化工进展980512化工进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
1998年 第17卷 第5期 No.5 Vol.17 1998科技期刊
黄 发 荣
（华东理工大学材料工程学院，上海，200237)
提要 本文在介绍高分子废料循环方法之后，着重综述各种聚合物材料化学循环的状态及其发展，并描述了化学循环的工艺及其设备，最后对化学循环的发展趋势和前景进行讨论。
关键词 聚合物废料再循环，化学再循环，回收与利用，环境治理，环境保护，资源利用
随着人类向文明社会的发展，环境保护引起全社会的极大关注。据估计每年全人类要丢弃4000万t的塑料［1］
，如此之多的废塑料若不加以科学管理、处理和利用，不仅严重污染环境，而且极大地浪费资源。处理废料的方法有填埋、焚烧和循环。高分子材料再循环利用(图1)不仅使环境污染得到控制，而且使资源得到充分的利用。近年来德、美、日等工业发达国家在聚合物材料的循环方面获得迅速的发展［2～5］。
图1 聚合物材料循环示意图
化学循环是聚合物材料循环的重要方法之一，它指的是在热和化学试剂的作用下高分子发生降解反应，形成低分子量的产物，产物可进一步利用，如单体可再聚合，油品可进行深度加工。目前化学循环的主要方法是化学降解。化学降解可分为解聚、热裂解、加氢和气化。
解聚是将高分子材料降解成单体或化学原料，可用于合成高分子等。解聚要求废旧高分子材料比较干净，添加剂的除去、单体的纯化是该技术的关键。对逐步聚合型高分子材料来说，解聚又可分为水解、醇解(如甲醇解)和酯化。
热裂解是指聚合物废料在无氧条件下高温(大于700 ℃)进行的裂解。废旧聚合物材料在氢气下裂解称为加氢裂解，一般是在高压(氢气压力30 MPa左右)、较低温度(小于500 ℃)下进行，其裂解产物优于热裂解产物，可在炼油厂直接精炼，但加氢裂解需要严格的材料分离和粉碎，需昂贵的设备投资。
气化是指废旧聚合物在很高温度下(高达1500 ℃)进行降解，其产物是合成气体(如CO和氢气)，用于制备甲醇及其有关的产品。
聚合物废料的再使用几乎与塑料的应用同时出现，只不过当时厂家自己消耗生产废料，并不作报道。1972年以后石油的紧缺及其垃圾填埋空间的限制，循环开始推广到所有的塑料。1972年Goodyear Tire & Rubber 公司申请了把聚酯薄膜或纤维碎料转变成低分子量聚酯并用于挤出成型的专利［6］。Eastman Kodak公司几乎同时申请了利用粉末化的聚酯纤维废料来制备缩聚产品的专利。近年来由于人们对环境污染的极大关注，世界上许多化学循环技术相继发展起来并获得应用(表1)。德国在聚合物材料裂解方面进行了多年的研究工作［7］，虽然Deutsch-Reifen and Hunststoffe Pyrolyse GmbH和Salzgitter Pyrolyse GmbH公司已建立试验厂，但是其实用估价还在进行。奥地利Voest Alpine试验厂进行了塑料高温气化试验。Rhineland Coal Fuel Union正在建立试验厂进行加氢试验。日本许多公司利用聚合物废料生产燃料油、沥青的取代物和混凝土。据报道，北京蓝业公司也开发出利用废塑料裂解生产燃料油的技术［8］。
1 聚合物材料化学循环发展的现状
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