塑料包裝廢棄物的回收再生工藝綜述
商品的(de)(de)增多也帶來(lai)了包裝廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)的(de)(de)增多,在這些(xie)包裝廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)中,塑料材料占到了首位。只有(you)將這些(xie)塑料包裝的(de)(de)廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)回收處理或再生利用,才能解決這些(xie)廢(fei)棄(qi)物(wu)(wu)給周圍環境(jing)帶來(lai)的(de)(de)污染問題。
隨(sui)著經濟的(de)發(fa)展(zhan),包(bao)裝(zhuang)也越來越受到人們的(de)重視,現在(zai)產品(pin)的(de)包(bao)裝(zhuang)已成(cheng)為商品(pin)不可(ke)缺少的(de)一部分。塑(su)料(liao)有良(liang)好的(de)物(wu)理、化學(xue)性能(neng),具有較好的(de)力學(xue)性能(neng)、可(ke)隨(sui)意造型(xing)、良(liang)好的(de)印刷性等優點,成(cheng)為包(bao)裝(zhuang)商品(pin)的(de)首選。目(mu)前(qian),全球每(mei)年(nian)的(de)塑(su)料(liao)產量超過1億噸,包(bao)裝(zhuang)占到了(le)整個(ge)市場的(de)30%以上(shang)。
塑(su)料(liao)(liao)包裝(zhuang)之所(suo)以發展迅(xun)速(su),關鍵(jian)是(shi)它在(zai)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性能價格比上(shang)超(chao)過了現今的(de)(de)(de)所(suo)有材(cai)料(liao)(liao),但商(shang)品使用后,包裝(zhuang)即被廢棄(qi),從其(qi)回(hui)(hui)收(shou)處(chu)理的(de)(de)(de)角度來說(shuo),這種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)不易(yi)回(hui)(hui)收(shou)利(li)用,且(qie)不易(yi)分解,大量的(de)(de)(de)廢棄(qi)塑(su)料(liao)(liao)會(hui)(hui)造成社(she)會(hui)(hui)環境的(de)(de)(de)嚴(yan)重污染(ran),也會(hui)(hui)由(you)此(ci)引發眾多嚴(yan)重的(de)(de)(de)社(she)會(hui)(hui)問題。塑(su)料(liao)(liao)包裝(zhuang)廢棄(qi)物已占到廢棄(qi)塑(su)料(liao)(liao)中的(de)(de)(de)85%以上(shang),因此(ci),回(hui)(hui)收(shou)處(chu)理與再生(sheng)利(li)用技(ji)術(shu)也越(yue)來越(yue)受(shou)到社(she)會(hui)(hui)的(de)(de)(de)關注。
回收再生利用
“回收再生利用(yong)”是一(yi)種最積極的(de)促進材料(liao)再循環使(shi)用(yong)的(de)方式,是保(bao)護(hu)(hu)資(zi)源(yuan),保(bao)護(hu)(hu)生態環境的(de)最有效處理方法。
回收可循環(huan)使用(復(fu)用)
這種方法主要針對硬質(zhi)、光滑(hua)、干凈且易(yi)清洗(xi)的(de)大型(xing)容器,包(bao)括大容量的(de)液體(ti)瓶、塑料桶等。
其工藝大致如下:
分(fen)裂篩選(xuan)水洗(xi) 亞硫酸氫鈉(na)浸(jin)泡 水洗(xi) 蒸餾水洗(xi)
五十(shi)度(du)烘干 相(xiang)應的衛(wei)生檢驗 循環再用
再生(sheng)技術(二次利用(yong))
機械處理再(zai)生(sheng)利用:包括了直(zhi)接再(zai)生(sheng)利用及改性再(zai)生(sheng)利用。
直(zhi)接再生(sheng)利用(yong)(yong)(yong)原理(li)簡單,但篩選工(gong)藝(yi)較(jiao)為復雜。其中分為“閉合(he)(he)”及“非(fei)閉合(he)(he)”兩種。所謂“閉合(he)(he)”(如HDPE牛(niu)奶瓶回(hui)收(shou)后經加(jia)工(gong)重新做(zuo)回(hui)牛(niu)奶瓶),即在再生(sheng)加(jia)工(gong)時加(jia)入大量新鮮(xian)同類樹(shu)脂,約90%左右,通過(guo)這種方法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在用(yong)(yong)(yong)途(tu)和機械運(yun)行特征中與新鮮(xian)樹(shu)脂制(zhi)品(pin)(pin)沒有(you)明(ming)顯(xian)的(de)區別(bie),再生(sheng)性能(neng)優良。