“十三五”规划提出:提高环境质量，加强生态环境综合治理，加快补齐生态环境短板，是当前核心任务。国家环保局已将废弃塑料列为环保领域21世纪要控制的三大重点之一。本课题研究目标是把废聚苯乙烯泡沫塑料通过化学合成苯丙乳液进行回收再利用。目前企业对此技术有很大需求，研究成果可转化成实际产品，满足企业需求。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它具有抗水性高、密度小、机械强度好、缓冲性能优异、着色性好、温度适应性强等优点，因此在包装、外墙保温材料中占有率较高。聚苯乙烯泡沫塑料使用后大多数被废弃，由于其质量轻、体积大、耐老化、抗腐蚀、化学性质稳定、不易被微生物降解，进入土壤后使其中的空气、水分、养分等不能正常循环与交换，并且会释放出一些有害物质，从而影响到生态系统的正常循环，严重污染环境。因而，近年来解决废聚苯乙烯泡沫塑料造成的“白色污染”，对废弃聚苯乙烯泡沫塑料的回收再利用越来越引起人们的关注。
以水为溶剂的水性涂料正逐渐取代污染环境的油性涂料。苯丙乳液是苯乙烯、丙烯酸酯类、丙烯酸三元共聚悬浮液的简称，具有无毒无味、不燃不爆、污染小、粘结强度高、耐候性好、耐光、耐腐蚀性优良等特点。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品，有其非常广泛的用途，现已用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、胶粘剂和皮革涂饰剂等方面。
该课题将废聚苯乙烯泡沫塑料采用溶解法进行消泡减容、催化裂解，得到裂解油，以精制裂解油为原料进行化学合成制备苯丙乳液。研究内容主要包括以下3个方面的工作：
2.以催化裂解得到的精制裂解油为原料，进行苯丙乳液化学合成实验工艺研究；
3.使用1L四口瓶进行放大实验制备得到苯丙乳液，对产品各项指标进行分析检测。
通过实验，考察消泡溶剂、裂解催化剂、裂解温度、乳液聚合单体、乳化剂、引发剂、聚合反应温度等实验工艺条件，提高苯丙乳液的产品质量。
课题研究价值
1.至今为止以废聚苯乙烯泡沫塑料催化裂解得到的精制裂解油为原料化学合成苯丙乳液还未见文献报道，该生产工艺将使苯丙乳液的原料成本降低1500元左右，这条生产工艺路线具有明显的市场竞争力。
2.使用自制裂解油为溶剂进行消泡减容溶解聚苯乙烯，用量按m（聚苯乙烯）：m（裂解油）=2：3的比例进行溶解实验，温度选择在107 ℃左右，溶液呈透明糊状，粘度适中。
3.通过废聚苯乙烯催化裂解实验研究，催化剂种类和裂解温度对裂解反应有着重要影响。裂解温度升高，裂解油产率提高，裂解时间缩短，但苯乙烯选择性下降；低于380 ℃时，氧化钙的裂解油产率和裂解时间优于氧化铝和氯化铝，但苯乙烯的选择性劣于氧化铝和氯化铝；高于400℃时，氯化铝、氧化铝和氧化钙的催化活性接近。在实验条件下，聚苯乙烯催化裂解的最佳催化剂为氯化铝，380 ℃下的裂解时间为25 min，裂解油产率为85%，裂解油中苯乙烯含量为80%，且副产物较少。
4.以自制苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等为单体，采用乳液聚合制备了苯丙乳液，研究了聚合温度、引发剂用量、乳化剂用量、功能性单体丙烯酸用量等反应条件对苯丙乳液性能的影响，并探讨了丙烯酸单体对乳液稳定性的影响，确定了合成反应条件。主要研究结论如下：
I.影响单体转化率的主要因素有反应温度、引发剂和乳化剂用量，转化率随3种因素的增加均呈现先增后降的变化趋势，由此确定乳液聚合的最佳反应条件为：温度为79～80℃，乳化剂最佳用量为1.6%，引发剂最佳用量选择为1.0%；
II.丙烯酸作为功能单体对苯丙乳液的耐酸碱稳定性有着显著的影响，适当提高其用量可以增进乳液的交联度，并对生成的乳液粒子进行表面修饰，抑制其团聚，提高乳液在酸性条件下的稳定性；
III.根据测试结果，最佳的乳液合成的原料质量配比为：20.0％自制苯乙烯、20.0％丙烯酸丁酯、2.5％甲基丙烯酸甲酯、2.2％丙烯酸、1.6％乳化剂、1.0％过硫酸钾、0.4％碳酸氢钠、50.9％去离子水。
5. 本课题研究实施过程中，化工技术兴趣小组学生全程参与，化工技术兴趣小组第二课堂活动中引入了师徒制，在教师指导下依托科研项目进行职业技能训练，开阔了学生的视野,激发了学生独立思考、大胆探索、勇于创新的精神,学生的综合素质得到了明显提升。
课题主持人：崔巍，男，副教授，化工系教师，长期从事教学与科研工作，多项课题成果已在企业得到应用，发表多篇EI检索论文及省级以上学术论文，曾获抚顺市科技进步二等奖。