中國擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）行業(yè)HCFCs替代技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

王 勇，王向東，李 瑩

（1.環(huán)境保護部環(huán)境保護對外合作中心，北京100035；2.輕工業(yè)塑料加工應用研究所，北京100048）

中國擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）行業(yè)HCFCs替代技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

王 勇1，王向東2，李 瑩2

（1.環(huán)境保護部環(huán)境保護對外合作中心，北京100035；2.輕工業(yè)塑料加工應用研究所，北京100048）

綜述了我國擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）行業(yè)含氫氯氟烴（HCFCs）替代技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；從原料、設備、發(fā)泡劑等幾個方面闡述了XPS泡沫行業(yè)進行發(fā)泡劑HCFCs替換的技術難點，并重點分析了替代產(chǎn)品的性能和市場狀況。最后，介紹了幾種較為成熟的HCFCs替代技術。

擠塑聚苯乙烯泡沫塑料；含氫氯氟烴；淘汰；原料；設備；物理發(fā)泡劑；熱導率

0 前言

中國XPS泡沫行業(yè)目前主要采用含氫氯氟烴（HCFCs）作為發(fā)泡劑，包括 HCFC－22、HCFC－142b以及HCFC－22和HCFC－142b的混合物。脂肪族的氯化物氯氟烴（CFCs）作為發(fā)泡劑用于泡沫塑料的制備可以追溯到20世紀30年代。1974年，Molina和Rowland發(fā)現(xiàn)了CFCs會對臭氧層進行不可逆的破壞，CFCs非常穩(wěn)定可以在大氣中遷移，在太陽的輻射下發(fā)生分解釋放出氯自由基，并引發(fā)破壞臭氧層的一系列連鎖反應，如式（1）和式（2）所示。一個氯原子在從平流層中完全消失之前可以進行100000次這樣的反應［1－3］。

為了表征物質對臭氧層的破壞程度以及引起的全球氣候變暖效應，分別提出了臭氧消耗潛值（ODP）和全球溫室效應影響指數(shù)（GWP），ODP以CFC－11作為標準，其值為1，以二氧化碳為標準，其值為1。

脂肪族氯化物中氟、氯和氫元素含量的變化而導致化學性質變化的趨勢如圖1所示，氟、氯和氫元素含量不同，其環(huán)境的友好程度不同。氯或溴元素增多（向三角形左下角移動）會增加該發(fā)泡劑的ODP，氯元素增多也會使沸點升高。氟元素增多（向三角形右下角移動）會增加發(fā)泡劑的溫室效應，溫室效應取決于紅外線吸收能力（碳氟屏障）和大氣壽命，氟元素增多也會導致毒性下降。氫元素增多（向三角形頂角移動）會增加發(fā)泡劑的可燃性，也會縮短在大氣中的壽命，壽命縮短對減少溫室效應有好處。全部鹵化的脂肪烴的ODP值最大，如CFC。HCFCs的穩(wěn)定性低于CFCs，降低了其在大氣中的持久性，因此對臭氧層的破壞相對要小［4－6］。

圖1 F、Cl和H變化時發(fā)泡劑化學性質的變化趨勢Fig.1 Chemical property of blowing agents changed with content of F，Cl and H

為了保護地球生態(tài)系統(tǒng)，中國政府于1989年9月加入了《保護臭氧層的維也納公約》，并于1991年簽署了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》。

2007年9月，第19次《蒙特利爾議定書》締約方大會通過了加速HCFCs生產(chǎn)與消費淘汰調整案，中國作為第五條款國家，在2013年將凍結HCFCs生產(chǎn)和消費量（2009和2010年的平均消費量為基準消費量），2015年將消減基準消費量的10%，2020年消減35%，2025年消減67.5%，2030～2040年除少量維修外，全面停止生產(chǎn)和使用。國家將立法規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)和使用消耗臭氧層物質，違法生產(chǎn)和使用將受到法律制裁［7］。

