聚苯板簡介
聚苯板是現代建築行業牆體外保溫的重要材料，可使房屋冬暖夏涼，就是給樓房穿了一層衣服，是現在實用的節能建材之一。
聚苯板全稱為絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑膠，具有很好的強度，可以承受一定荷載，保溫隔熱！
聚苯乙烯泡沫塑膠由於其質輕、堅固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、絕熱性、價格低等特點，被廣泛地套用於包裝、保溫、防水、隔熱、減震等領域。PS大都是一次性使用，廢棄在自然界中既不能腐爛轉化，又不能自行降解而消失，這樣既浪費了寶貴的不可再生資源，又造成了嚴重的環境污染。本論文就是以節約資源、保護環境，變廢為寶為目的，研究了以廢PS為主要原材料，經改性劑改性，製備兩種低毒性、低成本、性能好的膠粘劑。其中一種是以環氧樹脂及甲苯二異氰酸酯作為改性劑的溶劑型多功能膠粘劑，可用於金屬、陶瓷、玻璃、木材等的粘接，拉伸剪下強度大於4．7MPa；另外一種是以丙烯酸丁脂和醋酸乙烯脂的混合單體作為改性劑的接枝共聚乳液型膠粘劑，其性能優於市售的乳白膠，壓縮剪下強度高達10．4MPa，價格僅為乳白膠的70%。
關鍵字：廢聚苯乙烯泡沫塑膠；改性劑；膠粘劑
聚苯乙烯泡沫塑膠(Expanded polystyrene，簡稱EPS)是現代塑膠工業發展中的新型材料，它的生產自1951年西德巴斯夫公司發明可揮發性聚苯乙烯珠粒發泡成型法，到七十年代美國發明一步成型法以來得到了迅速的發展。1985年我國相繼從美國、日本引進五套聚苯乙烯泡沫生產裝置，促進了我國塑膠工業的發展。聚苯乙烯泡沫塑膠是當今世界上套用最廣泛的塑膠之一，由於它具有良好的耐水性、絕熱性、絕緣性、低吸濕性以及較強的抗震強度，及其質輕、堅固、易成型、價格低等特點，被廣泛地套用於包裝、保溫、防水、隔熱、減震、裝璜、餐飲業等領域，滲透入國民經濟的各個部門。據統計，近十年
來，我國聚苯乙烯塑膠年平均消費量增長10%。1990年已達21．7萬噸，隨著電子儀表、家用電器工業的迅速發展及西部大開發的推進，EPS的用量會越來越大[1]，預計到2005年，我國將需要聚苯乙烯泡沫塑膠120萬噸。聚苯乙烯泡沫塑膠大部份都是一次性使用，數以百萬噸的白色垃圾散於自然界中，既不能腐爛轉化，又不能自行降解而消失，這樣，一方面造成嚴重的環境污染，另一方面也是寶貴的不可再生資源的浪費。如何合理地、有效地回收利用廢棄聚苯乙烯泡沫塑膠已引起包括我國在內的世界各國科研工作者的普遍重視。從七十年代開始，日本、西歐和美國就相繼對塑膠廢料進行工業化處理，到九十年代，綜合利用廢舊塑膠的技術已趨於成熟，產業化高達80%，截止到1999年，美國塑膠廢棄物回收率達50%，英國達80%，日本達49%，義大利不僅回收本國的塑膠垃圾，還從歐洲其它國家進口廢舊塑膠進行再生利用。我國從80年代末期開始起步研究廢棄塑膠的回收再利用技術，進入九十年代以後，研究開始活躍起來，技術產業化率還很低，每年大約僅有15%的廢棄塑膠得到回收[2],其餘大都被掩埋。聚苯乙烯泡沫的密度很小，只有0．02－0．04g/cm3，因此，體積非常龐大，會占用大面積土地，而且當泡沫塑膠進入土壤以後，基本上不會被微生物降解，使土壤中的空氣、水分、養分等不能正常的循環交換，而且它還會逐漸釋放出一些有害物質，從而影響到生態系統的正常循環，使掩埋處及其周圍方圓面積內的土地土質變差，造成悲劇[。
