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塑料因具有许多优异的性能,而被广泛应用于各领域。由于其制造和加工所耗能量一般低于其它常用材料,因此发展很快,到20世纪80年代其体积总产量就已超过金属材料。聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)具有良好的耐水性、耐化学药品性、电绝缘性、抗震性、隔热性以及生产技术成熟、成本低廉等特点,可用于制造仪器外壳、隔热保温材料及用于防震包装和一次性餐盒等,其使用量正在逐年增长。我国仅用于电视机包装的EPS每年废弃量就达1.5万t。

由于废旧EPS不易腐烂,也不易被微生物降解,且密度低、体积大,对其收集和处理都存在一定的困难,因此对环境的污染也日益突出。另外,这种对EPS的一次性使用,也是一种资源的极大浪费。

由于进入环境的废塑料数量大、种类多,其处理方法各有不同,如焚烧处理法、堆积掩埋法、光生物分解法、裂解回收法等。如何有效合理地利用废旧EPS资源是一个急需解决的问题。若将其焚毁,必须建造特殊的高效焚烧炉,产生的有毒气体还会造成严重的大气污染;若埋入土中,必须先进行粉碎,不仅费工费时,而且造成资源的浪费;若将其净化、粉碎、挤出造粒做再生塑料,或密闭加热裂解回收苯乙烯单体,设备投资很大,所得产品性能较差,经济效益不高。20世纪70年代初,日本、美国已开始进行废旧EPS的工业化处理,但当时仅以消除废料污染为目的,采用了焚烧深埋、光解或生物降解等处理方法。

目前我国废塑料的回收利用率仅为10%,远远低于工业发达国家。如何对废旧EPS回收再利用,变废为宝,减少污染,是近年来人们一直关注和探讨研究的重要课题。笔者利用废旧EPS制备胶粘剂,该胶粘剂可用于木材、纸制品、玻璃制品和日用塑料制品等,具有粘接强度高、干燥快、透明、耐水、耐酸碱、成本低且使用方便等特点。

1实验部分

1.1主要原材料

乙酸乙酯:工业品,临沂瑞兴化工有限公司;

三氯甲烷:工业品,北京京洲化工厂;

氧化锌:化学纯,辽宁海泰科技发展有限公司。

1.2仪器、设备

恒温水浴:BH8101型,杭州保恒恒温技术有限公司;

电动搅拌机:SG3041型,上海硕光电子科技有限公司。

1.3胶粘剂的制备

(1)废旧EPS的处理

废旧EPS表面不同程度粘附有油污及杂质,必须加以清洗。其方法为:将废旧EPS在热碱水中浸泡一定时间,然后机械搅拌5~8min,使之相互碰撞和摩擦以达到去污的目的。取出放入清水池中搅拌清洗5min,清洗两次,最后将其烘干或晾干。

(2)胶粘剂的制备

将经过处理的废旧EPS磨成碎片,称重;将一定量的乙酸乙酯、甲苯和三氯甲烷混合均匀;然后将废旧EPS碎片加入到混合液中,40~50℃水浴加热。充分搅拌后加入一定量的增粘剂及氧化锌,即可制得胶粘剂。整个反应约持续1h。

1.4性能测试

在两个聚苯乙烯(PS)试样的表面涂上0.01mm厚的胶粘剂,室温放置3min后将两个试样粘结在一起并夹紧,室温放置10h得到粘结试样,然后利用试验机测试粘结试样的剪切强度。

2结果与讨论

2.1溶剂的选择

利用废旧EPS溶于有机溶剂制成PS胶粘剂的关键是要选择好适合的溶剂。溶剂的选择首先应遵循相似相溶的原理,即极性溶剂溶解极性溶质,非极性溶剂溶解非极性溶质;另外还要考虑溶解度参数和溶剂的沸点高低,并尽可能地使用复合溶剂,以调整胶粘剂的固化速度。废旧EPS溶解于芳烃氯代烃、羧酸酯、酮等大部分有机溶剂中[7]。废旧EPS所用溶剂的确定主要从以下几个方面考虑:首先,溶剂要对EPS及改性剂有良好的溶解能力,对添料有良好的分散性能;其次,溶剂最好能够改善胶粘剂的性能;第三,所用的溶剂要低毒、价廉、易得安全。