1 HCFCs替代技術現(xiàn)狀

目前，絕大多數(shù)國內(nèi)XPS生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)充分認識到HCFCs是對大氣臭氧層有破壞的溫室氣體，未來必將被禁止使用。基于此點考慮，大部分XPS生產(chǎn)企業(yè)普遍關注HCFCs的替代技術，但是對于國家政策、采用何種替代技術、該技術是否成熟可行、成本是否合理、是否需要改造或者重新購置生產(chǎn)設備、新替代技術對于XPS性能的影響、能否達到現(xiàn)行國標的要求、采用新技術后XPS的市場情況等諸多問題普遍存在疑慮和困惑。

由于目前國內(nèi)XPS行業(yè)形成了以價格為主導的市場格局，造成了XPS生產(chǎn)企業(yè)對于使用HCFCs替代技術的出發(fā)點差別較大，現(xiàn)階段，相當一部分企業(yè)尤其是一些小型私營企業(yè)主要是出于成本方面的考慮。由于國內(nèi)XPS行業(yè)主要使用回收聚苯乙烯（PS）樹脂進行生產(chǎn)，而回收料來源不穩(wěn)定，品質和價格差異較大，甚至有進口垃圾的存在。因此，少數(shù)企業(yè)為了降低成本，使用品質較差的PS回收料，使得整個行業(yè)處于價格的惡性競爭。鑒于此，現(xiàn)階段這部分企業(yè)選擇替代品的出發(fā)點是替代價格越來越高的HCFCs發(fā)泡劑，以降低成本。而少數(shù)規(guī)模較大、社會責任感強、技術儲備較好的企業(yè)則非常支持HCFCs替代，這部分企業(yè)普遍認為替代是全行業(yè)技術升級和換代的過程，也是行業(yè)面臨新發(fā)展的一個良機，可以通過替換提升行業(yè)技術水平，提高行業(yè)門檻，提升企業(yè)的市場競爭力，這部分企業(yè)認為以自身的優(yōu)勢可以在實行技術替代之后符合國家政策與行業(yè)形勢，率先占領市場［8－9］。

總體而言，國內(nèi)XPS生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)都認識和了解HCFCs必將被淘汰，只是對于替代技術的認識和準備程度存在差異。

國內(nèi)有許多XPS生產(chǎn)企業(yè)對HCFCs替代技術進行了研發(fā)，積極地采用了不同的替代品進行實驗研究。部分企業(yè)已經(jīng)開始使用替代品進行XPS板材的生產(chǎn)。

進行過替代技術研發(fā)的XPS生產(chǎn)企業(yè)普遍都嘗試過CO2或CO2組合發(fā)泡劑進行XPS的擠出發(fā)泡生產(chǎn)，但是實驗效果均不理想，主要問題體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）產(chǎn)品密度高

使用CO2生產(chǎn)出來的XPS板材的密度要高于使用HCFCs發(fā)泡的產(chǎn)品，導致產(chǎn)品的成本升高，與HCFCs技術相比并不理想。

（2）生產(chǎn)穩(wěn)定性不好

在使用CO2進行XPS生產(chǎn)時，由于系統(tǒng)工作壓力較高，生產(chǎn)連續(xù)性差，產(chǎn)品品質極其不穩(wěn)定，成品率低。部分企業(yè)由于設備的問題無法實現(xiàn)CO2發(fā)泡劑的連續(xù)注入。

（3）產(chǎn)品熱導率高

由于CO2的熱導率要高于 HCFC－22和 HCFC－142b，因此單獨使用CO2生產(chǎn)的XPS板材熱導率普遍高于現(xiàn)有HCFCs生產(chǎn)的產(chǎn)品，熱導率普遍在0.033W/（m·K）以上，這一數(shù)值比現(xiàn)行國家標準高。而CO2組合發(fā)泡劑（包括CO2與醇類、醚類、烷烴類、水等組合發(fā)泡劑）生產(chǎn)的XPS板材剛下線進行檢測時，熱導率可以達到0.026W/（m·K），放置1個月后熱導率上升到0.032W/（m·K），仍然不符合現(xiàn)行國家標準。

