[发明专利]一种利用废橡胶与废塑料制备热塑性弹性体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废橡胶与废塑料制备热塑性弹性体的方法。

背景技术

进入21世纪以来，人类面对的许多问题之一就是固体废弃物的处理。由于聚合物材料在一般环境下不容易分解，处理聚合物废物已经成为了一个严重的环境问题。

近些年来，我国经济发展迅速，人民生活也逐年提高，同时带动了各方面消费的快速增长。消费增长的同时也带动了各种消耗废物的产生，其中最多的就是废橡胶与废塑料。废橡胶与废塑料都属于难降解的高分子化合物，并且我国的橡胶与石油资源都非常有限，如果将废橡胶与废塑料经过化学工艺转化成一种有用的材料，一方面转化成的新材料可以替代部分的橡胶与塑料，另一方面还可以将固体废弃物处理掉，所以这是一件非常有意义的事情。

橡胶在当代社会的重要作用是毋庸置疑的，在新中国初期一度被定为战略性储备物资，目前还未能找到一个可以完全替代橡胶的材料。但是我国的橡胶资源并不丰富，大部分还是依靠进口。从2002年开始，我国连续成为世界上橡胶消费最大的国家，橡胶的消耗量占世界橡胶消耗量的30%左右，同时80%的天然橡胶、46%的合成橡胶依靠进口。再加上由于废橡胶自身存在的交联键和稳定剂，所以在自然条件下很难被降解，如长期积压不予以处理将会造成严重的环境污染。这样将会导致双重危害：浪费了资源、污染了环境。面对这样的现状，研究橡胶和塑料的资源化再利用是非常有意义的。

这些年来，汽车行业的发展带动橡胶产业的飞速前进。橡胶的消耗量连年攀升，同时报废的汽车轮胎也连创新高。汽车、飞机轮胎只要有1%的轮胎磨损，整个轮胎就不能继续使用。世界上每年报废的轮胎数为14-15亿条，据不完全统计，中国目前汽车保守拥有量为1亿辆左右，废轮胎以每年8%-10%的速度递增。2010年我国共产生废轮胎860多万吨，2011年的数量达到了960多万吨，总数为2.76亿条。这些数量并未包含其它的橡胶制品，如自行车摩托车的轮胎、其它橡胶制品等。

目前，国内外橡胶资源再利用的方法主要是热能利用、粉碎成胶粉和生产再生胶。其中发达国家多以热能利用为主，将废橡胶作为燃料提供热能，这是一种简单的一次性利用方法，资源无法再循环，而且处理燃烧时产生的烟尘需要极大的经济投入进行净化以避免环境污染。胶粉主要应用于制备再生橡胶、改性沥青、制成塑胶跑道、复合涂料等，胶粉在我国的应用还不完善，如胶粉改性沥青依然在探索阶段，所以绝大部分的胶粉都应用于制备再生橡胶。目前再生橡胶的生产依然存在着严重的二次污染，所得的再生橡胶的性能也不尽人意。

塑料是人们日常生活中必不可少的高分子材料。自从第一种塑料问世至今已有百余年的历史了，塑料行业发展很迅速，同时越来越多的废料也对环境造成了严重的污染，为此我国颁布了 “限塑令”。目前我国已经成为世界上塑料生产和消费的第一大国，2010年我国塑料全年消费量为6500万吨，约为世界塑料总消费量的1/4。

目前我国对混合废塑料的处理方式一般采用填埋、焚烧和再利用三种方式。到现在为止填埋处理依然是我国废塑料处理的主要方式，约为废塑料总量的93%。这主要由于此方式投资少、简单，但是这样的处理方式危害性非常大，一是填埋需要大量的土地，从而浪费大量耕地；二是废塑料在土壤中需要数百年才可能完全被降解，这样大量的耕地只能长期荒废；三是废塑料并未经过无毒化处理，废塑料中可能夹有重金属、细菌、病毒等污染物，长期渗透还会污染地下水资源。所以填埋这种处理形式只是着眼于短期利益，没有为长远利益着想，这种方式应该尽量禁止。焚烧的废塑料约占总量的2%，焚烧这种处理方式比单纯的填埋要更合理，首先焚烧可以提供很高的热能，其次焚烧后的高分子材料更易被填埋。发达国家很大部分的废塑料采用此种方式。但是焚烧需要建造完善的焚烧炉，投资较大，高分子材料不易完全燃烧会放出大量有毒有害气体，废塑料在燃烧时也易结块， 这些问题都制约着焚烧处理废塑料的发展。目前我国在上海、西安、浙江等地设有垃圾焚烧站。再利用是目前最好的处理方式。目前废塑料的再利用分为物理再生和化学再生。物理再生即利用物理的方法将废塑料再生，如重新熔融加工、直接成型加工等。这种方法基本无二次污染、资源利用率很高，但是对废塑料的要求很高，废塑料必须单一、附着污染物少。化学再生即通过热分解、催化裂解、气化等化学操作将废塑料制成化工原料、塑料单体、燃油、燃气等化工产品。化学再生运行成本较低，二次污染也较小，但是对原料的要求也比较高。

而通过化学工艺将两种废料可资源化利用制备出热塑性弹性体将是非常有意义的一件事。