用化學(xué)法分解塑料廢棄物也是可行的。化學(xué)分解法比熱分解法有諸多優(yōu)越性:分解產(chǎn)物均勻且易于控制;在一般情況下,產(chǎn)物不需進(jìn)行分離和純化;生產(chǎn)設(shè)備投資少等。但化學(xué)分解法不適用于混雜型廢舊塑料,一是因?yàn)樗迷噭┚袊?yán)格的選擇性;二是因?yàn)樗鼘?duì)廢舊塑料預(yù)處理的清潔度和品種均勻性皆有較高的要求。因此,化學(xué)分解法更適用于較單一品種的無污染型廢舊塑料。化學(xué)分解法對(duì)多種塑料都是可行的,但目前主要是處理聚氨酯、熱塑性聚酯、聚酰胺類等極性類廢舊塑料。
一、水解法
水解法適用于含有水解敏感基團(tuán)的高聚物,這類高聚物多由縮聚反應(yīng)制得,水解反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是縮合反應(yīng)的逆向反應(yīng)?,F(xiàn)以聚氨酯沫塑料為例,略述水解反應(yīng)工藝條件及主要水解產(chǎn)品。圖1為聚氨酯(PU)泡沫塑料連續(xù)水解反應(yīng)工藝流程,主要的水解反應(yīng)裝置是雙螺桿擠出機(jī)。
水解工藝流程為:
PU泡沫塑料→粉碎→進(jìn)料(雙螺桿擠出機(jī))→300℃→高溫?cái)D塑→中間加料口送水→混合漿料→水解→分離產(chǎn)物雙螺桿擠出機(jī)既是制漿混煉室,又是水解反應(yīng)器,制漿和水解反應(yīng)約需5~30min。當(dāng)螺桿低速旋轉(zhuǎn)時(shí),將加入的泡沫塑料進(jìn)行塑化并在向前推進(jìn)中與水摻混形成漿料,邊混邊進(jìn)行水解,通過溫度和反應(yīng)時(shí)間控制水解程度。其水解產(chǎn)物主要是聚酯和由異氰酸酯產(chǎn)生的二胺,經(jīng)分離可得到均一的產(chǎn)品?;旌袭a(chǎn)物的分離可采取蒸餾法,先蒸出二胺,后純化聚酯,也可采用往混合產(chǎn)物中加入酸與胺反應(yīng)使之沉淀,經(jīng)過濾所得濾液為聚酯,沉淀物則含二胺。
二、 醇解法
醇解法的操作比較簡(jiǎn)單,它既適用于分解聚氨酯泡沫塑料,又適用于分解聚氨酯軟質(zhì)或硬質(zhì)制品。聚氨酯廢舊制品的醇解可通過有機(jī)金屬化合物或叔胺類催化劑進(jìn)行。聚氨酯泡沫塑料的醇解條件較溫和,在適量的乙二醇存在下,于185~200℃即可進(jìn)行醇解,其反應(yīng)產(chǎn)物主要是混合多元醇。工業(yè)上醇解工藝比較簡(jiǎn)單和易于操作,具體過程是將預(yù)先切碎的泡沫塑料送人用氮?dú)獗Wo(hù)的反應(yīng)器內(nèi),以乙二醇為醇解劑,醇解溫度可控制在185~210℃之間。由于泡沫塑料密度小,易浮于醇解劑的液面上,因此需要進(jìn)行有效地?cái)嚢枧c摻混,使醇解反應(yīng)充分。如此制得的多元醇生產(chǎn)成本低,有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
三、廢聚酯的解聚
廢舊聚酯(如PRT等)在復(fù)合催化劑的作用下,于常溫常壓下進(jìn)行解聚,解聚產(chǎn)物主要是聚酯的原單體,此單體不需摻和新單體即可直接縮聚成紡絲級(jí)聚酯。所選用的復(fù)合催化劑為乙酸鋅0.15%、乙酸鈣0.05%、乙酸鋰0.02%。
綜上所述,回收的廢舊塑料的化學(xué)分解主要是通過粉碎、清洗、干燥后,再進(jìn)行化學(xué)處理,從而得到有用的化工原料或油品的過程。
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