂中使其消泡并成为凝胶料,再与改性树脂、助剂混合,经多级排气挤出造粒,同时冷凝回收溶剂。造粒所得产物为增强聚苯乙烯,可制作文具、玩具和多种日常用品和电子电气零部件。采用凝胶化的方法制成的颗粒料,经风干至溶剂含量达6%~ l0%后,也可重新用于制造聚苯乙烯发泡塑料制品。

二、制作轻质保温建材

建材工业上经常将保温材料和承重材料在功能上分开,在建筑构件上进行适当的复合。如EPS 轻质混凝土、水泥聚苯板、EPS 泡沫空心砖和EPS 轻质屋顶隔热板等,其特点是充分利用了EPS 泡沫塑料优良的绝热性能。废旧泡沫塑料被粉碎后,经过红外线照射加热,其体积减少到1/20 以下; 然后与特殊的水泥相混合,制成米花糖状的建筑材料,被认定为不燃性建材。这种建筑材料的消音效果平均为60%,对某些频率的噪音抑制可达到90 % 以上。这种材料现已被用做各种隔音设施的墙壁和天花板。

另外,EPS 破碎料还可制成轻质砌块、内外墙的保温砂浆和轻质砂浆等。还可以将胶粘土和EPS 破碎料按一定比侧混合,在高温下烧焙,EPS 破碎料被烧灼从而制成有空心结构的粘土砖,这种砖具有较高的强度和优良的绝热性能。

1. 制作轻质混凝土

EPS 轻质混凝土就是一种通过EPS 破碎料作混凝土骨料的矿物质胶结混凝土( 泡沫混凝土),发泡颗粒松散密度很低,可以生产与应用相一致的密度范围和相应特性范围的轻质混凝土。它是用多孔的、颗粒强度很小的骨料生产的,对强度性能起决定作用的是水泥石结构,它包裹EPS 骨料, 并影响混凝土的密度, 同样,颗粒形状、颗粒大小以及所应用的EPS 骨料的表面特性也很重要。与矿物质骨料相反,EPS骨料不是以重量,而是以体积计量的。因此能够精确确定孔的体积和混凝土的密度,生产闭孔结构的可变形的多孔混凝土。材料特性能够通过选择混凝土密度适应其要求,它能够实现承重、隔音、保温和防火等性能的最佳组合。

对EPS 轻质混凝土的特性来说,以体积计占有高比例的EPS颗粒是很关键的,密度在600kg/ m3 以下时,水泥砂浆的量不足, 如不掺外加剂,EPS 轻质混凝土在此密度范围内,由于明显的滚动特性,是很难加工密实的,而提高加水量又会使强度降低并促进收缩和离析倾向,为此应加入引气型、稳定型和减水型外加剂等。

2. 制作水泥聚苯板

水泥聚苯板是以EPS 破碎料、水泥、起泡剂等材料经搅拌、成型和养护而制成的一种新型保温板材。它重量轻,保温隔热性能好,有一定的强度,施工简单,适用于砖墙、混凝土墙的内保温、外保温和屋面保温层。这种板材适合于民用建筑墙体保温及工业建筑的屋面保温,完全可以满足《民用建筑节能设计标准》( 采暖居住部分) 关于寒冷地区保温隔热的要求,是建筑节能的一种新材料。

三、化学回收利用

化学回收作为调和EPS 与环境的可行性方法而受到各国的重视,该方法是把废弃EPS 分解成单体、化合物、燃料等可再用成分,使EPS 回收真正成为闭环过程。该方法与机械回收相比具有以下优点:分解生成的化工原料其质量可与新料媲美;另外它具有大量处理废弃物的潜力,即能实现再资源化又能达到真正治理EPS 对环境的污染。当前化学回收中具有工业化潜力的工艺是裂解、汽化、加氢、热解。

化学回收虽然从反应机理而言并不新颖,但要全部进入实用化, 还有不少工程问题需要解决。

1. 消泡减容处理针对

以往的经验, 处理EPS 废弃物方法的关键是就地消泡减容, 把已恢复到接近新料聚苯密度的消泡减容回收物料运到各种利用场所,可节约大笔运输费用。EPS 废弃物经过消泡后,按密度计算物料体积仅为原EPS 泡沫塑料的3%左右。消泡所得的物料性能好,可直接用做塑料加工原料使用,也可用于粘合剂、涂料等其他用途。消泡回收设备简单,操作方便,还可设计成车载形式以利于到各个EPS 回收集中点流动回收。

2. 制作化工产品

利用EPS 泡沫塑料可溶于芳烃、卤代烷等有机溶剂的性质,可将废弃EPS 泡沫塑料制成涂料或粘结剂。还有的厂家曾试验把EPS 泡沫塑料与苯、煤油按一定比例投放釜内,加热并搅拌至熔融后,再加入适量无机填料与惰性材料制成改性防水材料,这种利用的缺点是,由于EPS 大分子结构的极性很弱,作为涂料和粘结剂使用时和其他材料的附着力低,只能用于混凝土和纸制品等表面粗糙物品。利用EPS 能溶解于沥青和松香中的性质,用废弃EPS 泡沫塑料改变沥青的熔点,提高沥青的强度和改善沥青冬裂夏粘现象和克服松香易脆的缺点等。

( 一) 用于制造纸包装箱的防水涂料

因聚苯乙烯的分子没有亲水集团,因而吸水率(0.06% ) 低,而在潮湿的

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