目前,全球塑料的生產(chǎn)仍以較快速度發(fā)展,與此同時塑料給環(huán)境造成的負(fù)面影響也日益加重。為解決塑料發(fā)展引發(fā)的環(huán)境問題,目前許多國家提出以減量(包括節(jié)約原材料和減少廢棄塑料產(chǎn)生量)為首選戰(zhàn)略,以循環(huán)再利用、回收利用為重點,以降解作為回收的補充等原則和戰(zhàn)略措施,正在推動著塑料與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。
廢舊塑料的回收利用一直以來是人們關(guān)注的話題,其能夠?qū)⒐I(yè)垃圾變成有價值的工業(yè)生產(chǎn)原料,實現(xiàn)資源再生循環(huán)利用,具有不可忽略的重大意義。廢舊塑料的回收利用技術(shù)主要可分為三類,即回收再生利用技術(shù)、化學(xué)裂解回收技術(shù)以及焚燒回收能源技術(shù),其中回收再生利用技術(shù)是指將回收的塑料制品經(jīng)鑒別、分類、清洗、破碎或溶解、熔融后,直接加工成型,或者經(jīng)過機械共混或化學(xué)改性后,再加工成型。
塑料廢棄物的分選
塑料的品種較多,它們的生產(chǎn)原料不同,各種塑料的物理化學(xué)特性也有一定差異,再加上不同塑料之間的不相容性,使直接回收后的混合物的加工性能受到較大影響。
為了提高回收產(chǎn)品的利用價值,一般先將收集的廢舊塑料分類篩選,然后根據(jù)不同材料和不同要求,采用不同的回收利用技術(shù)加以處理。傳統(tǒng)的分選方式包括人工分揀、密度分揀、風(fēng)選等;現(xiàn)代分選方法包括顏色分選、近紅外光譜(NIR)分選等。通過對廢棄塑料進行分類處理,更有利于之后的再生利用。
塑料廢棄物的回收再生利用
廢舊塑料的回收再生利用可分為直接再生利用和改性再生利用兩大類。直接再生利用是指將回收的廢舊塑料制品經(jīng)過分類、清洗、破碎、造粒后直接加工成型。改性再生利用是指 將再生料通過物理或化學(xué)方法改性后(如增韌、増強、接枝)再加工成型。經(jīng)過改性的再生塑料,其力學(xué)性能得到改善或提高,可用于制作檔次較高的塑料制品。
直接再生利用
廢舊塑料的直接再生利用是不需要進行各種改性,而直接將廢舊塑料經(jīng)過清洗,塑化造粒或加工成有用的制品,這種直接再生利用的方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、建筑業(yè)、工業(yè)和日用品等領(lǐng)域。在中國目前的廢舊塑料回收水平下,廢舊塑料的直接再生利用仍然具有一定的前景。
改性再生利用
為了改善廢舊塑料再生料的力學(xué)性能,滿足塑料制品的品質(zhì)要求,可以采用各種改性方法對廢舊塑料進行改性。改性利用的方法主要包括塑料合金化、填充改性以及交聯(lián)改性等。對廢舊塑料的改性再生利用非常有發(fā)展前景,受到越來越多的企業(yè)重視,已全力開展這方面的研究以及生產(chǎn)工作。
塑料合金化。主要是將廢舊塑料與其他塑料共混制成塑料合金,來提高廢舊塑料的力學(xué)性能,從而生產(chǎn)出高性能制品。在實際應(yīng)用中,主要是與相對分子質(zhì)量較高或鍵結(jié)構(gòu)規(guī)整度較好的同類新樹脂進行共混。這種回收技術(shù)的關(guān)鍵在于提高共混物之間的相容性。在塑料廢棄物的回收過程中,PE和PP樹脂通常作為混合物來回收,二者的不相容性使得其共混物一般表現(xiàn)出較差的力學(xué)性能,因此,増容改性技術(shù)就變得更為重要。
填充改性。廢舊塑料的填充改性也有許多方法,包括添加無機離子進行填充改性、添加纖維進行增強改性、添加彈性體進行増韌改性等。廢舊塑料的性能雖然有所降低,但其作為塑料的性能還是存在的,因此可以將廢舊塑料和其他填充改性材料進行復(fù)合,形成具有新性能的復(fù)合材料。目前填充改性是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)手段,大部分改性再生塑料都通過填充技術(shù)實現(xiàn)了增強增韌等性能上的改進,將制品成功應(yīng)用到汽車、醫(yī)療、家電、電子等領(lǐng)域。
交聯(lián)改性。交聯(lián)是聚合物改性的一項重要技術(shù)。目前,聚乙烯可以通過高能輻射、過氧化物、硅烷、紫外線等手段進行交聯(lián)。廢舊聚乙烯經(jīng)過交聯(lián)以后,其物理化學(xué)性能、力學(xué)性能和燃燒的滴落現(xiàn)象得到很大改善,耐環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象減少甚至消失,耐溫等級可提高至90度以上,允許短路溫度從130度提高到250度。因此其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)電線電纜、熱水管材、熱收縮管和泡沫材料等。
隨著社會的發(fā)展和生活水平提高,人類對生存環(huán)境要求越來越高,為減輕以致消除廢塑料對環(huán)境造成的污染,人們在致力于可降解和高性能塑料研究的同時,更應(yīng)重視對現(xiàn)階段存在的廢塑料的回收利用,中國每年新増的廢舊塑料垃圾在200萬噸以上,而再生利用率不到20%,廢塑料的回收利用必然是今后發(fā)展的一個重要方向。