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探寻塑料包装废弃资源循环利用的新途径

2016-04-10湖北武汉市汉江化工材料公司

塑料包装 2016年4期
关键词:废旧塑料降解塑料塑料包装

李 婷(湖北武汉市汉江化工材料公司)

探寻塑料包装废弃资源循环利用的新途径

李 婷(湖北武汉市汉江化工材料公司)

塑料因其质轻、强度高、方便价廉等优良特性,在包装材料领域得到了快速发展和广泛的应用,极大地方便了人们的生活。针对塑料包装废弃物回收利用受到社会的关注,论述了塑料包装废弃物的改性再生利用和再生处理循环利用技术,以及塑料包装废弃物的化学降解再生、化学处理再生,指出了塑料包装废弃物循环再生的发展前景及研发方向。

塑料包装 废弃资源 循环利用

前 言

塑料因其质轻、强度高、方便价廉等优良特性,在包装材料领域得到了快速发展和广泛的应用,极大地方便了人们的生活。

但由于塑料制品对环境有严重污染,因此在使用和对塑料包装材料进行生态设计时,应充分考虑塑料包装材料的可降解性以及回收可能和回收途径,政府也应采取措施促进可降解塑料的研究开发,以推动循环经济的发展,值得相关部门的关注。

一、塑料包装废弃物回收利用受到社会的关注

当下,商品的增多也带来了包装废弃物的增多,在这些包装废弃物中,塑料材料占到了首位。塑料包装之所以发展迅速,关键是它在材料的性能价格比上超过了现今所有材料,但商品使用后包装即被废弃,从其回收处理的角度来说这种材料不易回收利用且不易分解,大量的废弃塑料会造成社会环境的严重污染,也会由此引发众多严重的社会问题。塑料包装废弃物已占到废弃塑料中的85%以上,因此回收处理与再生利用技术也越来越受到社会的重视。

塑料因质轻、综合性能好等诸多优点而一直受到社会青睐,广泛用于工农业及人们生活的各个方面。目前常用的塑料,包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等,都是以石油化工产品为原料制造的。昔日被誉为“白色革命”的塑料,而今却成为造成世界“白色污染”的罪魁。传统塑料废弃物危害多,如农用塑料地膜的大量使用既加速了土地的侵蚀,这些塑料结构稳定,不能被生物降解,也加速了有毒杀虫剂的流失,并对流经地域环境造成极大的危害。

虽然塑料废弃物可以进行回收再利用,但由于塑料种类众多,需要分类处理,增加了回收的难度,再利用率不高。因此,塑料废弃物主要通过填埋和焚烧的方法处理。塑料废弃物填埋会大量占用土地,影响土地的可持续利用,而且塑料生产过程中使用的化学添加剂(如重金属化合物)、塑料包装盒上残留的食品有机物等会产生渗滤液,引起地下水污染。废塑料直接进行焚烧处理,不但产生大量黑烟,导致大量温室气体排入空气中,还会分解出有毒物质给环境造成严重的二次污染。目前市场上没有完全环保的塑料制品,只是在塑料中加入一些成分后,使其相对容易降解。市场上的环保塑料一般采用无毒的聚烯烃树脂,在生产过程中加入一定量的添加剂,如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等。虽然这些添加成分使塑料包装物的稳定性下降,可在自然环境中分解,但可降解部分仅限于淀粉、纤维素等添加成分,聚烯烃等树脂成分仍然是无法降解的,只是以较为微小的形式分散到环境中,更难回收和处理。从某种意义上讲,其对环境的潜在污染更甚于传统塑料。

目前,我国已占据世界塑料大国的地位,并迅速走向世界塑料强国。据有关资料显示,我国年产塑料用合成树脂1300多万吨,进口合成树脂1300多万吨,进口300多万吨废弃边角料,作为塑料用的原料、合成树脂的表观消费量已超过了3000万吨,加上所用的填料、助剂,塑料制品的年总产量仅次于美国,已远远超过德、日、法、意等国。目前,塑料包装引起的“白色污染”已给我国经济发展和生态环境带来了不良影响。