（4）產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性和阻燃性能不佳

CO2/乙醇發(fā)泡的XPS板材，由于醇的沸點較高，很難在常溫下釋放出來，會大大影響XPS板材的尺寸穩(wěn)定性和阻燃性能。CO2/二甲醚發(fā)泡的XPS板材，產(chǎn)品下線后需在50～60℃下放置72h，再在室溫下放置1個月，二甲醚就可以完全釋放出來，阻燃性能可以達到標準，但二甲醚易揮發(fā)，生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生靜電，引發(fā)火災，安全防護工作非常重要。CO2/水發(fā)泡的XPS板材，由于水的沸點很高，會極大地影響產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，而且水和阻燃劑六溴環(huán)十二烷會反應釋放出強酸，腐蝕螺桿，進而影響產(chǎn)品的阻燃性能。

（5）產(chǎn)品厚度有限

使用CO2生產(chǎn)的XPS板材的厚度有限，只能達到50～60mm，進一步提升厚度，產(chǎn)品品質會下降，出現(xiàn)泡孔破裂、產(chǎn)品結構塌陷、表面粗糙等問題。

但是CO2組合發(fā)泡劑生產(chǎn)的XPS板材的壓縮強度較高，泡孔小而密，應用于鐵路、公路等領域有著無可比擬的優(yōu)勢，其他發(fā)泡劑生產(chǎn)的板材應用于此領域時彎曲強度和長期蠕變性能很難滿足要求。

對于丁烷、戊烷等碳氫類發(fā)泡劑，也有企業(yè)進行過替代實驗，但是由于使用碳氫發(fā)泡劑在進行生產(chǎn)、儲存、運輸、使用的過程中容易發(fā)生安全事故，需要進行防火防爆改造，企業(yè)普遍存在較大顧慮，不敢輕易使用，盡管使用碳氫發(fā)泡劑生產(chǎn)的XPS板材的品質可以滿足現(xiàn)行國家標準的要求。

此外，一些小規(guī)模的XPS私營企業(yè)普遍使用發(fā)泡水部分取代 HCFC－22或者 HCFC－142b，其主要目的是為了降低成本，但是這樣一來對板材的性能帶來顯著影響，主要體現(xiàn)在：板子的尺寸穩(wěn)定性非常差，長度方向上的收縮現(xiàn)象嚴重；板材的厚度超過60mm后成型加工比較困難。

總體來講，國內(nèi)大多數(shù)XPS生產(chǎn)企業(yè)充分認識到利用CO2或者以CO2為主的組合發(fā)泡劑進行XPS板材的生產(chǎn)加工是HCFCs替代的發(fā)展趨勢，但是需要從成本、技術和市場多個方面評估替代技術的適用性，新的替代技術一定要適應中國XPS行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。同時，大部分行業(yè)人士認為，現(xiàn)行XPS國家標準已經(jīng)不能適應當前的發(fā)展形勢，應予以修訂，但是新標準應該充分考慮到新的替代技術存在的缺陷，否則將不利于XPS行業(yè)的發(fā)展。

XPS設備制造企業(yè)對HCFCs的替代十分關注，并且進行了許多嘗試，主要集中在研制新型發(fā)泡體系下的成型裝備方面，涉及到擠出發(fā)泡成型機組的主機、輔機以及發(fā)泡劑的注入和計量系統(tǒng)。在使用CO2及CO2組合發(fā)泡劑方面，研發(fā)的主要方向是生產(chǎn)線的設計、如何提高擠出機組的工作壓力、混合效果以及生產(chǎn)的穩(wěn)定性，重點在研發(fā)使用第一階雙螺桿擠出機串聯(lián)第二階單螺桿擠出機作為XPS板材的生產(chǎn)機組、實現(xiàn)液態(tài)CO2的輸送、高壓注入和精確計量。對于使用碳氫類發(fā)泡劑，設備企業(yè)已經(jīng)可以實現(xiàn)防火防爆的技術改造。設備制造企業(yè)普遍認為，XPS板材的HCFCs替代需要從設備、原料和工藝三方面綜合考慮，才能有所突破。

2 HCFCs替代的難點

總體而言，目前中國XPS行業(yè)已經(jīng)充分認識到HCFCs替代的必要性，但是結合行業(yè)發(fā)展實際情況，原料、裝備、替代技術的成熟程度、成本和市場等幾個方面依然面臨眾多困難。

