塑料降解回收再利用技术分析

2022-02-08曹海侠

内蒙古科技与经济 2022年1期

曹海侠

(界首市市场监督检验所，安徽界首 236500)

我国塑料制造产业一直处于快速发展的时期，人们对于塑料产品的需求日益增多。随着我国绿色发展战略的提出，塑料使用问题受到越来越多社会领域的关注。可降解塑料应运而生，在一定程度上缓解了不可降解塑料带来的“白色污染”，与此同时塑料回收再利用技术也日趋成熟，使人们可以继续享受塑料产品的优势。

调查显示，2019年1月-2019年11月期间，全国塑料制品产品高达7 199.5万t，相比于去年增加了一千多万吨，整个塑料制品行业保持稳定发展。塑料制品的繁荣也意味着生态污染将进一步加剧，需要国家和社会高度警惕。2020年1月，国家发展改革委联合生态环境部颁布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，内容显示我国将在部分地区率先禁止和限制塑料制品的生产、销售和使用，预计将在2022年末实现塑料制品的生产使用大幅度下降。除了掐断塑料制品的产生源头之外，我国政府和各类环保研究机构还应该从塑料回收和再利用技术上做文章，利用前沿的科学技术探索更加优质和高效的废旧塑料回收再利用路径，在放弃额外大量增加塑料制品数量的基础上提升塑料的利用率。

1 常见的可降解塑料类型

1.1 光降解塑料

光降解塑料是一种在光照条件下能发生降解反应的塑料材质，其应用原理主要为两类：①使用一氧化碳、乙烯等一系列烯烃组成特定的聚合物作为塑料的主要原材料，当聚合物中的含羰基等发色基团、弱键等受到光线中的紫外线之类的较长波长的光能照射，其分子相互之间的链接会自行分解，从而引发降解现象。②在原先塑料材料中混入二苯甲酮这类光敏剂，当塑料吸收300nm以上波长的光线时，其内部的光敏剂就会与其他相邻的分子发生脱氢反应，降低内部分子量，而反应产生的能量为光降解提供条件。虽然光降解塑料的光照条件十分容易得到满足且不需要耗费降解成本，但是并不是每个区域都能有长时间充足的光照条件，因此该塑料只能被应用于多光照地区，难以进行广泛推广。

1.2 生物降解塑料

生物降解塑料是人们巧妙利用大自然的物质循环特性构思出的降解塑料。理想状态下，当废弃的塑料长时间被放置在一片区域内，其本身被生态环节中的分解者们完全分解成为二氧化碳、甲烷、水以及各类元素无机盐等自然物质进行自然界的循环系统，符合资源循环利用的理念。生物降解塑料具备较好的降解性，主要被应用于商品的软硬包装膜和一次性用具领域。但该类降解材料存在明显的缺陷：①生物降解塑料的承重能力相比于传统的塑料较低，无法包装重量过大的物件，且经不起反复使用。②生物降解塑料的成品是非透明的，颜色暗淡泛黄，影响包装的美感，不符合大众的审美，很难受到大众喜欢。③相较于其他塑料，生物降解塑料成本更高，这使得许多商家不愿意亏损利益替代原本使用的塑料，导致该塑料得不到有效推广。

1.3 二氧化碳基降解塑料

二氧化碳基降解塑料是在上述生物降解塑料的基础上产生的，其本质还是通过自然界的微生物将塑料分解成二氧化碳进入自然循环，但解决了原本生物降解塑料成本过高的问题，主要原材料取自于空气中的二氧化碳以及一些单体碳物质，十分廉价。其制作原理是利用一些特定的高活性催化剂将二氧化碳和一些单体物质进行加速作用，共聚成为聚合物，这些聚合物根据所需塑料产品参数进行相应的处理改造，便可以得到具有指定性能的二氧化碳基生物降解塑料。二氧化碳基降解塑料作为一种低成本降解塑料，对环境实现了零污染，同时还可以缓解地球温室效应，具有广阔的发展前景。