因为普通塑料及其助剂、添加剂均属高分子材料,化学结构及性能稳定,一般不能自行降解,也不易被细菌侵蚀,塑料包装材料废弃后不腐烂、不分解,会形成几百年不腐的永久垃圾。特别是一次性塑料包装材料的废弃物,量大、分散、脏乱,很难收集。这些垃圾一部分被随意丢弃散落地面,污染城市市容和环境景观;一部分随垃圾填埋掩土,滞留于土壤中,破坏土壤的透气性能,降低土壤的蓄水能力,影响农作物对水分、养料的吸收,导致农作物减产;倒入江河湖海则会污染水体,造成水生物的大量死亡,若不加以区分地焚烧处理,则有的塑料燃烧后会释放有毒气体,破坏臭氧层及形成酸雨,破坏生态平衡。为解决“白色污染”问题,政府、企业和广大科技工作者都做了许多工作。主张少用、限用、禁用的有之;提倡并制定地方法规强制推行降解塑料的有之;提出利用经济手段引导消费的也有之,遗憾的是诸多措施收效甚微。限用、禁用让老百姓感到不便;收费则给市民增加负担。

事实证明,现代社会已离不开塑料,截堵不如疏导,只有将这些塑料包装的废弃物回收处理或再生利用,才能解决这些废弃物给周围环境带来的污染问题。用性能价格比更好的材料,用更符合时代特征的技术与方法进行可降解塑料的开发,加大对塑料废弃物的回收再利用,才是解决“白色污染”的出路。其实塑料的可回收利用率是很高的,再生塑料比再生纸的能耗要低30%。即使塑料使用到不能再生了,也可以处理为无害的液体,这一技术在国外已经使用得很普遍了。

二、塑料包装废弃物的改性再生利用

在回收再生的过程中,可将几种聚合物在相溶剂的作用下混合,使其结构和分子间力发生变化,使其合金化,此种方法可使再生材料兼很多有优良的性能。在加工过程中有目的的加入某种有特性的主要再生材料,可达到预期的力学效果。如用25%的LLDPE与LDPE共混,经吹塑成地膜,厚度会比一般的地膜减少33%,其拉伸强度会增大45%以上,直角撕裂强度也会提高50%以上。这样可大大延长农用膜的使用寿命,减少使用量,降低成本。

塑料包装废弃物的改性再生利用,其目的是提高再生料的基本力学性能,以满足再生专用制品质量的需要。改性再生主要分为两类,物理改性和化学改性。

化学改性,指通过接枝、共聚等方法在分子链中引入其它链节和功能基团,或是通过交联剂等进行交联,或是通过成核剂、发泡剂进行改性,使废旧塑料被赋予较高的抗冲击性能,优良的耐热性,抗老化性等,以便进行再生利用。通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。如聚苯乙烯的硬链段刚性太强,可引进聚乙烯软链段,增加韧性;尼龙、聚酯等聚合物的端基(氨基、羧基、羟基等),可用一元酸(苯甲酸或乙酸酐)、一元醇(环己醇、丁醇或苯甲醇等)进行端基封闭;由多元醇与多元酸缩聚而成的醇酸聚酯耐水性及韧性差,加入脂肪酸进行改性后可以显著提高它的耐湿性和耐水性,弹性也相应提高。即对塑料包装废弃物的化学改性,就是通过化学反应的手段对材料进行改性,使其在分子结构上发生变化,来改变材料的性能。从而获得更优良的特殊性能。化学改性的方法很多,但其本质都是在旧的大分子链上或链间起到化学反应,依靠分子链或链端的反应性基团进行再次反应,在链上接上某种特性基团,接上一个特征支链,或在大分子链间反应基团进行反应,形成胶联结构,从而导致材料性能的改变。胶联改性有化学胶联和辐射胶联两种,化学胶联通常在材料的软化点之上使材料充分塑化,然后加入过氧化物类的胶联剂,使材料分子胶联。辐射胶联即应用辐射源的各种高能射线,将加有胶联剂的材料辐射胶联。目前国内在这方面已开展了较多的研究工作,用化学改性的方法把废旧塑料转化成高附加值的其他有用的材料,已成为当前废旧塑料回收技术研究的热门领域,并涌现出了越来越多的成果。

