eVa廢料怎麼回用

㈠ 聚氨酯邊角料怎樣回收利用

聚氨酯(PU)全稱為聚氨基甲酸酯，是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團(-NH-COO-)的大分子化合物的統稱，是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，還可含有醚、酯、脲、縮二脲、脲基甲酸酯等基團。

聚氨酯的結構變化很多，可在很寬的范圍內調節其性能，製品種類也很多。PU製品分為泡沫製品和非泡沫製品2大類。泡沫製品有軟質、硬質、半硬質泡沫；非泡沫製品有塗料、膠黏劑、合成革、彈性體和彈性纖維(氨綸)等。

PU由於性能優良和用途廣泛，發展十分迅速，但與此同時,生產聚氨酯泡沫的工廠每年產生大量的邊角料、 模具溢料、 廢品, 以及在聚氨酯的各應用領域中的廢棄物如報廢汽車中的舊聚氨酯泡沫及彈性體也需進行處理。目前, 聚氨酯的回收利用方法主要分為物理回收法、 化學回收法和能量回收法三大類。

一、物理回收法

物理回收法是在不破壞聚合物本身的化學結構、 不改變其基本組成的情況下改變廢舊料的物理形態後直接利用的方法。

①掩埋法

掩埋法是垃圾處理最原始的方法。它是利用掩埋的方法，使垃圾在土壤中於一定的溫度、 濕度下，經過一段時間，產生分解而逐漸轉變成無害物質，但是聚氨酯類廢棄物使用掩埋法很難使其分解。 隨著可用掩埋處理空間的減少和資源再生利用的需要，掩埋處理已不適用。

②粉碎法

聚氨酯邊角料及舊廢料在應用前首先切割或者粉碎、 篩分得到所需粒度的小塊或者細粉。 一般說來硬質的聚氨酯泡沫粉碎比較容易，所以其粉碎技術也比較成熟，大多已經投入商品化，如：精密切割技術、 Flachmatritsen 擠壓等技術。都能夠將其粉碎為粒度小於1mm的顆粒。 這廢聚氨酯粉碎後的細片或粉末多作為填料混入原料中回收重用。據美國道化學公司報道，廢聚氨酯作為填料重用於生產 RIM製品比用新原料成本低。 在日本已將廢硬質聚氨酯泡沫塑料用作灰漿的輕質骨料。

③粘合加工成型

此法是廢舊聚氨酯回收利用中最普遍的方法。其要點是：先將廢舊聚氨酯硬質泡沫粉碎成細片狀，塗撒聚氨酯粘合劑等，再直接通入水蒸氣等高溫氣體，使聚氨酯粘合劑熔融或溶解後對粉狀的廢舊聚氨酯粘接,然後加壓固化成一定形狀的泡沫。

④擠出成型

粘合加工的另一種方法就是擠出成型，擠出成型是通過熱力學作用把分子鏈變成中等長度鏈，將PU材料轉變成軟塑性材料，這種材料適合作強度高、 硬度高，但對斷裂伸長率要求不高的塑料件。對於軟質微孔 PU泡沫廢料，可以將其粉碎成粉末,摻混到熱塑性聚氨酯中，在擠出成型機中造粒，採用注射成型方法製造鞋底等製品，德國 Bayer公司曾做過這方面的研究。

⑤其它

將生產中產生的邊角廢料切割成小塊, 直接作為包裝緩沖充填物或墊材等。聚氨酯泡沫塑料還可做人造土壤和天然土壤覆蓋物。在開孔性軟質聚氨酯泡沫塑料中, 加入水和化肥,可對多種植物進行栽培, 植物在其中生長快, 無病蟲害和雜草。

二、化學回收法

化學回收法是指在化學試劑、 催化劑、 熱和空氣存在的條件下,將聚氨酯降解成可重新利用的液體低聚物甚至是小分子有機化合物,從而實現原料的循環使用。其優點是可回收不熔不溶的熱固性聚氨酯廢棄物。

化學法回收廢舊聚氨酯的一般工藝流程: PU 廢舊料分檢、 洗滌、粉碎成顆粒——投入反應釜——約200℃ 加降解劑——減壓蒸餾並分離提純——檢驗、存儲。

①醇解法

目前,醇解法是研究和應用最廣泛的一種方法, 主要目的是回收可以重新用來合成聚氨酯材料的多元醇。一般採用低分子醇作降解劑,在一定催化劑作用下, 在 150~ 250℃ 的溫度范圍內,常壓下就可以將聚氨酯降解成低聚物,並且通過這種方法獲得的降解產物可以直接使用。對於醇解機理, 大多數人認為醇解過程發生的主要反應是在醇和催化劑的作用下,聚氨酯中的氨基甲酸酯基斷裂, 被短的醇鏈取代, 釋放出長鏈多元醇和芳香族化合物:

R1NH COOR2 + HOR3OH R1NHCOOR3OH+ R2OH

由於在降解過程中參與反應的基團比較多, 還會發生許多副反應,主要的副反應是在醇解劑的作用下, 脲基斷裂生成胺和多元醇:

R1NH CONH R2 + HOR3OHR1NHCOOR3OH + R2NH2

②胺解法

聚氨酯泡沫很容易在胺中分解,其反應與酯交換反應十分相似，從聚氨酯或聚氨酯-脲中分解生成相對分子量較低的含羥基及胺基的化合物和非取代的脲。此反應的特點是溫度低，可在 150℃下進行。在適當的條件下，生成的多元醇可以從胺中分離出來。 1997 年俄國人 Anon 用己二胺做胺解劑對交聯脲烷橡膠進行研究，得到的胺解產物被用來作為半硬聚氨酯泡沫的催化劑。

聚氨酯泡沫在含有胺基的化合物中很容易分解成含有羥基及胺基的化合物。

③醇胺法

在 80-190℃下，利用鏈烷醇胺如單乙醇胺、 二乙醇胺和二甲基乙醇胺等能夠使聚氨酯降解成低聚體，NaOH、Al (OH)3 和甲醇鈉等催化劑可以促進聚氨酯的降解反應速度。 醇胺法的主要反應為氨基甲酸酯基斷裂和脲基斷裂。

④鹼降解法

鹼降解法是以 MOH（M為 Li、K、Na、Ca之一或多種混合物）為降解劑，在 160～200℃左右下將聚氨酯硬泡降解成低聚物。當在降解產物中加入非極性溶劑酯類或鹵代烴和水時，降解產物分成兩層，上層經蒸餾得多元醇，可直接用於再次生產聚氨酯泡沫，下層經濃縮、結晶、重結晶或真空蒸餾的二胺，加光氣可生成異氰酸酯。 缺點是由於反應是在高溫強鹼條件下進行，對設備要求高，生產成本高，工業化較為困難。

⑤水解法

20 世紀 70 年代，人們發現用熱水蒸汽在一定壓力下可以將聚氨酯軟泡降解成二胺和聚醚型多元醇。但是聚氨酯的水解與聚酯的水解不同，它不是聚合的逆反應，水解產物除了二胺和多元醇，有時還會有CO2 的放出。在水解反應過程中，提高溫度和壓力或有溶劑存在的情況下可以使反應加快。 水解產物經過分離和提純，多元醇可以作為原材料重新用來合成聚氨酯，二胺也轉化成異氰酸酯。 由於水解是在高溫高壓下進行，對條件和設備要求很高，而且水解產物的提純技術難度很大，所以這種方法並沒有得到廣泛的應用。

⑥氫降解法

氫降解法理論上適用於所有有機化合物的回收利用。 將廢料粉碎後放入加氫反應器中，在 40MPa 和 500℃下反應,能夠得到煉油廠產品相似的降解產物。但由於經濟因素,只有當有大量的 PU廢料需要處理時,氫解法才適用。

⑦熱降解法

熱降解法一般是在惰性氣體或氧化氣氛及高溫 250～1200℃下破壞廢料的結構，得到氣態與液態餾分的混合物。目前,這種方法主要適用於回收廢棄塑料的混合物和廢棄橡膠輪胎，對於聚氨酯廢棄物的回收利用來說還處於早期開發階段。

⑧磷酸酯法

磷酸酯法是一種降解聚氨酯的新理論,在磷酸二甲酯、磷酸二乙酯和三( 1-甲基-2 -氯乙基) 磷酸鹽作用下, 聚氨酯會發生降解。用磷酸酯降解聚氨酯得到的產物中含有磷, 可以用作非反應性的添加劑來改善阻燃性能, 也可以經含有羥基的化合物、 胺或金屬鹽處理後用來合成阻燃聚氨酯。

三、能量回收法

聚氨酯燃燒時發熱量約 7000kcal/ kg , 其所能提供的熱量相當於同等重量的煤所提供的能量。當物理回收與化學回收廢舊聚氨酯受到技術、 經濟等因素的影響而無實際意義時, 可將廢料粉碎成顆粒, 作為燃料替代煤、 油和天然氣回收能量,應用於焙燒水泥或發電。由於化學方法處理聚氨酯材料進行的回收利用需要花費很高的代價, 所以目前日本幾乎所有的聚氨酯泡沫的回收處理方法均採用了焚燒處理。

美國聚氨酯工業聯盟( API)進行了一系列實驗,並指出在城市固體廢物中添加廢舊聚氨酯彈性體和其他組分的固體塑料廢棄物(最多佔比重 20%) , 可明顯提高其的燃料熱值。雖然燒結以後,聚氨酯的體積將減少到初始體積的 1%,使聚氨酯廢料「減容」， 但是卻帶來了二次污染, 在回收能量的過程中,同時還大量生成了對環境十分有害的 NOX、 HCl以及痕量的 CHCl3 等氣體。所以,若需採用能量法回收聚氨酯,就必須嚴格控制反應產物的排放。