有關聚苯乙烯泡沫塑膠的回收利用已先後出現了不少專利和研究報導，其套用技術主要集中在以下幾個方面[4-9]：
1．用於製造輕質建築材料。用可發性聚苯乙烯的預發泡顆粒或以破碎成小塊的聚苯乙烯泡沫廢棄物為主體補加不同的填料，使用不同的粘結劑製成各種輕質的建築材料。比如，用碎木絲為填料，以水泥為粘結劑，加水混合，然後模塑成各種形狀的輕質水泥隔板，或製成人造木材；內襯鐵絲支架製成的輕質泡沫板可以做為牆板、台面，或裝飾板；用膨脹珍珠岩做填料能製成屋頂隔熱板；以泥土為粘接劑兼填料，與聚苯乙烯泡沫顆粒等量均勻混合併壓製成型，乾燥後煅燒，可製成供高層建築用的輕質大砌塊，或地下滲排廢水的透水管；以廢尼龍絲為填料可製成輕質抗彎澆鑄材料等等。這種回收方法工藝簡單，可回收量大，投資小，是一種較好的回收利用方式，唯一不足就是產品的技術附加值較小。
2．用於製造通用型苯聚乙烯。將聚苯乙烯泡沫廢棄物經高溫消泡冷卻後，機械破碎，擠塑成條，再切粒製成通用型聚苯乙烯。這種方法的主要問題是再生料的外觀可能是由於廢棄泡沫破碎前未洗淨以及在烘焙擠塑過程中局部溫度過高等原因而呈棕色，失去了新聚苯乙烯無色透明的特點。其抗衝擊性能也較差，只能用做一些低值塑膠零件，很難與一般塑膠如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯製品媲美。
3．用於再制可發性聚苯乙烯。用廢棄PS泡沫循環再制EPS或再模製泡沫製品，應該說是廢PS泡沫最合理的利用方向。因為廢聚苯乙烯泡沫材料除表面受環境污染略變質外，內部還保持著原有聚苯乙烯泡沫的性能，這就為多次利用創造了條件。只有這樣，重新模塑或製造EPS才能最好地發揮聚苯乙烯泡沫的多方面優良特性。利用廢聚苯乙烯泡沫製造EPS或再模塑有下列幾種方法：第一，溶解聚合法。將廢烙泡沫材料溶解於苯乙烯單體中，加入分散劑使PS的苯乙烯溶液成珠粒狀懸浮在水中，加熱使其聚合，然後加發泡劑，繼續聚合製成珠粒發泡料。本方法的優點是利用廢PS代替了部分苯乙烯，可使成本降低，缺點是要消耗苯乙烯單體，同時也受到PS表面清潔度不穩定對引發劑活性的影響，很難製得均勻一致的產品。第二，球化再發泡法。是將通用型的聚苯乙烯切成圓柱形粒料，懸浮在分散劑的水溶液中，加熱使圓柱體熔融球化，再降溫加壓加發泡劑，冷卻後經過濾、洗滌和低溫乾燥製成EPS珠粒[10]，本方法的關鍵在於原料的質量，否則難以保證新制EPS的質量。第三，珠粒破碎再模塑法。是在液體介質中選用合適的軟化劑，表面活性劑和消泡劑，將大塊廢PS泡沫選擇性地破碎到直徑4－8mm的球形珠粒，加發泡劑後再模塑成泡沫製品。本法工藝簡單，消耗的附加材料少，模製成品的各項物理性能與原廢料接近，而且投資小，效益大，值得推廣。