物理改性,即通过混炼工艺制备复合材料和多元共聚物。通常包括进行活化。无机粒子的填充改性、废旧塑料的增韧改性、废旧塑料的纤维增强改性、回收塑料的合金化等过程,主要是在共混塑化的过程中强行加入各种活化后的无机填料、弹性体或增强纤维以增强塑料的力学特性、韧性或制成热塑性玻璃钢等。物理改性借助混炼工艺,在塑料废弃物活化后加入一定量的无机填料,同时还应配以较好的表面活性剂,以增加填料与再生塑料材料之间的亲和性。但在加工过程中,填料表面与树脂表面易形成界面层,对再生材料性能影响很大,可对填料进行活化处理后再进行复合。采用物理方法对废旧塑料进行改性主要包括以下几个方面。活化无机粒子的填充改性:在废旧热塑性塑料中加入活化无机粒子,既可降低塑料制品的成本,又可提高温度性能,但加入量必须适当,并用性能较好的表面活性剂处理。

废旧塑料的增韧改性:通常使用具有柔性链的弹性体或共混性热塑性弹性体进行增韧改性,如将聚合物与橡胶、热塑性塑料、热固性树脂等进行共混或共聚。近年又出现了采用刚性粒子增韧改性,主要包括刚性有机粒子和刚性无机粒子。常用的刚性有机粒子有聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。

增强改性:使用纤维进行增强改性是高分子复合材料领域中的开发热点,它可将通用型树脂改性成工程塑料和结构材料。回收的热塑性塑料用纤维增强改性后其强度和模量可以超过原来的树脂。纤维增强改性具有较大发展前景,拓宽了再生利用废旧塑料的途径。

回收塑料的合金化:2种或2种以上的聚合物在熔融状态下进行共混,形成的新材料即为聚合物合金,主要有单纯共混、接枝改性、增容、反应性增容、互穿网络聚合等方法。合金化是塑料工业中的热点,是改善聚合物性能的重要途径。

再生产应用中可以将物理、化学改性同时运用于同一材料上,在特定的螺杆挤出机中,使多种材料一边进行物理改性,以便进行化学改性,然后将两者共混,这种技术方式既可以缩短改进过程的时间和生产周期,生产连续化,也能得到较好的改性效果。

近些年又发展起一种兼顾化学与物理共同改性的新方法。其工艺特点是在特定的螺杆挤出机中使多种组分的材料,一边进行物理共混改性,一边进行化学接枝改性,而且在两者改性完毕后又进一步加强共混,然后在特定的温度下造粒或直接成型。这是一种集接枝、交联、共混为一体的综合体系,这种技术方式既可以缩短改进过程的时间和生产周期,生产连续化,又能得到更有效的改性效果。目前无机粉体改性塑料材料作为全新的环境友好材料已脱颖而出,成为能有效治理白色污染又能为生产者、消费者和监管者三方所接受的新型材料。

废弃塑料再生后存在一大问题,即力学性能较差,在加工的同时可对再生材料进行增韧改性,即加入弹性体或共混热塑弹性体,在通过共混来提高材料的韧性。也可利用增强改性以增强其力学性能,这类增强往往使用纤维来增强塑料的,再生后的材料各方面的性能将大大提高,强度、模量均会超过原废旧塑料的值。其耐热性,抗蠕变性、抗疲劳性均有提高,但制品脆性会有所增大,即其拉断力增大,而断裂深长率会大大减小。

