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发泡聚苯乙烯,又称可发性聚苯乙烯(expandable polystyrene, EPS),具有相对密度小(1.05g/cm3)、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点,广泛地用于机械设备、仪器仪表、家用电气、工艺品和其他易损坏贵重产品的防震包装材料以及快餐食品的包装。随着全球经济飞速发展,聚苯乙烯泡沫塑料的废弃量与日俱增。这些废旧的聚苯乙烯泡沫塑料份量轻、体积大, 本身又具有耐老化、难腐蚀等特点,成为垃圾处理的一大难题,近年发泡聚苯乙烯的再生利用成为产业界最关注的问题之一。

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生产技术

制备工艺

EPS粒子的制备工艺主要有两种:1)一步浸渍工艺(简称一步法)。一步法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂(常见发泡剂有戊烷和丁烷)和其他助剂一起加入反应釜内,聚合后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分离和干燥,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品;2)两步浸渍工艺(简称两步法)是将苯乙烯单体先聚合成一定粒度的聚苯乙烯珠粒,经分级过筛,再重新加水、乳化剂、发泡剂和其他助剂于反应釜内,加热浸渍,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品,此法也称为后浸渍法。一步法工艺的特点是工艺简单,投资费用低,在降低消耗和节约能耗方面也优于二步法。目前,国外生产可发性聚苯乙烯的工艺主要为一步法是用悬浮法。

成型工艺

EPS成型的工艺也主要有两种:1)一步挤出路线,在EPS粒子起泡之后被直接热挤出成型,这方法多用于制造板材和薄膜;2)模塑路线,首先将EPS粒子用100℃的空气(或者水蒸气)进行30~50倍的预发泡,然后放置24小时使其熟化,再将已经熟化的预发泡料放置于铝或者铸件制造的模具中,用115~120℃的空气(或者水蒸气)加热,在材料膨胀同时,粒子表面相互由热的作用融合成泡塑件。

储藏与运输

EPS产品通常是安全无毒的,但加工过程中处于不同状态的原料有一定危险性。聚苯乙烯粉末能刺激呼吸道和皮肤。存储中的EPS粒子会散发出戊烷蒸汽,而戊烷是极易燃的,与空气会形成爆炸混合物。加热聚苯乙烯型聚合物可能释放出苯乙烯单体,而苯乙烯是一种危险的物质。

主要用途

发泡聚苯乙烯具有相对密度小(1.05g/cm3)、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点, 广泛地用于机械设备、仪器仪表、家用电气、工艺品和其他易损坏贵重产品的防震包装材料以及快餐食品的包装。

再生利用

由于EPS材质的稳定性致使EPS废料日益增加造成严重的“白色污染”,导致生态环境日益恶化。EPS的再生利用受到普遍重视,各个公司和研究机构开发了多种EPS再生利用的方法   :

1)回收制粒:利用加热致密、冷破碎或者冷压缩等工艺减少EPS废弃物的体积,然后重新制粒。然后直接利用所制备的EPS粒子或者将EPS粒子与其他高聚物原料(比如线性SBS)混合加工成塑料合金制造塑料制品,如衣架、花盆、录影带、家具、建筑材料或保温材料等。

2)将EPS废弃物粉碎直接作为低密度添加物与其他材料(比如混凝土、石膏或者天然纤维)混合制造轻质新材料:(1)轻质屋面保温材料;(2)混凝土发泡保温板;(3)纤维增强隔音保温板;(4)植物纤维增强保温材料;(5)隔音保温砖块。

3)将EPS废弃物溶解在溶剂中直接作为涂料、胶黏剂或者填缝剂:(1)将废聚苯乙烯泡沫塑料经特殊处理, 生产出一种新型的以水为介质的水乳涂料, 作为瓦楞纸箱理想的防潮涂饰剂;(2)将苯乙烯泡沫塑料溶于芳香烃、氯代烃、脂肪族酮或酷中,待达到一定浓度后加入助剂, 经搅拌均匀, 就生产出防水涂料,再加入不同颜料即成为彩色涂料, 可喷涂于建筑物的外墙或水泥地面, 包装盒或包装箱外层, 起到防水的作用。

4)利用化学方法将聚合物裂解回收单体或者生成溶剂油。废聚苯乙烯热解及催化裂解制苯乙烯及芳香烃油废发泡聚苯乙烯于360℃,150min热解后分馏得沸程为144~146℃馏份为苯乙烯, 收率为70% , 如废发泡聚苯乙烯于催化剂用量为废聚苯乙烯的1/ 20下并于260℃热解反应60min ,苯乙烯收率为83% ,为无色油状液体。其他馏份分别为苯、甲苯、α-甲基苯乙烯、异丙苯、丙苯、聚苯乙烯及二、三聚合体。


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