1.4 淀粉基降解塑料

淀粉基降解塑料其实也是另一种形式的生物塑料，其有别于二氧化碳基塑料之间的区别便是使用淀粉作为主要原材料。淀粉本身是一种高分子的聚合物，研究人员需要利用特定的材料与淀粉混合加工，将淀粉内的羟基进行酯化、醚化，弱化淀粉大分子之间的相互作用力，改变淀粉的化学性质，再加入其他聚合物材料加工，便形成了淀粉基降解塑料。淀粉原材料成本较低，且来源丰富，具有可再生性。由淀粉制成的淀粉基降解塑料能被微生物完全分解，且分解所得的各类物质是较好的肥料。因此淀粉基降解塑料废弃物常使用填埋法和堆肥法的方式进行处理，具有极高的环保和再利用价值。

2 废旧塑料回收再利用实际应用

2.1 废旧塑料的分离

经由各个渠道收集而来的废旧塑料堆积物通常是由多种不同类型的塑料混合而成。如果将这些混合废旧塑料进行统一处理，再生成新的混合塑料，不仅得到的成品不稳定，其性能也会有一定程度的减弱。因此废旧塑料处理的第一步便是将不同类型的废旧塑料分离，获得纯度较高的单一塑料，进行分类回收。现有的废旧塑料分离方法主要有以下几种：①人工分离法。工作人员依靠识别不同类型塑料的材质、透明度、手感等特点手工进行塑料分离。这种分离方法适用于小规模的塑料分离处理，为社会提供了众多工作岗位，但是其分离效率和质量完全取决于分离人员的专业素质和工作经验，分离成果容易出现差错，现已慢慢被社会淘汰。②密度分离法。不同原材料构成的塑料其本身的密度也是不同的，工作人员选取密度介于不同塑料材质密度之间的溶液，将废旧塑料混合物浸入其中，塑料会自行上浮或下沉并停留在某一区间内。工作人员可以根据上浮或下沉的程度来判断塑料的种类。密度分离法不仅仅局限于在溶液中完成，近年来也衍生出了空气分析、离心分离等技术，可以更加高效地完成废旧塑料的分离工作。③光分离法。废旧塑料中的物质遇到特定的光会呈现不同的颜色和透明度。工作人员通常使用多种光介质对废旧塑料进行扫描，根据反馈的颜色来辨别不同塑料的种类。这种方法可以在复杂的废物堆中精准找出指定塑料，实现塑料分离，受到一部分企业青睐。

2.2 废旧塑料的回收

废旧塑料的回收工作是指将废旧塑料的剩余价值通过某一方式转换成新的资源或者产品，赋予其崭新的价值。废旧塑料的回收手段主要分为机械回收和化学回收两类。机械回收是采取分离、清洗、碾碎、重塑等物理的手段对废旧塑料进行再加工，重新投入市场使用。这类回收方法成本较低，且工艺简单，常用于做单一类型的较为完整的废旧塑料处理。而化学回收手段通常是对废旧塑料进行焚烧或者化学分解，通过焚烧产生的热量和分解回收物质来实现资源的再利用。由于焚烧塑料会使部分塑料产生有毒物质，对于环境的污染较大，一般不建议使用直接焚烧手段进行回收处理。相比之下，化学分解回收就比较环保，且适用于目前大部分可降解塑料，被众多国家和企业使用。

2.3 废旧塑料资源再利用

废旧塑料资源再利用是一个统筹全局的过程，其内容众多，流程复杂，需要多个企业和部门共同合作参与。塑料产品制造厂商要充分考虑产品的使用周期和污染能力，从设计到加工到出产的全部环节都要坚持绿色环保理念，并对制造不同的塑料制品进行可回收标注，方便后续回收工作的进行。相关回收企业要建立一条完整的塑料分离、回收、再利用的产业链，高质量、高效率地完成塑料回收利用工作，在提高塑料利用率的基础上获取想要的利益，从而促进该行业蓬勃发展。而政府要成为制造厂商、回收企业、社会之间的沟通桥梁，强化不同单位的合作关系，使得塑料资源再利用成为全国共识。