无机粉体改性塑料材料有其显著的经济性、功能性和环保性。无机粉体材料与合成树脂价格上的巨大差异使改性塑料的原材料成本显著下降,而且无机粉体的合理使用可以改善基体塑料某些方面的性能或被赋予新的功能。无机粉体填充的塑料使用后易于被环境消纳。少用合成树脂就是对石油资源的节约,在塑料材料中使用20~30%的无机矿物是对社会的重大贡献。经过实际测算,若在全国生产的300万吨左右的包装塑料袋中使用无机粉体,至少可以节省70万吨的合成树脂,这意味着少建一座投资上百亿元的大型石油化工企业,也符合治理“白色污染”的减量化原则。从另一方面看,用源于自然又可无害地回归自然的无机矿物代替以石油为原料的合成树脂,本身就是对环境保护的贡献。

三、塑料包装废弃物的再生处理循环利用技术

机械处理再利用包括直接再生和改性再生两大类。作为直接再生来讲,工艺比较简单,操作方便、易行,应用较为广泛。但由于制品在使用过程中的老化和再生加工中的老化,其再生制品的力学性能比新树脂制品低,所以一般用于档次不高的塑料制品,如农用、工业用、建筑业用等。回收循环复用。回收循环复用是指没有加工处理的过程,而是通过清洁后直接重复使用。技术处理工艺为:分类和挑选—将符合基本要求的塑料包装进行水洗—酸洗—碱洗—消毒—水洗—亚硫酸氢钠浸泡—水洗—蒸馏水洗—50℃烘干—再利用。这种方法主要是针对一些硬质、干净、光滑、易清洗的较大容器,如托盘、周转箱、包装盒及大容量的饮料瓶、盛装液体的桶等,这些容器经过技术处理,卫生检测合格后即可重复使用。

直接再生利用。废旧塑料的直接利用系指不需进行各类改性,将废旧塑料经过清洗、破碎、塑化,直接加工成型,或与其他物质经简单加工制成有用制品。废旧塑料经前处理破碎后直接塑化,再进行成型加工或造颗粒,有些情况需添加一定量的新树脂或适当的配合剂(如防老剂、润滑剂、稳定剂、增塑剂、着色剂等),制成再生塑料制品的过程。它可采用现有技术、设备,既经济又高效。直接再生利用的一般过程为:预处理(分拣、清洗、脱泡等)→粉碎→冲洗搅拌→混炼均化→塑化→造粒或再制品成型。国内外均对该技术进行了大量研究,且制品已广泛应用于农业、渔业、建筑业、工业和日用品等领域。例如,将废硬聚氨酯泡沫精细磨碎后加到手工调制的清洁糊中,可制成磨蚀剂;将废热固性塑料粉碎、研磨为细料,再以15%、30%的比例作为填充料掺加到新树脂中,则所得制品的物化性能无显著变化;废软聚氨酯泡沫破碎为所要求尺寸碎块,可用作包装的缓冲填科和地毯衬里料;粗糙、磨细的皮塑料用聚氨酯粘合剂粘合,可连续加工成为板材;把废塑料粉碎、造粒后可作为炼铁原料,以代替传统的焦炭,可大幅度减少二氧化碳的排放量。

机械性再生利用,机械性再生利用首先将塑料包装废弃物进行种类分选,根据不同材料进行不同处理;接着进行机械性地破碎,除去金属等非塑料物;然后用一些溶剂对其进行洗涤除杂;再进行干燥;最后加工成再生颗粒。而这种再生颗粒要成为产品,必须解决其色泽差、异味、劣化等问题。然后根据不同需要,掺和新的树脂以改善品质,或通过多层成型、层压成型等技术来改善废弃材料中所带来的色泽不均及异味问题。

机械性再生利用法可以利用的废弃塑料包括:农业用薄膜(PVC,PET),工业边角废料、PVC管,汽车部件(PP),塑料货箱(PP,PE)以及塑料瓶(PET,PVC,PP,PE)。

下面以农用薄膜为例,简单介绍机械性再生利用法的应用。农用薄膜一般使用PVC及PET,所以在分类方面比较简单,较麻烦的是农用薄膜上一般都粘附着一些砂土、化肥、农药等复合污染物。在再生过程中,首先将其剪为15cm见方的小片,以除去较大的杂物。由于这些薄膜上粘附着20%左右的砂土、化肥、农药,需将上述薄膜片在水槽中进行杂质分离,然后进行粉碎,把混入的PE用水比重差分法分离,最后脱水制成软纤维或颗粒。PVC经脱色、去异味处理并制成颗粒后,再根据不同的需要,加入一定比例的新PVC材料制成产品。

