聚苯乙烯泡沫塑料

聚苯乙烯泡沫塑料

聚苯乙烯泡沫塑料有用可发生聚苯乙烯珠粒模塑成型。用于家用电器等包装或冷冻食品包装的泡沫塑料；也有少数方便面碗采用可发性聚苯乙烯珠粒注塑而成。这些塑料制品体积庞大，学杂费量大，其回收利用在中国受到特别重视。

聚苯乙烯泡沫塑料回收利用主要途径有：减容后造粒，粉碎后用作各种填充材料，裂解制油或回收苯乙烯和其他。

一.减容后造粒：聚苯乙烯泡沫塑料可熔融挤出造粒制成再生粒料，但因此体积庞大，大便运输，通常在回收时先需减容。方法有机械法，溶剂法和加热法。

二. 粉碎后用作填料：聚苯乙烯泡沫塑料制品经粉碎后可用作填料，制成各种制品。

①重新模塑成泡沫塑料制品

②混凝土复合板制品

③石膏夹芯砖

④用作沥青增强剂

⑤用作土壤改性剂

三. 裂解制油或回收苯乙烯：废聚苯乙烯发泡塑料裂解制油方法的装置如下

废聚苯乙烯泡沫塑料预处理热处理减容催化裂解精馏苯乙烯

四. 其他：废聚苯乙烯泡沫塑料可用于制造涂料和粘接剂等

①涂料：可发性聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后加入适当的溶剂可制成漆，

工艺流程如下

填料，着色剂

PS，乙酸乙酯反研过研过产

乙醇，二丁酯，环应磨滤反应釜磨滤品

氧树脂，丁腈胶釜

②粘接剂：酯类和苯类的混合溶剂，加入废聚苯乙烯泡沫塑料，防沉淀剂，增塑剂，酚醛树脂及其他助剂，可制成用于水泥，钢铁，木器的涂料。

③溴化制溴化聚苯乙烯阻燃剂：采用二氯化铝作催化剂，使废聚苯乙烯与溴发生亲电取代反应制得溴化聚苯乙烯，含溴量可达60%至70%，用于PET，ABS，和尼龙等热塑性塑料的阻燃剂。溴化聚苯乙烯价廉，阻燃效果和热稳定性好，用量5份（质量）即可有明显的阻燃效果。与三氧化二锑并用，有较好的阻燃协同效应。

摘要：利用废弃的聚苯乙烯泡沫塑料制备涂料既可解决它所带来的污染，又可缓解化工能源不足问题。本文对利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备防水涂料、防腐涂料、防锈涂料、防火涂料、道路标志涂料和其他涂料的研究情况进行了总结。

关键词：废旧聚苯乙烯泡沫塑料；白色污染；制备；涂料

聚苯乙烯是一种热塑性高分子材料，玻璃化温度104 ℃。由其制备的泡沫塑料具有质轻、减震、吸湿性低、易着色、电性能好、耐化学品性及价格低廉等特点，广泛用于家用电器、仪表仪器及易损贵重物品的防震包装和快餐食品包装等行业。聚苯乙烯泡沫塑料的使用属一次性消费，用后即弃于环境中。它不易腐烂，也不易被微生物降解，如进入土壤，因与环境中的空气、水分、养分不能循环和交换，影响生态系统的正常循环；如在水中，易被鱼类误食，致使其死亡；如当作生活垃圾掩埋处理，会占用更多土地资源；将其焚烧处理会造成严重的大气污染，因而其堆积量越来越大，造成“白色污染”，严重影响了环境和人们身体健康。合理处理和利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料，变废为宝，已成为当前科学工作者需要解决的一个课题。

1 聚苯乙烯的改性

聚苯乙烯是一种非晶态的线性聚合物，将其溶于芳香烃、氯代烃、酮类和一些酯类(C ≤16) 溶剂中，可得到具有粘性的透明聚苯乙烯胶液，将此胶液涂于金属或木材表面，形成一层坚硬、光滑并耐一定温度的膜层，但由于聚苯乙烯结构中不含极性基团，所成胶膜在金属、木材等物质表面上附着性差，膜层易脱落。要想利用聚苯乙烯作为涂料的成膜物，必须对其进行改性，增强膜层附着力。对聚苯乙烯的改性有2 种方法，一种是物理共混改性，即在聚苯乙烯溶液中加入含羟基、羧基、酰胺基、羰基等极性基团的物质，使涂层由非极性转变为部分极性涂层，提高涂层附着力；另一种是化学接枝改性，根据聚苯乙烯链节中具有化学性质活泼的苄基位，其上的α—H 易受到引发剂分解出的初级自由基攻击，脱氢产生大分子自由基，此自由基可与含有极性基团的活泼单体发生自由基共聚合，从而在聚苯乙烯分子链上接上极性基团，提高聚苯乙烯的极性，增强涂层附着力。相比 2 种方法，物理改性工艺过程简单，但涂层柔性低和附着力差，化学接枝改性涂层柔性和附着力好，但过程复杂、难度大。

