玻璃鋼廢棄物回收利用探析

文/宋繼勝周開文

玻璃纖維增強塑料是以包括屬于熱固性樹脂的環氧樹脂（EPR）、不飽和聚酯（U PR）、酚醛樹脂（PFR）、聚酰胺（Polyamide）、雙馬來酰亞胺(BM I)以及屬于熱塑性塑料的聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）等合成樹脂為基體，以玻璃纖維為骨架的一種復合結構材料，俗稱玻璃鋼。因其具有重量輕、強度高、耐腐蝕、電絕緣、耐瞬間高溫、傳熱慢、隔音、防水、易著色、能透光電磁波等金屬材料和其他無機材料無法比擬的優勢，因而作為一種工程材料不僅在國防和尖端技術領域中得到普遍應用，而且在工業及民用方面的應用也日趨廣泛。

目前對廢棄玻璃鋼制品基本上未做任何處理，就直接掩埋或在自然環境中燃燒：填埋會侵占耕地，破壞土壤的透氣性能，降低土壤的蓄水能力，破壞土壤微生態平衡，此外玻璃鋼添加劑中的重金屬離子及有害物質會在土壤中通過擴散、滲透等作用進入到地下水層，造成水資源的嚴重污染；焚燒極易形成具有致癌、致畸、致突變效應和生殖毒性的物質，如多溴代二苯并二惡英和多溴代二苯并呋喃。因此，如何實現玻璃鋼廢棄物回收和利用，成為科研工作者共同關注的研究課題，也成為玻璃鋼工業向前發展的亟待解決的問題！

實際上，玻璃鋼廢棄物本是不可多得的資源，其基體樹脂是石油產品的聚合物；石油資源耗盡只是時間問題，資源必須有效利用、循環使用。從某種意義上說，玻璃鋼廢棄物回收和利用就是石油資源的再生和利用。國內外為實現玻璃鋼廢棄物回收和利用做了大量研究，表明玻璃鋼廢棄物經過合理的處理處置技術是可以實現再生利用的。綜合國內外的研究工作，玻璃鋼廢棄物的回收利用方法可分為以下三類方法：

——物理回收。以熱固性樹脂為基體制備的玻璃鋼廢棄物，通常難以再次加工成型，但可以利用機械粉碎的方法將其碾磨至一定粒徑的粉料，用其作為制備新材料的原料，或者用來填充熱塑性或熱固性塑料來制備復合材料。由于該過程只需要機械作用，僅發生物理變化，即通常所說的物理回收。物理回收雖然具有工藝簡單、環保、成本低等優點，然而制品的性能較差，只適合對材料性能要求不高的復合材料。如片狀模塑料（SM C）碾磨以后的潛在用途取決于顆粒的尺寸：較大尺寸的SM C顆粒，適合于作建筑材料如粗紙板、輕質水泥板、農用蓋板或隔熱板；回收SM C除了用于塊狀模塑料（BM C）和熱塑性塑料外，較小尺寸的SM C顆粒（粒子尺寸小于1cm）可以作為增強材料或填料用于屋面瀝青、混凝土骨料和鋪路材料；更細的SM C顆粒（在200目范圍或更小）可作為SM C、BM C和熱塑性塑料的填料，或其它含有碳酸鈣的產品。

——化學回收法。化學回收利用法是指玻璃鋼廢棄物經過初步粉碎后，通過化學方法使其分解成小分子碳氫化合物的氣體、液體或焦碳，填料和纖維從基體中分離，主要有熱解、醇解、胺解和水解等方法。相對于熱解法，溶液法（醇解、胺解、水解等）不需要太高的溫度，也不會產生二惡英，所需設備也相對簡單。但目前采用化學溶液法回收樹脂的研究還處于探索階段，仍有許多關鍵技術問題需要解決，如溶劑使用量大和廢液處理問題，而對于分解得到的有機小分子物質如何高效地提純利用等問題值得進一步研究，可以作為今后的研究方向。

——生物降解法。生物降解法就是利用環境中的微生物分解玻璃鋼廢棄物中的基體樹脂，使其降解。目前，開發的技術路線主要有微生物發酵合成法、利用天然高分子合成法的化學合成法等。生物法降解玻璃鋼廢棄物雖然具有明顯的環保和經濟前景，然而真正能工業化降解使用的菌種還未發現，因此篩選新型微生物，發展可在極端條件下降解廢棄樹脂的方法——重組菌株，這需要在遺傳修飾領域做進一步的研究。