2.1 原料的問題

目前行業(yè)內(nèi)采用的PS回收料的品質不均，由于進口垃圾在市場上越來越多，導致回收料的成分更難以判別。以當前的HCFC－22/142b體系對PS回收料的適應性尚需完善，因此可以預計，采用新的發(fā)泡體系將面臨更多的問題。

同時，采用新的發(fā)泡裝備，如雙螺桿串聯(lián)單螺桿發(fā)泡機組，對PS回收料的品質亦有所要求。因此，如何改進PS回收料的性能是替代所面臨的一個主要困難。解決的主要辦法是降低回收料的比例，提高配方中全新PS原料的含量；或者是通過對PS回收料進行改性，增強其熔體強度，使其更好地適應新的發(fā)泡體系。相比之下，對PS回收料進行改性的辦法對生產(chǎn)的成本增加更易于被XPS生產(chǎn)企業(yè)所接受。

聚合物自身的熔體強度是支撐泡孔生長、防止泡孔聚集和破裂以及保證泡孔結構穩(wěn)定的最主要因素。這里所提及的熔體強度具體是指樹脂熔體的拉伸黏度和熔體彈性。

造成PS回收料熔體強度下降的主要原因是在多次回收使用過程中，PS的分子鏈發(fā)生斷裂，相對分子質量降低，直接導致其熔體強度降低。目前，可用于提高熔體強度的主要措施有以下幾點：

（1）提高回收料的相對分子質量，可以通過加入擴鏈劑的方法來實現(xiàn)；

（2）拓寬回收料的相對分子質量分布，最好能夠產(chǎn)生雙峰分布；

（3）通過物理交聯(lián)或者化學交聯(lián)的方法使分子鏈產(chǎn)生交聯(lián)結構；

（4）接枝長鏈，使分子鏈產(chǎn)生支化結構；

（5）添加無機填料，如納米蒙脫土、滑石粉等；

（6）共混改性，引入其他高熔體強度的聚合物組分；

（7）降低熔體溫度，可以有效地提高氣泡生長時聚合物的熔體強度。

只有解決了原料的問題，使其適應新的替代技術和加工設備，才能使XPS行業(yè)HCFCs的替代更加行之有效。而對于選擇何種方法對PS回收料進行改性以提高其熔體強度，仍然需要加以驗證。

2.2 設備改造或更換

對于XPS生產(chǎn)企業(yè)來說，在實行替代技術過程中，對現(xiàn)有設備進行改造或者是將現(xiàn)有設備更換為全新的加工設備。二者的意義和可行性差別很大，最主要的問題是設備成本方面。購置全新的XPS生產(chǎn)設備往往要比改造目前現(xiàn)有設備的成本高出很多，多數(shù)企業(yè)難以接受。

如果進行設備更換，問題則主要集中在選用進口設備還是國產(chǎn)設備方面。進口設備的整體性能更高，但是由于國外生產(chǎn)XPS板材時不存在PS回收料的問題，因此進口設備對于原料的品質和性能有較高的選擇性。如果按照國內(nèi)現(xiàn)有的原料供應狀況，往往不能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)，產(chǎn)品品質會出現(xiàn)下降，甚至對設備造成較大的損傷。而且進口設備的價格往往是國產(chǎn)設備的10倍左右。目前國產(chǎn)設備還停留在較低的水平上，但是也有許多設備生產(chǎn)商進行了大量研發(fā)工作，以期提高其技術裝備水平和整體生產(chǎn)線的質量，有少數(shù)幾條使用新型HCFCs替代技術的國產(chǎn)XPS生產(chǎn)線已經(jīng)投入實際生產(chǎn)中。

如果選擇對現(xiàn)有XPS生產(chǎn)線進行改造，成本則會大大減少。但是改造核心部件之后，設備的整體性能、各部分之間運轉的協(xié)調性還有待商榷。

2.3 替代設備的成熟度

對于新的發(fā)泡體系和新的XPS生產(chǎn)設備，其成熟程度也是需要考慮的一個重點。設備的成熟度直接關系到新技術的可行性，使用成熟可靠、生產(chǎn)穩(wěn)定性好、產(chǎn)能大的設備是XPS生產(chǎn)企業(yè)的首選。