机械性再生利用法是一种效果较好,无环境污染的非化学回收手段。不采用化学试剂分解,而是纯物理方法,充分利用废弃物的同时,也更好地保护了环境。相信这种方法在今后的发展中能有更好的突破。

在废弃和回收方面,土壤中的水与二氧化碳对填埋的高分子材料几乎不起作用,但对塑料制品中的无机矿物粉末有迅速的侵蚀作用,生成物有一定的水溶性,脱离塑料制品的后留下微孔,可以大大增加塑料制品的触氧面积,有利于制品的老化和崩解。而在塑料被填埋后,碳酸钙、白云石、滑石粉等无机矿物回归自然时不会给生态环境带来危害。据了解,一些企业已经在生产无机粉体改性塑料环境友好材料方面取得了显著成绩。如上海林达塑料化工有限公司生产的林达(LD)牌光降解聚乙烯薄膜制品(袋),因符合国家环保总局颁布的环境标志产品技术要求,已荣获中国环境标志产品认证证书;湖南科汛环保塑料有限公司在无机粉体改性塑料产业化和进入市场方面也已迈出了坚实的步伐。

四、塑料包装废弃物的化学降解再生

近年来,塑料已经成为人类生活不可或缺的成分。它们大多数主要是由碳、氢、氯、氮等元素组成的不可降解的聚合物。随着人类对高分子材料的开发利用以及塑料制品的使用,使得聚合物废弃物越来越多,这就对回收再生技术的要求越来越高。高密度聚乙烯是一种从石油中提取出的热塑性聚乙烯,且是具有回收再生性的。高密度聚乙烯是商品塑料中使用量最大的之一,为了避免其用后的废物污染环境,需要对其加以回收再利用。与此同时,稳定的矿物燃料的消耗和增加的能源需求,促使研究人员与技术人员去寻求和开发不同的能源。变废为宝一直是一种具有重要意义的方法, 塑料废弃物可以降解再生,利用回收的废物转化为燃料,满足了能源的需求。来源于石油化工的塑料具有高热值,通过热催化降解可将废旧塑料转化成液体燃料。利用使用过的高密度聚乙烯废料,参考特殊化学降解的高密度聚乙烯转化成燃料的不同方法、影响因素、动力学和反应机理,可以获得有用的能量。

化学降解再生的基本原理是将废旧塑料制品中原树脂高聚物进行较彻底的大分子链分解,使其回到低分子状态,有的组分就是其单体,其他组分是基本有机原料,不同聚合度的小分子、化合物、燃料等高价值的化工产品。这种回收处理方式可以说使自然资源的使用真正形成了一个封闭的循环圈。此种方法再生有如下优点:一是分解生成的化工原料在质量上与新的原料不分上下,可以与新料同等使用,达到了再资源化;二是具有相当大的处理潜力,能达到真正治理塑料所形成的白色污染。所以说此法具有更高的经济效益和社会效益,是必然的发展趋势。它可分为解聚、水解和醇解、热裂解、氢解、气化。其中,水解是一种既方便又经济的塑料回收手段。热裂解也属于比较有发展前景的技术,国内外对此都极为重视。热裂解按照所得产物的不同可分为油化工艺、气化工艺及炭化工艺。

塑料降解是使聚合物分子量下降、聚合物材料(塑料)物性下降。典型表现是:塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等,使高分子聚合物达到生命周期的终结。塑料的老化、劣化就是一种降解现象。但一般塑料要降解为对环境无害化(少害化)的碎片或变成CO2和水,回归自然循环,需经历几十年、上百年的时间。所以现在采用快速降解技术,选择易降解的高聚碳氢化合物和有机物制造塑料防止污染。