4．溴化改性製備阻燃劑。聚苯乙烯分子中含有苯環結構，苯環上的氫原子可被親電試劑取代。有人將回收的聚苯乙烯泡沫塑膠清洗乾燥後溶於二氯甲烷溶液中，在三氯化鋁催化下，與液溴發生親電取代反應而製得阻燃劑溴化聚苯乙烯。含溴量可高達6%。可作為聚氯乙烯、ABS、聚丙烯等塑膠製品的阻燃。與其它有機阻燃劑相比，溴化聚苯乙烯用量低，阻燃效果好，燃燒過程中不釋放二(口惡）英等有毒致癌物質，特別是與三氧化二銻並用，其協同阻燃效果更好，是一種性能良好的阻燃劑。用該工藝製備的溴化聚苯乙烯，性能可以與商品溴化聚苯乙烯阻燃劑相媲美，而且成本低[11]。但因為阻燃劑本身的用量就不是很大，因此此法不能滿足大量廢PS的回收工作。
5．熱分解技術。一方面，可裂解製造苯乙烯單體，即把廢聚苯乙烯泡沫塑膠在加熱條件下，選擇合適的催化劑使其裂解生成苯乙烯單體。在苯乙烯供應比較緊張的情況下，利用聚苯乙烯泡沫廢棄物解聚製造苯乙烯，以滿足市場的需要，是一條合理的利用途徑。美國、法國、和日本等也進行過大量實驗，但未見有工業化的報導。解聚製造苯乙烯主要問題是苯乙烯的轉化率比較低，在較好的情況下也不過70%左右，一般僅在40%左右，轉化率低，不僅影響生產成本，而且留下的殘渣還給裂解設備的清洗和連續運轉造成困難[12]。另一方面，可裂解制油。將泡沫塑膠隔絕空氣加熱或在水汽下加熱分解可得到低分子量烴的混合物，再用催化劑分解重整，可得不含硫的汽油餾份和煤油餾份及部分氣體。1kg塑膠可得11油品，其餘主要是殘炭[13]。日本在這方面研究較多，我國在這方面也取得一定成效，現在正在進行產業化。
6．燃燒回收能源。由於聚苯乙烯泡沫的主要成份是碳和氫，它可以燃燒且總熱值(大約是4600kJ/kg)，大於標準煤(大約2600kJ/kg)和燃料油(大約4400kJ/kg)。因此經焚燒處理利用其燃燒熱也是一條有效途徑。這種方法，被許多資金雄厚、設備先進的已開發國家採用。比如日本剛管公司用廢塑膠代替焦炭做煉鐵的燃料和還原劑；法國一空調公司開發一種用廢塑膠焚燒產生的熱量生產蒸汽的新工藝，蒸汽可供給生產之用，這樣可節約能源。但就我國情況看，焚燒法還較其它方法落後。塑膠燃燒時發熱量大，普通爐子易燒壞而且不易燃燒完全，要專門設計燃燒爐，設備維修費用較大，同時燃燒產生的氣體易造成二次污染，還要進行處理。
7．接枝改性製備塗料。塗料的製備均由基料添加顏料經攪拌研磨而成。基料為成膜物，聚苯乙烯泡沫由有機高分子組成，經溶劑溶解以後可以作為塗料的基料，其耐水性和絕緣性良好。但用PS作基料製備的塗料附著力和成膜性很差，只要將其進行改性處理並添加適量的交聯劑，增塑劑，以改善其成膜性能及膜層質量，這樣就可以製成各類塗料。比如，李良波等將廢聚苯乙烯泡沫塑膠粉碎後溶於二甲苯中，加入引發劑，在一定溫度下滴入丙烯酸進行接枝改性反應，得組份甲；將石油瀝青溶於二甲苯，得組份乙；將水、乳化劑以及助劑混合均勻得份丙；將上述三種成份在乳化釜中進行共乳化，製得防水塗料。丙烯酸分子在聚苯乙烯的分子鏈上的接枝，不僅增強了塗膜的附著力，而且提高了乳液的穩定性。製得的塗料具有良好的耐熱性、低溫柔韌性和粘接強度。另外，用柔性的丙烯酸丁酯接枝在剛性的聚苯乙烯分子鏈上，可提高聚苯乙烯的柔韌性和附著力，與適當助劑配合，可製成性能良好的防腐塗料。
