废聚苯乙烯泡沫塑料降解的研究

作者:敖先权,秦军

(贵州工业大学 化工系,贵州贵阳550003)
摘 要:对废聚苯乙烯塑料进行热降解和催化降解,利用GC-MS仪对冷凝产物中200℃以下的馏分进行了分析,并对降解现象及产物进行了讨论。催化剂对产物的质量起着至关重要的作用。讨论了PS降解产物的应用前景。
关键词:废PS泡沫塑料;热降解;催化降解
0 前 言
随着塑料工业的发展,聚苯乙烯(PS)泡沫塑料的应用越来越广泛,其成本低,性能优越,广泛应用于产品的包装、衬垫及一次性餐盒、餐具等。这类产品用后即弃,与废聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)一起称为废塑料[1]。它们是城市固体污染物的一个主要组成部分,对环境造成严重的白色污染。
我国生产PS泡沫塑料的生产线有100多条,产量居世界前列。据统计,1997年已达70多万吨,仅次于PE、PP[2]。PS泡沫塑料,不仅体积大,质量轻,不便回收,而且难于降解。目前,还没有找到理想的替代材料。因此,搞好回收利用是最大限度利用自然资源和解决环境污染问题的主要途径。
利用废旧塑料(如PE、PP等)降解回收制取燃料油和化学品的研究国内外已有许多报道,但用废PS为主要原料,直接制取燃料油还没有见详细报道[3][4]。本文选用常见的PS泡沫塑料进行了热降解和催化降解的实验研究,以助于促进废PS塑料回收利用的发展。
1 实验
1.1 试验流程和步骤
废PS泡沫塑料热降解试验流程见图1[4]
图1 热降解试验流程图
把废PS泡沫塑料破碎后放入降解反应器中,将反应器升温,废PS逐渐熔融为高粘度的液体,并在一定温度下发生热降解,生成的气态烃通过冷水冷凝管冷凝为冷凝产物,不冷凝的分子量相对较小的气态烃为裂解气,反应终止温度为500℃,实验现象见表1。当反应物全部反应完毕后停止加热,待温度降低至室温后将反应器残余物称重得残渣量,试验的结果见表2。
表1 废PS塑料降解现象
编号
降解方法
试验现象
残渣
A
热降解
150℃时开始出现白色烟雾,380℃时开始出现冷凝液相产物,冷凝产物为含有蜡状固体的棕红色液体,有芳香味。
量较多,灰白色粉末状物质。
B
加入Y1催化剂催化降解
135℃时开始出现白色烟雾,355℃时开始出现冷凝液相产物,冷凝产物为含有蜡状固体的淡黄色液体,有芳香味。
量较多,灰白色粉末状物质。
加入Y2催化剂催化降解
110℃时开始出现白色烟雾,330℃时开始出现冷凝液相产物,冷凝产物为含有少量蜡状固体的淡黄色液体,有强烈的芳香味。
量少,灰白色粉末状物质。
表2
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