玻璃钢废弃物回收利用探析

文/宋继胜周开文

玻璃纤维增强塑料是以包括属于热固性树脂的环氧树脂（EPR）、不饱和聚酯（U PR）、酚醛树脂（PFR）、聚酰胺（Polyamide）、双马来酰亚胺(BM I)以及属于热塑性塑料的聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）等合成树脂为基体，以玻璃纤维为骨架的一种复合结构材料，俗称玻璃钢。因其具有重量轻、强度高、耐腐蚀、电绝缘、耐瞬间高温、传热慢、隔音、防水、易着色、能透光电磁波等金属材料和其他无机材料无法比拟的优势，因而作为一种工程材料不仅在国防和尖端技术领域中得到普遍应用，而且在工业及民用方面的应用也日趋广泛。

目前对废弃玻璃钢制品基本上未做任何处理，就直接掩埋或在自然环境中燃烧：填埋会侵占耕地，破坏土壤的透气性能，降低土壤的蓄水能力，破坏土壤微生态平衡，此外玻璃钢添加剂中的重金属离子及有害物质会在土壤中通过扩散、渗透等作用进入到地下水层，造成水资源的严重污染；焚烧极易形成具有致癌、致畸、致突变效应和生殖毒性的物质，如多溴代二苯并二恶英和多溴代二苯并呋喃。因此，如何实现玻璃钢废弃物回收和利用，成为科研工作者共同关注的研究课题，也成为玻璃钢工业向前发展的亟待解决的问题！

实际上，玻璃钢废弃物本是不可多得的资源，其基体树脂是石油产品的聚合物；石油资源耗尽只是时间问题，资源必须有效利用、循环使用。从某种意义上说，玻璃钢废弃物回收和利用就是石油资源的再生和利用。国内外为实现玻璃钢废弃物回收和利用做了大量研究，表明玻璃钢废弃物经过合理的处理处置技术是可以实现再生利用的。综合国内外的研究工作，玻璃钢废弃物的回收利用方法可分为以下三类方法：

——物理回收。以热固性树脂为基体制备的玻璃钢废弃物，通常难以再次加工成型，但可以利用机械粉碎的方法将其碾磨至一定粒径的粉料，用其作为制备新材料的原料，或者用来填充热塑性或热固性塑料来制备复合材料。由于该过程只需要机械作用，仅发生物理变化，即通常所说的物理回收。物理回收虽然具有工艺简单、环保、成本低等优点，然而制品的性能较差，只适合对材料性能要求不高的复合材料。如片状模塑料（SM C）碾磨以后的潜在用途取决于颗粒的尺寸：较大尺寸的SM C颗粒，适合于作建筑材料如粗纸板、轻质水泥板、农用盖板或隔热板；回收SM C除了用于块状模塑料（BM C）和热塑性塑料外，较小尺寸的SM C颗粒（粒子尺寸小于1cm）可以作为增强材料或填料用于屋面沥青、混凝土骨料和铺路材料；更细的SM C颗粒（在200目范围或更小）可作为SM C、BM C和热塑性塑料的填料，或其它含有碳酸钙的产品。

——化学回收法。化学回收利用法是指玻璃钢废弃物经过初步粉碎后，通过化学方法使其分解成小分子碳氢化合物的气体、液体或焦碳，填料和纤维从基体中分离，主要有热解、醇解、胺解和水解等方法。相对于热解法，溶液法（醇解、胺解、水解等）不需要太高的温度，也不会产生二恶英，所需设备也相对简单。但目前采用化学溶液法回收树脂的研究还处于探索阶段，仍有许多关键技术问题需要解决，如溶剂使用量大和废液处理问题，而对于分解得到的有机小分子物质如何高效地提纯利用等问题值得进一步研究，可以作为今后的研究方向。

——生物降解法。生物降解法就是利用环境中的微生物分解玻璃钢废弃物中的基体树脂，使其降解。目前，开发的技术路线主要有微生物发酵合成法、利用天然高分子合成法的化学合成法等。生物法降解玻璃钢废弃物虽然具有明显的环保和经济前景，然而真正能工业化降解使用的菌种还未发现，因此筛选新型微生物，发展可在极端条件下降解废弃树脂的方法——重组菌株，这需要在遗传修饰领域做进一步的研究。