聚合物的降解是指因化学和物理因素引起的聚合的大分子链断裂的过程。聚合物曝露于氧、水、热光、射线、化学品、污染物质、机械力、昆虫等动物以及微生物等环境条件下的大分子链断裂的降解过程被称为环境降解。降解使聚合物分子量下降,聚合物材料物性降低,直到聚合物材料丧失可使用性,这种现象也被称为聚合物材料的老化降解。

天然聚合物和合成聚合物两者暴露于环境条件下都会降解,但是,在相同的环境条件下,各种聚合物,尤其是合成聚合物的降解敏感性大不相同,因而,各种聚合物的可解性也各不相同,例如,聚丙烯在光氧环境条件下易于降解,而聚苯乙烯在同样的环境条件下难于降解,聚乙烯醇在某些微生物存在的环境条件下较易于降解,而聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯在同样环境条件下难于降解。环境降解塑料的降解过程主要涉及生物降解、光降解和化学降解,而且,这三种主要降解过程相互间具有增效,协同和连贯作用。例如,光降解与氧化物降解常同时进行并互相促进,生物降解更易发生在光降解过程之后。聚合物的老化降解和聚合物的稳定性有直接关系。聚合物的老化降解缩短塑料的使用寿命。为此,自塑料问世以来,科学家就致力于对这类材料的防老化,即稳定化的研究,以制得高稳定性的聚合物材料,而目前各国的科学家也正利用聚合物的老化降解行为竞相开发环境降解塑料。

五、塑料包装废弃物的化学处理再生

化学处理再生,使直接将包装废弃塑料经过热解或化学试剂的作用进行分解,其产物可得到单体、不同聚体的小分子、化合物、燃料等化工产品。这种回收处理的方式可以使自然资源的使用形成一个“封闭”的循环。此种处理再生有着显著的优点,分解生成的化工原料在质量上与新的原料不分上下,可以与新材料等同使用。化学处理再生利用:主要有热分解和化学分解两类。

热分解以所得的产物油、气、固体或混合体的不同以及工艺的不同可分为:油化工艺、气化工艺及炭化工艺。热分解油化工艺的特点是分解产物主要是油类物质,另外还有一些可利用的气体和残渣。此种工艺可以处理多种塑料废弃物。热分解的基本原理是:在缺氧条件下,将废弃塑料包装制品中的原树脂高聚物利用热能使化合物的化合链断裂,由大分子量的有机物转化成小分子量的燃料气、液状物(油、油脂等)及焦炭等。热分解与焚烧不同,焚烧是在充分供氧的条件下加热有机物,使有机物完全氧化,生成稳定的二氧化碳和水。热分解可依所得产物为油、气、固体或混合体的不同以及工艺的不同分为:油化工艺、气化工艺及炭化工艺。热裂解法是塑料废弃物热分解的主要方法,应用较多。

热分解气化工艺主要是用于城市内混有塑料包装废弃物的垃圾及一些多种混杂的废旧塑料垃圾。这种工艺程序简单,对要处理的废旧塑料,不需要预先处理,不需要分选筛检,只要将混杂垃圾置入加热分解炉中,经过分解反应,就可以得到分解产品。热分解炭化工艺在废旧塑料进行分解处理的过程中会产生一定的炭化物质,或在更高的温度下进行分解以得到某种特定的炭化物质。这些炭化物质可以当作固体燃料。