目前有關成熟度的焦點主要集中在選用雙螺桿串聯(lián)單螺桿擠出發(fā)泡機組還是單螺桿串聯(lián)單螺桿擠出發(fā)泡機組。當前XPS行業(yè)中主要采用單螺桿串聯(lián)單螺桿擠出發(fā)泡機組，其價格較低，操作簡便，然而雙螺桿串聯(lián)單螺桿擠出發(fā)泡機組由于具有如下優(yōu)勢而成為替代設備的優(yōu)先選擇：

（1）喂料量更大更穩(wěn)定；

（2）雙軸驅動的配置更有利于操作；

（3）混合效果更好；

（4）生產(chǎn)效率更快，即使是添加發(fā)泡劑以后；

（5）冷卻效果及控溫更精確；

（6）熔體溫度更加均一；

（7）在注氣口之前的動態(tài)密封效果更加緊密且穩(wěn)定。

但是，使用雙螺桿擠出機進行發(fā)泡也有不足之處。例如價格高、螺桿芯軸上的扭矩負荷有限、不能夠使用粒徑大于螺槽深度的粒料進行喂料。而很大一部分的成本將來自于清除機器中的腐蝕、磨損和黏附。

雙螺桿擠出機由于是饑餓式喂料，難以保持較高壓力，因此如何防止發(fā)泡劑注入后不發(fā)生泄露并保持較高的系統(tǒng)壓力對螺桿和機筒的設計提出了較高的要求。

熱交換同樣是一個很大的問題，這會影響軸向扭矩的要求。當氣體注入并溶解在熔體中，黏度會急劇下降，因此就需要將熔體冷卻到更低且均一的溫度以滿足發(fā)泡的需要，要滿足此時的熱交換以及螺桿運動時產(chǎn)生的摩擦熱量就需要考慮到螺桿轉速、螺桿構型以及機筒的設計，最好是在軸向扭矩被全部消耗之前完成冷卻過程。

2.4 發(fā)泡劑的注入和計量

發(fā)泡劑的用量對于XPS的擠出發(fā)泡生產(chǎn)很關鍵，發(fā)泡劑的用量偏低，則產(chǎn)品的密度較高；發(fā)泡劑的用量偏高，則擠出發(fā)泡過程中會出現(xiàn)爆泡和破裂現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的表面質量和性能。因此，如何將發(fā)泡劑定量、定壓輸入擠出機筒中是一個非常關鍵的問題。

除氮氣外，物理發(fā)泡劑包括HCFCs和CO2通常被壓縮為液體注入擠出機中。發(fā)泡劑的計量很重要，無論采用何種發(fā)泡劑，都需要進行精確的計量來保證恒定的發(fā)泡劑注入量，以獲得結構均勻的XPS板材。

柱塞泵和隔膜泵均可以用于輸送和計量液態(tài)發(fā)泡劑。由于進入柱塞泵和隔膜泵之前需要壓縮成液態(tài)，而每一種發(fā)泡劑的物理特性不同，因此增壓和保壓的方式不同。柱塞泵普遍用于一般壓力流體的輸送時不易發(fā)生泄漏現(xiàn)象，而在輸送高壓流體時則容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。隔膜泵可以用于高壓、低流量流體的輸送，不易發(fā)生泄露現(xiàn)象。

目前，XPS行業(yè)使用 HCFC－22或 HCFC－142b作為發(fā)泡劑時，普遍使用柱塞泵將儲罐內(nèi)的液態(tài)發(fā)泡劑增壓之后注入擠出機中，輸出壓力維持在10～15MPa之間，輸送管路無需進行過多的處理。而采用CO2作為發(fā)泡劑時，由于供應商提供的液態(tài)CO2為－20℃、2MPa左右，需要對管路、泵、閥門等進行絕熱處理，因此，通常采用在管路系統(tǒng)中增加二級緩沖罐的辦法，維持二級CO2儲罐的壓力在6MPa左右，輸送溫度接近環(huán)境溫度。由于輸出壓力高達20～25MPa，采用CO2作為發(fā)泡劑時，最好使用隔膜泵以防止泄漏發(fā)生。但由于隔膜泵成本過高，大多數(shù)廠家仍然選擇柱塞泵作為發(fā)泡劑的注入設備。

