淺談固體廢棄物在保溫材料中的綜合利用

武云云

我國外墻外保溫系統(tǒng)中保溫材料主要是聚苯板和聚氨酯等有機(jī)保溫材料，在生產(chǎn)過程中需要大量消耗石化能源。與石油價(jià)格緊密關(guān)聯(lián)的石化制品，如苯乙烯單體，是制備可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的主要原料，也隨著石油價(jià)格的增長而快速增長。聚酯多元醇是聚氨酯保溫材料重要組成成分之一，主要生產(chǎn)途徑是通過化工原料進(jìn)行合成，也需要消耗大量的石油；在現(xiàn)今能源短缺的情況下，如果大量使用聚苯板和聚氨酯，就等于一方面節(jié)能，另一方面耗能。

我國是一個(gè)資源能源相對緊張的國家，應(yīng)該給與保溫材料工業(yè)環(huán)保問題以足夠的重視，積極發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)的保溫材料制品，從原材料準(zhǔn)備（開采或運(yùn)輸）、產(chǎn)品生產(chǎn)及使用，以及日后的處理問題，都應(yīng)要求最大限度地節(jié)約資源和減少對環(huán)境的危害。大量利用廢棄物生產(chǎn)保溫材料制品，既節(jié)約了自然資源，降低了廢棄物對環(huán)境的壓力，同時(shí)在生產(chǎn)過程中也減少了能源消耗。

一、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）具有輕質(zhì)、吸振、低吸潮、易成型及價(jià)格低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電器、儀器儀表、工藝品和其他易損貴重物品的防振包裝及快餐食品包裝。這些包裝材料大都是一次性使用，廢棄量大，而且由于聚苯乙烯塑料具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、密度小、體積大、耐老化、抗腐蝕等特點(diǎn)，不能自行降解，從而給環(huán)境造成了日益嚴(yán)重的污染，被形象的比喻為“白色污染”，能夠?qū)⑵浠厥绽茫瓤勺儚U為寶，而且也解決了“白色污染”問題，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。廢聚苯乙烯泡沫的回收利用主要有以下幾種種途徑。

1、輕質(zhì)保溫建材：廢棄的EPS泡沫塑料先被破碎，然后與混凝土攪拌在一起制成輕質(zhì)砌塊，用這種EPS輕質(zhì)混凝土制成的墻體材料被檢測為不燃性建材，它具有良好的保溫隔聲效果。EPS輕質(zhì)混凝土在房屋建筑和道路修筑中還可作為防凍材料使用。另外，EPS破碎料還可制成輕質(zhì)砌塊、內(nèi)外墻的保溫砂漿和輕質(zhì)砂漿等。膠黏土和EPS破碎料按一定比例混合，在高溫下焙燒，EPS破碎料被燒灼從而制成有空心結(jié)構(gòu)的黏土磚，這種磚具有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的絕熱性能。

2、填充硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)工藝一般是雙組份反應(yīng)成型，成型之前的組份黏度不高，反應(yīng)速度比較快，并且有熱量釋放，故廢棄EPS破碎料可滿足其填充要求：成本低，來源廣；閉孔結(jié)構(gòu)，吸水率低；有一定的耐熱性；兩者有一定的結(jié)合強(qiáng)度，物理性能也較接近。

3、制造苯乙烯單體，經(jīng)消泡處理的廢棄EPS泡沫塑料粉碎至3～5mm的顆粒，可用于制備苯乙烯單體。苯乙烯聚合物中較為薄弱的環(huán)節(jié)恰好是在各個(gè)單體連續(xù)的鍵，經(jīng)高溫加熱便生成苯乙烯單體。目前國內(nèi)外對此都有成功的技術(shù)，但它需要消耗大量的石油，并且這幾年隨著原材料的大幅度漲價(jià)，其綜合生產(chǎn)已經(jīng)超出了普通生產(chǎn)成本。據(jù)初步計(jì)算，再生1噸EPS消耗的石油量是普通情況下的1.1～1.2倍。

