聚氨酯醇解产物评价体系构建研究(2)
4.6 记忆海绵与醇解剂的质量比对醇解产物的的影响17
5 结论19
致 谢20
参考文献21
1 绪论
聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应制得的一种具有氨基甲酸酯重复链段结构的聚合物。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫；非泡沫制品有包括涂料、胶粘剂、合成革、弹性体和弹性纤文（氨纶）等。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类繁多，其中尤其以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛[1]。
1.1 聚氨酯回收利用
1.1.1回收方法
传统的高分子材料回收处理方法是填埋法和焚烧法。其中, 填埋法是在一定温度、湿度下, 利用掩埋的方法使垃圾在土壤中经过一段时间产生分解而逐渐转变成无害物质[2]。然而, 该法很难使PU 废弃物发生分解, 且占用土地, 消耗资源; 焚烧法是利用PU 废料在一定条件下燃烧产生大量热能, 使其作为燃料以取代部分煤、油和天然气[3]。但是, 如果在焚烧过程中燃烧不完全将会产生有毒气体, 造成二次污染。目前, PU 废弃物的回收利用方法主要分为物理法和化学法。这两种方法是通过物理或化学的过程实现废弃资源的再利用, 是PU 废弃物回收利用的发展方向[4]。
(1) 物理回收法
物理回收法是利用粘结、热压、挤出成型等方法使PU 废弃物回收利用。该法主要是将PU废料、如PU软泡、半硬泡、硬泡等生产过程中产生的边角废料以及废旧的PU泡沫进行清洗、粉碎或切割。对于废旧的PU泡沫制品，还需要进行必要的清洗工作[5]。通常，对于硬质PU泡沫体的粉碎，比较容易制成粒度小于1mm的颗粒；对于柔韧的软质泡沫体，通常需要采用低温或特殊的方法，如掺入少量聚醚多元醇混合进行湿粉碎和研磨处理，制备成一定规格形状的条、块或粉末。PU颗粒或粉末可以作为原浆、水泥浆等轻质骨材填料而用作建筑材料，将它们充分混合后，铺设于屋顶底层作为性能优异的隔热层。经过粉碎的废旧PU弹性体，还可作为运动、娱乐等多用途场地的弹性层内充物或铺面材料。废旧的硬质PU泡沫体，经粉碎成一定规格粉末后，还能以低于20%（质量）加至等规格的的新鲜原料中，用于RIM制品的生产，制备吸能、隔音类泡沫制品。由于废旧PU材料的化学结构与新鲜原料一致，所以，生产出的制品的力学性能没有明显影响。
(2) 化学回收法
化学回收法是指PU 材料在化学降解剂的作用下, 降解成低相对分子质量物质。根据所用降解剂的不同, 聚氨酯材料的化学回收方法可分为醇解法、水解法、碱解法、氨解法、胺解法、热解法、加氢裂解法和磷酸酯降解法等[6]。化学法回收技术工艺相对复杂, 发展也相对较晚, 直到现在仍有新的降解方法不断出现。
1.1.2废旧聚氨酯再生利用实例
(1) 制备再生聚醚多元醇
将PU废料在清洗釜和粉碎机中进行原料预处理，去除油污、灰尘等并粉碎成一定规格的颗粒，然后在醇解反应釜中与醇解剂、催化剂等混合，醇解反应在180~240℃下反应3~4h后注入静止分层罐中，经过过滤出去固体杂质。上层的滤液经过使用醇解剂连续萃取，除去胺类物质后，利用薄膜蒸发器进行提纯，即可获得再生聚醚多元醇。
(2) 制备聚氨酯胶黏剂
所用的PU废料需首先进行预处理，去除油污、灰尘等杂质，然后进行粉碎，制成一定规格的颗粒以有利于醇解反应。醇解反应需根据条件选择合适的主醇解剂、助醇解剂和催化剂。醇解反应温度通常为180~185℃，反应时间应大于5h。醇解反应物徐经过过滤除去固体杂质[7]。选择卤代磷酸酯类化合物作助醇解剂，则更有利于醇解产物分层、过滤。为提高再生胶黏剂性能，醇解产物应经分析，并与异氰酸酯进行聚加成反应，增大醇解物的分子量，加入某些低分子二醇作终止剂，添加必要的配合剂，如溶剂、稳定剂、偶联剂等，配置成粘度适中、性能稳定的胶黏剂甲组分,乙组分由异氰酸酯和溶剂复配而成[8]。
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