2 聚苯乙烯的应用

2.1 防水涂料

聚苯乙烯分子中没有亲水基团，吸水率很低，仅0.002% ，且在潮湿的环境中能保持不变形，不膨胀起泡，适合制备防水涂料。作为防水涂料要有良好强度、耐候性、低温柔韧性和断裂伸长率，聚苯乙烯分子由于分子链中含刚性苯环结构，玻璃化温度(Tg) 较高，致使涂膜低温柔韧性差，所以要使其用于防水涂料必须通过改性降低Tg 。邻苯二甲酸二丁酯具有增塑作用，可降低聚苯乙烯r 。，陈雪梅在以丙酮、乙酸乙酯、甲苯为溶剂的聚苯乙烯泡沫塑料溶液中，加入邻苯二甲酸二丁酯和十二烷基苯磺酸钠乳化剂，制得一种用于瓦愣纸箱防潮和纤维板防水的涂料；李蕾以OP —10 代替上述配方中十二烷基苯磺酸钠乳化剂，制备一种O ／W 型纸箱防水涂料。聚乙烯醇水溶液所成胶膜有着良好的柔韧性和附着力，邓范华据此特点并结合聚苯乙烯耐水特性，通过乳化剂使其溶于乙酸乙酯聚苯乙烯溶液中，得到一种柔韧性好的耐水涂料。汤海波通过在聚苯乙烯泡沫塑料溶液中加入熟松香、环氧树脂、甲苯二异氰酸酯改性剂，生产出一种防水涂料，此涂料可代替调和漆用于室内白墙壁装饰，可降低噪声3 dB 左右。李良波先利用丙烯酸接枝改性聚苯乙烯泡沫塑料，然后再与石油沥青共混，制得一种用于建筑物的防水涂料。

2.2 防腐蚀涂料

聚苯乙烯的惰性结构赋予其良好的耐蚀性，适合作为防腐蚀涂料的基料。李春生鉴于聚苯乙烯成膜性能不好，用具有内增塑效果的软单体——丙烯酸丁酯对聚苯乙烯接枝改性，提高胶膜的柔韧性和附着力。杨性坤将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于乙酸乙酯和200# 溶剂汽油中，添加松香和树脂A 制得一种耐水、耐酸碱盐、擦洗方便、干燥速度快的涂料。化工车间的地板需要良好耐酸碱盐、防潮、防水等性能，李滨勇以废聚苯乙烯泡沫塑料为主要原料，配以871# 树脂和适当助剂，制备一种可广泛用于化工车间、电子仪表车间、仓库及家庭的地板涂料，解决水泥及一般稀酸、纯碱腐蚀问题；薛福连采用二甲苯、乙酸乙酯和200# 溶剂汽油为溶剂，邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯为改性剂，制备耐浓酸碱的防腐蚀涂料；张松滨将废旧聚苯乙烯泡沫塑料用于乙酸乙酯、氯仿、丙酮、乙酸异戊酯混合溶剂中，加入酚醛树脂也制出具有同样性能的防腐蚀涂料。

2.3 防锈涂料

杜冬云根据甲苯耐水性良好、乙酸乙酯干燥快、乙酸丁酯光泽好的特点，以三者混合液为废聚苯乙烯泡沫塑料的溶剂，配以铁红防锈颜料，制得硬度大、毒性小、防锈性良好、成本低、易生产的防锈涂料。邓继勇将上述废聚苯乙烯泡沫塑料的混合溶剂改为由二甲苯、乙酸乙酯、200# 溶剂汽油组成的混合溶剂，加入松香甘油酯改性剂，通过由低分子和高分子乳化剂组成的复合乳化剂，将非水溶性废聚苯乙烯泡沫塑料胶液转为水溶性胶液，依此为基料研制了一种水性防锈涂料。肖鑫等还以马来酸酐、甲基丙烯酸、干性油为改性剂，在引发剂作用下，使马来酸酐与聚苯乙烯发生接枝反应，在聚苯乙烯分子上移人一定数量的亲水羧基，赋予基料亲水性，加入的甲基丙烯酸增强了涂膜内聚强度，干性油的加入不仅使涂膜具有良好的干燥性能和柔韧性，且其上的不饱和键还与马来酸酐发生共轭反应，使疏水的干性油分子上引入一定数量亲水性羧基，提高整个体系亲水性，制得水性成膜物，此水性成膜物配以无毒亚磷酸钙为主的防锈涂料，制备出一种性能良好的水性带锈防锈涂料。

聚苯乙烯属易燃物质且发烟量大，王淑霞等采用反应型和添加型两类阻燃剂相结合的方法，在引发剂过硫酸钾作用下，将溶于混合溶剂的聚苯乙烯泡沫塑料分子链上接枝上三氯乙烯单体，同时在配制涂料过程中加入含P 、C1 、 B 等不同阻燃元素的添加剂，构成防火涂料。

2.5 道路标志涂料

道路标志涂料要有好的耐候、耐水、耐腐蚀、耐磨等性能，聚苯乙烯胶液恰具备这些性能，很适合制备道路标志涂料。徐刚等以废聚苯乙烯泡沫塑料、191 热固性不饱和聚酯树脂和白色硅酸盐水泥为复合成膜物，掺人质轻、均匀度和透明度良好的高折射率玻璃微球及其他助剂，制成夜间反光性强、耐磨、附着力强、干燥迅速和成本低的反光型道路标志涂料。马庆雷以反应性单体苯乙烯代替上述体系中的溶剂，在成膜过程中，单体苯乙烯在引发剂作用下参与聚合反应，整个过程基本上无“三废”排放，制备出具有热溶型涂料干燥快、固含量高的特点，并对路况及气候适应性强的环保道路标志涂料。汪正蓝利用丙烯酸树脂良好的耐久性、耐热性及紫外光照射不分解等特性，以丙烯酸树脂为基料，配以废聚苯乙烯泡沫塑料研制出一种标线涂料。

3 结语

利用废聚苯乙烯泡沫塑料制备涂料，不仅可解决因其难降解造成的污染问题，还合理利用了资源，节约了能源。不过从以上资料可以看出：因聚苯乙烯形成的胶膜附着力差、易脱落，需对之改性，无论物理改性还是化学改性，均须将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于适当溶剂中，制造成本高并可能带来二次污染，今后需在降低成本、减少污染方面下功夫