【摘要】针对热固性硬质聚氨酯泡沫酯泡沫材料的热压重新黏结成型需要,调查了醇、铵、碱等催化剂对硬质硬质聚氨酯泡沫酯泡沫的分解能力,结果表明:用三乙醇胺比其他催化剂更加有效,经催化降解处理后的样品能观察到异氰酸酯基团(-N=C=O)和多元醇基(R-OH)的红外特征吸收峰明显增强,表明相当多的硬质聚氨酯泡沫酯交聯键被成功打断通过试验,发现最佳降解条件是10%的三乙醇胺水溶液,热压温度为160℃,热压时间为30 min。

硬质聚氨酯泡沫酯的全称是硬质聚氨酯泡沫基甲酸酯,是以多异氰酸酯和多元醇为主原料发生聚合反应得到的一类主链上带有重复NHCOO结构的聚合物的总称[1]硬质硬质聚氨酯泡沫酯泡沫塑料由于其优良的隔热性能被广泛应用于冰箱、冷库、工业输送管道等设备的保温材料。随着电器行业的高速发展,现生产的冰箱数量已超过3億台,而报废弃电冰箱数量不断增大,根据年报废率为3%进行计算,每年报废的冰箱数量也超过1000万台[2]这些冰箱拆解会产生大量的硬质硬质聚氨酯泡沫酯泡沫废物,是一种既不能熔融也不能被溶解的热固性塑料,不能像热塑性材料一样通过挤出造粒再成型的方法进行再生,其中含有CFCs类发泡劑且其难以降解等缺陷,增加了处理难度。对于这些废弃物,目前国内外一般采用焚烧、物理回收、化学回收等进行处理[3]焚烧处理是直接将廢弃物通过燃烧回收热能的方法,处理过程工艺简单,但是会排放大量含氮的化合物,对大气环境造成污染;常用的物理方法有热压成型、黏结成型和用作废物填料等[4]。物理方法处理要用到黏结剂或者在高温条件下处理,由于硬质硬质聚氨酯泡沫酯泡沫塑料具有多孔性,需要的黏结剂用量大,黏结剂成本高,而且会出现黏结不完全现象,因此不能得到很好地利用化学方法有醇解法、胺解法、碱解法等[5]。化学方法是指样品在降解剂和催化剂的作用下分解样品的过程,而化学降解后,分解产物的成分复杂,是以异氰酸为主的混合物,颗粒不均匀,再分离过程步骤繁琐,目前也沒有合适的技术分离这些混合物,所以并不能再次利用针对目前物理化学条件下处理硬质硬质聚氨酯泡沫酯泡沫的研究技术,本文采用化学微降解,分离其中的一部分交联键,让分子首尾的交联键处于游离状态,再通过热压成型让这些游离的键重新结合,实现再回收。1实验部分1.1实验原料和设备实验所用硬质硬质聚氨酯泡沫酯泡沫取自废旧冰箱中的保温材料,除去杂质后,将泡沫材料粉碎成平均粒径小于85m的粉末实验使用的其他试剂均为分析纯。设备:密封式粉碎机(XA-1,金坛市康华电子仪器制造厂);激光粒度分析仪(Tipsier,珠海欧美克仪器有限公司);行星式球磨机(Pbm-0.4A,金宏通用机械囿限公司);傅里叶红外光谱仪(Nicolt6700,美国热电公司(Thermoscientific));全自动压片机(LN-301,东莞利拿实业有限公司)1.2实验方法将10g的硬质硬质聚氨酯泡沫酯粉末与100mL一定浓度的降解剂混合,在设定的温度下搅拌到设定时间后,过滤干燥后得到处理样。将处理样放入规格为10cm10cm5cm的铁板磨具中夹紧,放置于热压机中,在150下压片20min,待冷卻后取出样品,测定热压板的力学性能另外,取部分处理样,采用美国热电公司(Thermoscientific)的傅里叶红外光谱仪,进行红外测试分析样品中特征官能团的变囮情况。测定各样的力学性能:把热压板裁剪成5cm10cm试样,使其支撑成横梁,在跨度中心以恒定速度弯曲,直到试样撕裂或变形到预定值,测量该过程中對试样施加的压力[6]2结果与分析2.1化学降解剂的筛选硬质聚氨酯泡沫酯的降解反应主要有醇解法、氨解法、热解法、碱解法、磷酸酯法等,用於热固性硬质聚氨酯泡沫酯废物化学回收的降解剂有醇类、胺类、碱类等化合物[7],降解原理都是将硬质聚氨酯泡沫酯大分子中含有的大量氨基甲酸酯键、酯键、脲基和醚键等断键,使其形成相对分子量较小的含聚酯或聚醚。为了选择一个合适的化学降解剂用于硬质聚氨酯泡沫酯材料的微降解,本研究采用了质量分数为10%的氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢铵、氯化铵、三乙醇胺、异丙醇、丙三醇和聚乙二醇溶液[8]作为降解劑,均使用100mL降解液分别浸泡5g硬质聚氨酯泡沫酯废弃物,在常温(25)下降解处理60min,然后将样