有机高分子材料的循环利用

有机高分子材料的循环利用目录1有机高分子材料的发展状况2存在的问题3主要高分子材料的循环利用4其他典型聚合物的回收利用1有机高分子材料的发展状况有机高分子材料主要包括塑料、橡胶和合成纤维三大类。我国1998年生胶产量1080kt，位于世界第三位。合成高分子树脂种类繁多，性质差异较大，就品种而言，有聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）。1.1聚乙烯（PE）PE具有良好的机械性能和化学稳定性，加工性能好，广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用品中。1.2聚丙烯（PP）PP是近年来通用树脂中增长较快的品种，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性和密度低等特点，且原料易得、来源丰富，其销售量仅次于聚乙烯。1.3聚氯乙烯（PVC）PVC具有难燃、抗化学腐蚀、耐磨、电绝缘性等优点，被广泛用于工业、建筑、农业、日用品、电力等方面。1.4聚苯乙烯（PS）PS是仅次于PE、PP、PVC的第四大品种，具有质硬、透明、刚性和优良的加工性能,用途广泛。2存在的问题2.1环境问题2.2能源问题2.1环境问题高分子材料在给人类带来带来物质文明的同时也带来的相当严重的环境问题。用过的塑料袋、农用薄膜、一次性塑料餐具等塑料包装物大多呈白色，所以称为“白色污染”，塑料袋也被誉为“20世纪最糟糕的发明之一”。1）“白色污染”降低环境质量，带来“视觉污染”。2）“白色污染”危及人类与生物的健康3）“白色污染”污染农业生态环境，带来“潜在危险”4）焚烧污染空气2.2能源问题高分子树脂的合成材料主要来源于石油和天然气。随着世界能源的紧张，从而引发了高分子树脂价格的上升。废弃高分子材料回收再利用比重目前为10%~15%，其余焚烧或填埋处理。3主要高分子材料的循环利用在高分子合成材料中，塑料用量最大，发展速度最快，其中，PE、PP、PVC、PS的产量占总产量的70%，这四种材料的再生利用也最为成熟。3.1PE废塑料的再生利用1）简单利用——将回收的PE经过清洗、破碎、造粒后直接加工成型。2）改性再生利用——将再生料通过物理或化学改性后，加工成型。3）产气技术——在600~800高温下，废PE可裂解成乙烯、甲烷和苯。4）产油技术——废PE在450裂解时的产物为碳原子数为7~12的重油，但常温粘度较大，不宜作为燃料使用。5）产蜡技术——由产油技术产生的油可制得聚乙烯蜡，因这种蜡无毒无腐蚀，硬度大等优点，近年来得到了广泛的应用3.2PP废塑料的再生循环1）直接再生利用——与PE相似2）改性再生利用——通过共混增容、交联氨化或紫外光辐射改变废旧PP的性质，以满足某些专用制品的要求3）热分解——利用热能使高分子链发生断裂，得到分子量相对较低的化合物4）焚烧PP利用热能——PP燃烧所生成的物质为CH4，副产品为水、CO2和少量的灰，其燃烧热能与燃烧油相当5）其他利用新技术——可制成用于建筑的砖瓦，通过添加天然纤维、稻草粉和助剂，可制造复合PP新材料。3.3PVC废塑料的再生循环1）PVC再生利用——可利用塑料形成过程中的边角料按一定比例加到新料中，代替部分新料。例如：PVC人造革，PVC填充改性材料、PVC纤维复合剂等。2）裂解PVC回收化工原料——PVC混合废料的裂解产物中，裂解气可用作加热炉的燃料，裂解油可分离成汽油、柴油、煤油等馏分。3）焚烧PVC利用热能——单纯焚烧PVC会产生HCl和二噁英，所以一般与各种可燃垃圾混配，制成固体材料，稀释其中的氯含量。3.4PS废塑料的再生循环1）直接热熔PS再生利用2）填充改性其他材料3）制作涂料、粘合剂、防水材料、改性沥青和阻燃剂4）裂解PS制作单体及燃料油——PS能在苯乙烯溶剂中进行溶液裂解，生成苯乙烯单体5）溶剂法再生PS——将废PS塑料融于脂肪烃、芳烃中，可制备PS再生料6）非溶剂型热介质消泡再生PS——将PS废料放入消泡罐中，加入热介质消除泡孔，将物料与介质分离即可得到PS再生料4其他典型聚合物的回收利用4.1工程塑料的回收利用常见的热塑性工程塑料有ABS、PC、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇脂和聚甲醛，以及它们的共混物等。市场价格回收费用PPPVCPS玻璃工程塑料金刚石催化金属典型的工程塑料回收来源有计算机外壳、电器外壳、连接器、复印机外壳、汽车仪表盘和护罩、光盘等。计算机外壳是工程塑料回收的主要来源。大多数计算机外壳是采用ABS树脂制造的，美国有大约70多家企业从事与此相关的回收业务。HuelsofMarl生产的吸尘器中可回收纯度高达99%的ABS，他们在法兰克福工厂每年可处理2000t的废弃家用电器。4.2橡胶轮胎的回收利用目前废轮胎的大量堆积是橡胶轮胎的回收问题日益迫切，仅美国每年就新增2.5亿只废轮胎。废轮胎大量堆放一方面容易引起火灾，同时，轮胎中的苯和甲苯等有毒物质会严重污染大气和土壤环境。把废橡胶制备成胶粉是其再生利用的主导方向。胶粉的制备方法有冷冻粉碎、常温粉碎和湿法粉碎三种。轮胎翻新因耗能少、成本低而受到重视。翻新所耗原料为新胎的15~30%，价格仅为新胎的20~50%。再生和脱硫能够使硫化橡胶转化成能够再次混合、加工和硫化的新橡胶共混物，能够转化成类似生胶一样的高质量聚合物。