用化學法分解塑料廢棄物也是可行的。化學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)物不需進行分離和純化;生產(chǎn)設備投資少等。但化學分解法不適用于混雜型廢舊塑料,一是因為所用試劑均有嚴格的選擇性;二是因為它對廢舊塑料預處理的清潔度和品種均勻性皆有較高的要求。因此,化學分解法更適用于較單一品種的無污染型廢舊塑料。化學分解法對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的高聚物,這類高聚物多由縮聚反應制得,水解反應其實質(zhì)是縮合反應的逆向反應。現(xiàn)以聚氨酯沫塑料為例,略述水解反應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)水解反應工藝流程,主要的水解反應裝置是雙螺桿擠出機。
水解工藝流程為:
PU泡沫塑料→粉碎→進料(雙螺桿擠出機)→300℃→高溫擠塑→中間加料口送水→混合漿料→水解→分離產(chǎn)物雙螺桿擠出機既是制漿混煉室,又是水解反應器,制漿和水解反應約需5~30min。當螺桿低速旋轉(zhuǎn)時,將加入的泡沫塑料進行塑化并在向前推進中與水摻混形成漿料,邊混邊進行水解,通過溫度和反應時間控制水解程度。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。混合產(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金屬化合物或叔胺類催化劑進行。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℃即可進行醇解,其反應產(chǎn)物主要是混合多元醇。工業(yè)上醇解工藝比較簡單和易于操作,具體過程是將預先切碎的泡沫塑料送人用氮氣保護的反應器內(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,因此需要進行有效地攪拌與摻混,使醇解反應充分。如此制得的多元醇生產(chǎn)成本低,有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。
三、廢聚酯的解聚
廢舊聚酯(如PRT等)在復合催化劑的作用下,于常溫常壓下進行解聚,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聚酯。所選用的復合催化劑為乙酸鋅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分解主要是通過粉碎、清洗、干燥后,再進行化學處理,從而得到有用的化工原料或油品的過程。
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