無論采用柱塞泵還是隔膜泵，發(fā)泡劑注入和計量系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)一是保證輸入壓力要高于注入口的機筒壓力；二是輸入流量要不受擠出機機筒背壓的波動影響以維持輸入量的恒定。

2.5 防火防爆問題

采用新的替代技術進行XPS板材生產(chǎn)時，尤其是碳氫技術，必須安裝新的防火、防爆、通風的安全設施，使用更為嚴格的操作規(guī)程。在安裝防火防爆安全設施時，需要對生產(chǎn)車間、儲存庫房、泵房、發(fā)泡劑輸送管路、產(chǎn)品堆放區(qū)、送排風設備等進行升級改造。

然而，大多數(shù)XPS生產(chǎn)企業(yè)并不具備原地防火防爆改造的條件，因此，即使碳氫替代技術相對成熟，有多少企業(yè)愿意采用或者敢于采用有待市場的檢驗。

2.6 替代產(chǎn)品的性能及市場

由于替代品的物理特性不同，造成成型工藝存在一定的差異，導致使用一些新的替代技術之后無法生產(chǎn)更厚的產(chǎn)品。同時，由于發(fā)泡劑的熱導率和燃燒特性不同，也使得采用新替代品之后的XPS板材的熱導率和阻燃等級發(fā)生一些變化，尤其是阻燃問題，國家消防部門對建材的阻燃標準要求正在提高，而一些替代技術如碳氫技術會導致XPS板材阻燃性能下降，將不利于廣泛使用。

XPS生產(chǎn)企業(yè)的主要關注點就是替代技術的成本問題，包括設備更換或改造的成本、運營成本、原料成本等。XPS生產(chǎn)企業(yè)普遍反映，這些因素引起的成本增加量不能過高，合理的增加范圍應當在10%～15%之間。

目前，新的替代技術在環(huán)保方面達到了要求，但是存在密度較高、成型收縮率較大、尺寸穩(wěn)定性不好的問題，與現(xiàn)有產(chǎn)品存在一定的差異。因此，市場對新產(chǎn)品的認可程度會直接影響產(chǎn)品的銷售狀況。

由于使用替代技術生產(chǎn)的產(chǎn)品在某些性能指標上會與現(xiàn)行國家標準發(fā)生沖突，XPS生產(chǎn)企業(yè)對此也比較關注。多數(shù)企業(yè)認為應該出臺新的產(chǎn)品標準，以適應新的替代技術，促使生產(chǎn)企業(yè)從價格競爭轉移到注重提升產(chǎn)品品質上，推動XPS行業(yè)的健康發(fā)展。

3 幾種較成熟的替代技術

由前述可知，國外XPS行業(yè)已成功進行HCFCs替代，擁有成功的經(jīng)驗和成熟的技術，如歐洲以CO2技術為主、美國以HFCs技術為主、日本以碳氫技術為主。然而中國XPS行業(yè)的特點決定了HCFCs替代必須立足自身國情，選擇適合自身特點的替代技術，即必須面對當前乃至今后很長一段時間使用PS回收料的現(xiàn)實，此外，替代的成本和替代后產(chǎn)品的市場也是非常關鍵的影響因素。

從技術角度而言，HCFCs的替代涉及到對原料、設備和工藝以及產(chǎn)品性能幾個方面的綜合評估。

HFCs技術和碳氫技術對于PS回收料的適應能力要優(yōu)于CO2技術，在產(chǎn)品的厚度方面也與HCFCs生產(chǎn)的產(chǎn)品厚度相當。然而，HFCs屬于溫室氣體，存在二次替代風險，價格較高，比較常用的HFC－152a又存在易燃的缺點，需要進行設備和生產(chǎn)的防火防爆改造。因此，盡管對PS回收料的適應能力強，發(fā)泡劑的物理特性也非常接近 HCFC－22和 HCFC－142b，但是單獨采用HFCs替代對中國而言依然不是一個好的選擇方案。