化学分解即通过化学的方法把废弃塑料分解成小分子单体。化学分解法是将塑料包装废弃物进行水解或醇解的过程,可将其分解为单体或相对分子质量较小的物质,使其成为新的高分子生产原料。其特点是:分解产物标准、均匀、易控制,工艺设备简单,且产物不需要分离和纯化,生产设备投资少。此法对塑料的纯度要求较高,只能用于单一品种的塑料,而且必须是经过预处理的废旧塑料,不适用于混杂型废旧塑料制品,目前,化学分解主要用于聚氨醋、热塑性聚脂、聚酞胺等极性类废旧塑料。化学分解可用于多种废弃塑料,但目前只用于热塑性聚酯类、聚氨酯类等具有极性的材料。其分解方法也有多种,主要有催化剂分解法和试剂分解法。催化分解法是在复合催化剂的作用下,在常温常压下进行分解反应。分解产物为废旧聚合物的原单体。此种分解方法工艺简单,但对于催化剂的选用,装载比较精细。处理聚酯所需的复合催化剂为醋酸锂,醋酸钙,醋酸锌。试剂分解法中醇解应用最为广泛,将废旧塑料进行清洁干燥等预处理,破碎后送入反应器中,分解后可获得多元醇类产品。水解反应也是一种较为方便的回收手段,是缩合反应的逆反应,所以水解的对象也多为缩聚物。由于这些分子中具有羟基形成的众多氢键,分子间作用力强,故可作为塑料材料,但也由于它的基团具有亲水性或易水解性,其最终产物为葡萄糖。废弃材料的应用PP将回收后的PP包装制品进行破碎清洗,除去上面附着的灰尘及尘埃杂质,晾干,在加热熔融的塑炼后,直接造粒,形成能再次加工的半成品。PP的半成品中可加入适当的增塑剂,经过注塑工艺可制成各种工艺品、容器、零配件、板材等。将等量的回收PP与新的PP混合,在与10%左右的PE原料相混合,可拉成丝制成编织袋、集装袋等,在使用中,各方面的性能与新鲜树脂制成的同类产品无明显差别。回收后的PS缓冲材料包装制品经清洗后,粉碎为粒或末,包装后运送至塑料加工厂。也可对其进行脱泡处理,收缩后加工再用。将新鲜PS加入到处理后的PS中,加入一定量的增塑剂,加热熔融混炼后可制成各种塑料制品。

六、塑料包装废弃物循环再生的发展前景及研发方向

我国汽车塑料平均使用量达70kg,年消费40多万吨。汽车用塑料品种有:PU、ABS、PAPVC、PP、PE、POM等。随着汽车报废量逐年增加,车用塑料和家电及电子电器塑料量一样稳步增加,其回收再生利用一样成为废塑料来源的重点,处理原则类似。我国的汽车塑料年需用量将达80万吨左右。因此,对报废汽车塑料件的回收、再生利用来说任务将越来越艰巨。塑料包装年消费量超过700万吨,此外还有一些回收价值不大或者回收成本高、处置难度较大的如塑料复合、地膜、一次性塑料制品、超薄包装材料等对环境的影响也不容忽视。

我国国内废塑料年回收量已高达1500万吨,进口废塑料也达到900万吨。废塑料行业规模较大,但大中型废塑料回收再生企业数量仍不多,从事塑料回收再生加工的多以小企业为主,目前至少有2万多家,大多分布在城乡结合处及周边。从各地政府今年的动作来看,未来废塑料行业的发展趋势将是:由低质量、高能耗向高质量、低能耗、多品种、精细分类、高技术的方向发展,再生塑料回收再利用加工交易市场将逐步走向规范经营,提高产业聚集度,进行规模化发展。塑料包装废弃物化学降解再生的发展趋势如下:

根据不同用途及环境条件,进一步深化研究,并通过分子设计研究,改进配方,开发准时可控性环境降解塑料,已成为许多国家的重点攻关课题。积极研究开发高效价廉光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂等,进一步提高准时可控性、用后快速降解性和完全降解性。加速研制生物降解塑料或普通塑料与淀粉、纤维素或无机材料填充共混或合金化技术,以及完全生物降解塑料与天然材料涂覆层复合技术为热点中的热点。水解性塑料和可食性塑料,由于具有特殊的功能和用途而受到世界瞩目,从而成为环境适性材料的又一热点。为加速降解塑料的发展,各国正致力于加速研究和建立统一的降解塑料的定义、降解机理、评价方法和标准。探索及培育能降解普通塑料的菌株,使广泛使用的普通塑料用后具有易降解性,以适应环保要求。同时十分重视培育可生产聚酯的生物性植物等,以降低生物降解塑料的成本,有利于推广应用。