二、目前市場上大量碳酸飲料、礦泉水、食用油等產(chǎn)品包裝瓶幾乎都是用聚酯制作的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國年生產(chǎn)和消耗聚酯瓶在12億只以上，折合聚酯廢料為6.3萬噸。世界范圍內(nèi)每年消耗的聚酯量為1300萬噸，其中用于包裝飲料瓶的聚酯量達(dá)15萬噸。廢舊聚酯瓶進(jìn)入環(huán)境，不能自發(fā)降解，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。因此如何有效地循環(huán)利用廢舊聚酯瓶是一項(xiàng)非常重要、非常有意義的工作。

再生聚氨酯外墻外保溫材料的原料聚酯多元醇可采用廢聚酯塑料瓶回收制得。將回收的廢舊聚酯瓶等固體廢棄物經(jīng)過化學(xué)處理制成聚酯多元醇，作為聚氨酯組合聚醚的組分，再合成聚氨酯保溫材料并應(yīng)用于外墻保溫工程中。

再生聚氨酯外墻外保溫材料的組合聚醚中廢棄聚酯瓶的利用率高達(dá)30%（按質(zhì)量計(jì)算）。以北京地區(qū)為例，噴涂硬泡聚氨酯保溫層厚度達(dá)到40～50mm時(shí)，每平方米消耗聚氨酯白料（0.6～0.7）千克左右，則每平方可回收利用聚酯瓶約10個(gè)（500毫升每個(gè)）。采用再生的噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫每施工100萬平方，可回收利用聚酯瓶1000萬個(gè)，折合成體積可消除白色污染約5000立方。

三、聚氨酯因其可發(fā)泡性、彈性、耐磨性、耐低溫性、耐溶劑性、耐生物老化等優(yōu)良性能而廣泛應(yīng)用于機(jī)電、船舶、航空、車輛、土木建筑、輕工、紡織等部門，其制品種類繁多。聚氨酯工業(yè)的迅猛發(fā)展使其產(chǎn)量與日俱增，也由此導(dǎo)致了大量廢棄物的產(chǎn)生，包括生產(chǎn)中的邊角料和使用老化報(bào)廢的各類聚氨酯材料，因此廢舊聚氨酯的回收利用成為迫切需要解決的問題。目前，聚氨酯廢棄物的回收利用方法主要分為物理法和化學(xué)法。

1、物理回收法：利用粘結(jié)、熱壓、擠出成型等方法是聚氨酯廢棄物回收利用，也包括通過粉碎的方法將聚氨酯廢料粉碎成細(xì)片或粉末作為填料，主要包括粘結(jié)成型法、填料法和熱壓成型法三種回收途徑。

2、化學(xué)回收法：指聚氨酯材料在化學(xué)降解劑的作用下，降解成低相對分子質(zhì)量物質(zhì)。聚氨酯的聚合反應(yīng)是可逆的，控制一定的反應(yīng)條件，聚合反應(yīng)可以逆向進(jìn)行，會(huì)被逐步解聚為原反應(yīng)物或其他的物質(zhì)，然后在通過蒸餾等設(shè)備，可以獲得純凈的原料單體多元醇、異腈酸酯、胺等。根據(jù)所用降解劑的不通，聚氨酯材料的化學(xué)回收方法可分為醇解法、水解法、堿解法、氨解法、胺解法、熱解法、加氫裂解法和磷酸酯降解法等，各種方法所產(chǎn)生的分解產(chǎn)物不同，醇解法一般生成多元醇混合物，水解法生成多元醇和多元胺，堿解法生成胺、醇和相應(yīng)堿的碳酸鹽，氨解法生成多元醇、胺、脲，熱解法生成氣態(tài)與液態(tài)餾分的混合物，而加氫裂解法主要產(chǎn)物為油和氣。

化學(xué)回收法發(fā)展相對較晚，直到現(xiàn)在仍有新的降解方法不斷出現(xiàn)。由于其技術(shù)難度較高，短時(shí)期內(nèi)還難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。

按照我國綜合發(fā)展規(guī)劃，在發(fā)展建筑節(jié)能的同時(shí)，應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約的問題，應(yīng)該發(fā)展不與能源爭資源的建筑節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)。所有生產(chǎn)生活中的固體廢棄物在保溫材料中的回收利用是值得提倡和研發(fā)的。