碳氫技術在日本比較成熟，在中國的其他泡沫塑料行業(yè)也得到了一定程度的應用，然而，碳氫技術對于防火防爆的要求非常嚴格，設備投入和運營成本很高，中國當前的大部分XPS企業(yè)為小型的私營企業(yè)，技術水平和管理水平落后，嚴重缺乏防火防爆的安全常識；同時中國消防管理部門對于生產(chǎn)安全的要求和對建筑材料的阻燃要求越來越高，這些因素決定了碳氫技術在短期內(nèi)并不會被眾多XPS中小型企業(yè)所采用，也可以認為碳氫技術并不是一個可以被廣泛接受的HCFCs替代方案。然而，由于HCFCs的替換是一個技術升級的過程，也是一個行業(yè)整合的過程。因此，對一些技術和資金雄厚、規(guī)模大、管理嚴格的大型XPS生產(chǎn)企業(yè)而言，在妥善處理好安全問題的前提下，選用碳氫技術替代HCFCs依然不失為一種長期的解決方案。

就歐洲國家所廣泛采用的CO2技術而言，首先其ODP值為0、GWP值為1，對環(huán)境的影響最小；其次，CO2具有化學惰性，不燃，生產(chǎn)和使用相對安全，價格低廉，企業(yè)的運營成本低，上述三點決定了CO2技術將在中國XPS行業(yè)替代HCFCs的過程中發(fā)揮重要作用，目前XPS生產(chǎn)企業(yè)和設備企業(yè)紛紛在此方面投入研發(fā)即是一個很好的佐證。

當前階段，選用CO2技術進行HCFCs的替代，對于中國XPS行業(yè)必須面對采用PS回收料進行生產(chǎn)的現(xiàn)實狀況，這就帶來了兩個問題：（1）采用CO2技術的設備對回收料的適應能力如何？（2）使用回收料的情況下，采用CO2技術生產(chǎn)的XPS板材在厚度、阻燃和隔熱方面能否接近或者達到當前HCFCs的水平？從目前行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀看，這兩個方面均存在問題。因此，可以認為中國XPS行業(yè)采用CO2技術進行HCFCs的替代在當前階段并不十分成熟，CO2技術依然需要在以下方面進行持續(xù)改進：（1）控制回收料品質；（2）逐漸加大回收料使用比例；（3）通過添加改性劑改善回收料的性能；（4）改良設備。但是，從HCFCs替代的時間性和緊迫性，從保護環(huán)境、安全經(jīng)濟和促進XPS行業(yè)健康發(fā)展的持久性而言，中國XPS行業(yè)選用CO2技術進行HCFCs的替代是一種優(yōu)良的選擇，是一個長期的解決方案。

因此，對于目前中國XPS行業(yè)的HCFCs替代，CO2和碳氫化合物是兩個優(yōu)良的選擇，其中CO2替代技術是首選的替代技術，盡管二者對于目前行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀而言均具有局限性，但是可視為長期解決方案。

4 結語

中國XPS行業(yè)的HCFCs替代必將是一個長期的技術升級過程，升級的過程也必將帶來全行業(yè)發(fā)展格局的轉變和發(fā)展觀念的轉變，從當前過分注重成本、忽視產(chǎn)品品質轉變到注重產(chǎn)品品質、注重環(huán)境保護上。

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Situation and Developing Trend of HCFCs Phase－out of XPS Foam Sector in China

WANG Yong1，WANG Xiangdong2，LI Ying2
（1.Foreign Economic Cooperation Office，Ministry of Environmental Protection of the People′s Republic of China，Beijing 100035，China；2.Institute of Plastics Processing and Application of Light Industry，Beijing 100048，China）

The situation and developing trends of HCFCs phase－out of extruded polystyrene foam（XPS）sector in China was reviewed.Technologies of HCFCs phase－out in materials，equipment，and blowing agents were discussed.The properties and market situation of alternative products were analyzed.Finally，the alternative technologies of HCFCs were introduced.

extruded polystyrene foam；hydrochlorofluorocarbon；phase－out；material；equipment；physical foaming agent；thermal conductivity

TQ325.2

A

1001－9278（2011）10－0001－06

2011－09－10

聯(lián)系人，wang.yong＠m(xù)epfeco.org.cn