降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料,因此,也被称为可环境降解塑料。

环境降解塑料是一类新型的塑料品种,国外开发可环境降解的塑料始于70年代,当时主要开发光降解塑料,目的在于解决塑料废弃物,尤其是一次性塑料包装制品带来的环境污染问题,至80年代时,开发研究转向以生物降解塑料为主,而且,也出现了不用石油而用可再生资源,如植物淀粉和纤维素,动物甲壳质等为原料生产的生物降解塑料。另外,也开发了用微生物发酵生产的生物降解塑料。一类早已临床应用的能为生物降解的医用塑料,如聚乳酸也引起了人们的注意,希望能用它来解决塑料的环境污染问题。环境降解塑料的降解过程主要涉及生物降解,光降解和化学降解,这三种主要降解过程相互间具有增效、协同和连贯作用。例如,光降解与氧化物降解常同时进行并互相促进;生物降解更易发生在光降解过程之后。

降解塑料的用途主要有两个领域:一是原来使用普通塑料的领域,在这些领域,使用或消费后的塑料制品难于收集回对环境造成危害,如农用地膜和一次性塑料包装;二是以塑料代替其他材料的领域,在这些领域使用降解塑料可带来方便,如高尔夫球场用球钉,热带雨林造林用苗木固定材料。具体应用领域如下:农林渔业、地膜、保水材料、育苗钵、苗床、绳网、农药和农肥缓释材料;包装业、购物袋、垃圾袋、堆肥袋、一次性餐盒、方便面碗、缓冲包装材料;日用杂货、一次性餐具(刀、叉、筷子)玩具、一次性手套、一次性餐布;体育用品、高尔夫球场球钉和球座;卫生用品、妇女卫生用品、婴儿尿布、医用褥垫;医药用材、绷带、夹子、棉签用小棒、手套、药物缓释材料;以及手术缝合线和骨折固定材料。

降解塑料是塑料家族中带降解功能的一类新材料,它在用前或使用过程中,与同类普通塑料具有相当或相近的应用性能和卫生性能,而在完成其使用功能后,能在自然环境条件下较快地降解成为易于被环境消纳的碎片或碎末,并随时间的推移进一步降解成为CO2和水,最终回归自然。目前可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料和同时具有可控光降解与生物降解双重降解功能的塑料。

可降解塑料是为了保护环境而开发的,具有很大的意义。可降解塑料的优良性能显而易见,有广阔的发展前景。可降解塑料母料的研究、开发和生产对发展、推广可降解塑料有很大的促进作用。因为可降解塑料母料与相应的聚合物共混生产可降解塑料无须改变原塑料成型加工过程。具有广泛的实用性。可降解塑料的研究恰到好处的适应了我国的可持续发展战略,能够适应社会的发展,利用高分子材料进行化学、生物的方法合成出光/生物可降解塑料是我们的研究开发的主要方向。我们能够利用这些高分子合成方法合成出我们所需要的材料——可降解塑料。

结束语

总的来讲,废弃塑料包装材料再生利用的方法主要有:回收循环复用,机械性再生利用,化学性再生利用,回收能量和生物降解利用等。以上常用的塑料废弃物的回收再生工艺,以及废弃材料的应用,这些方法已在很多较发达国家应用多年,我国在塑料废弃物的回收再生利用方面相对比较薄弱,但近些年,随着我国经济的快速发展,塑料废弃物的日益增多,由这些废弃物引起的环境污染问题也日益严重,越来越多的人开始关注塑料材料的再生问题,经这些曾经污染环境的废弃物回收处理,形成原材料,在保护环境的同时也节省了大量的自然资源,将废弃塑料重新做回商品循环使用利国利民。

A new way to explore the plastic packaging waste resources recycling

Li Ting

(Hubei wuhan han chemical materials company)

Plastic because of its light weight,high strength,fine features,such as convenient and cheap in the field of packaging materials obtained the rapid development and extensive application,great place to show the life of people. For plastic packaging waste recycling by the attention of society, this paper discusses the modification of plastics packaging waste recycling and regeneration processing recycling technology,as well as the chemical degradation of plastic package waste recycling,chemical processing,points out the development prospect of plastic packaging waste recycling and research direction.

plastic packaging waste resources recycling

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