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聚氨酯的回收 姓名：许琳 专业：应化112 学号：110304217 1 引言 聚氨酯(PU)材料因其可发泡性、弹性、耐磨性、耐低温性、耐生物老化等优良性能而广泛应用于机电、航空、车辆、土木建筑、轻工等部门，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。 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。 目前，PU废弃物的回收利用方法主要分为物理法和化学法。这两种方法能有效回收PU，同时，对环境污染程度较低，是PU废弃物回收利用的发展方向。 2 聚氨酯的回收方法 2.1物理回收法 物理回收法是利用粘结、热压、挤出成型等方法使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。该方法简单易行,但回收得到的泡沫只适用于低档产品。 2.1.1热压成型法 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。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、挂泥板等客车部件,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。 2.1.2粘结成型法 粘结成型法首先将废旧PU泡沫粉碎成细片状,涂撒PU粘接剂,混合均匀后,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。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。 2.1.3填料法 这种方法通常是将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。 2.1.4挤出成型 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。 2.2化学回收法 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。 2.2.1醇解法 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、及相对分子质量小于3000的聚丙二醇醚等。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。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、醇碱金属氢氧化物法和醇磷法。 2.2.2水解法 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。 2.2.3?碱解法 碱解法是以MOH(M为Li、K、Na、Ca之一或多种混合物)为降解剂,在160～200℃下将PU降解成低聚物。反应的产物主要由聚醚多元醇、二胺化合物、碳酸盐等成分组成。其中,二胺化合物可用以生产异氰酸酯,聚醚多元醇则可直接用于制备PU泡沫。 2.2.4?氨解法 氨解法是指在超临界状态下,用氨将PU材料中脲键与氨基甲酸乙酯键切断,生成多元醇、胺和非取代脲的方法。该法目前工业技术尚不成熟,处于实验室研究阶段。 2.2.5?胺解法