“非(fei)閉合(he)(he)”(如用(yong)(yong)(yong)HDPE牛(niu)奶瓶回(hui)收(shou)后做(zuo)成(cheng)(cheng)洗(xi)衣(yi)店用(yong)(yong)(yong)的(de)HDPE洗(xi)滌劑瓶,然后再次回(hui)收(shou)后又做(zuo)成(cheng)(cheng)塑料箱)即直(zhi)接加(jia)工(gong)清(qing)洗(xi),不用(yong)(yong)(yong)或(huo)少用(yong)(yong)(yong)新鮮(xian)樹(shu)脂,在混合(he)(he)的(de)工(gong)程中加(jia)入一些配(pei)合(he)(he)劑用(yong)(yong)(yong)以(yi)調節(jie)樹(shu)脂的(de)物理(li)化(hua)學(xue)性能(neng),由于(yu)材料在上次使用(yong)(yong)(yong)過(guo)程中老化(hua)以(yi)及在再加(jia)工(gong)過(guo)程中老化(hua),故此種再生(sheng)塑料制(zhi)品(pin)(pin)的(de)力學(xue)性能(neng)相比新鮮(xian)樹(shu)脂較(jiao)低。
直接再生利用又可廢棄塑料的(de)來源及途徑分(fen)為三種方法。
1.不必分(fen)檢、清洗(xi)等處理,直接破(po)碎后塑(su)化成型。這種方法在對塑(su)料包裝廢棄物(wu)的(de)使用中用于一些雖經(jing)使用,但十分(fen)干(gan)凈,沒有任何污染的(de)塑(su)料容(rong)器。
2.要經(jing)過分離(li)清(qing)洗(xi)、干燥(zao)、破碎等(deng)處理。對于沒有污(wu)染的(de)容(rong)器(qi),經(jing)清(qing)洗(xi)以防破壞儀器(qi)。這種方(fang)法的(de)對象(xiang)一般為來自(zi)商品流通(tong)消費后(hou)由不同渠道收集的(de)包裝廢棄物(wu),各(ge)種途徑和各(ge)種形狀(zhuang)的(de)包裝容(rong)器(qi)、薄膜等(deng)。
3.要(yao)經過特別(bie)的(de)預處(chu)理。如PS塑料(liao)緩沖材料(liao),事先要(yao)進行脫泡減容(rong)的(de)處(chu)理,再輸入機器進行處(chu)理。
改性(xing)(xing)再生(sheng)利用(yong)的(de)(de)目的(de)(de)是為了提高(gao)再生(sheng)料的(de)(de)基本力學性(xing)(xing)能,以滿足再生(sheng)專(zhuan)用(yong)制品質量的(de)(de)需要。改性(xing)(xing)再生(sheng)主要分(fen)為兩類,物理改性(xing)(xing)和化(hua)學改性(xing)(xing)。
物理改性(xing)借助混煉(lian)工(gong)藝,在塑料(liao)(liao)(liao)廢棄物活化(hua)后(hou)加(jia)入(ru)一定量的無機(ji)填(tian)料(liao)(liao)(liao),同時還應配以較(jiao)好的表(biao)面活性(xing)劑,以增加(jia)填(tian)料(liao)(liao)(liao)與再生(sheng)塑料(liao)(liao)(liao)材料(liao)(liao)(liao)之間的親(qin)和性(xing)。但在加(jia)工(gong)過程中,填(tian)料(liao)(liao)(liao)表(biao)面與樹脂表(biao)面易形(xing)成界(jie)面層,對再生(sheng)材料(liao)(liao)(liao)性(xing)能影(ying)響(xiang)很大,可對填(tian)料(liao)(liao)(liao)進(jin)行活化(hua)處(chu)理后(hou)再進(jin)行復(fu)合。
廢舊塑(su)料(liao)(liao)再(zai)生(sheng)后存(cun)在(zai)(zai)一大(da)(da)(da)(da)問題,即力學性(xing)(xing)(xing)能較差,在(zai)(zai)加(jia)工(gong)的(de)同時(shi)可對再(zai)生(sheng)材(cai)料(liao)(liao)進行(xing)增(zeng)(zeng)韌改(gai)性(xing)(xing)(xing),即加(jia)入彈性(xing)(xing)(xing)體或(huo)共混熱塑(su)彈性(xing)(xing)(xing)體,在(zai)(zai)通過(guo)共混來提(ti)高材(cai)料(liao)(liao)的(de)韌性(xing)(xing)(xing)。也(ye)可利用(yong)增(zeng)(zeng)強(qiang)改(gai)性(xing)(xing)(xing)以增(zeng)(zeng)強(qiang)其力學性(xing)(xing)(xing)能,這類增(zeng)(zeng)強(qiang)往往使用(yong)纖維來增(zeng)(zeng)強(qiang)塑(su)料(liao)(liao)的(de),再(zai)生(sheng)后的(de)材(cai)料(liao)(liao)各方面的(de)性(xing)(xing)(xing)能將大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)提(ti)高,強(qiang)度(du),模(mo)量均會超(chao)過(guo)原廢舊塑(su)料(liao)(liao)的(de)值。其耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing),抗蠕(ru)變性(xing)(xing)(xing)、抗疲勞性(xing)(xing)(xing)均有(you)提(ti)高,但制(zhi)品脆(cui)性(xing)(xing)(xing)會有(you)所增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da),即其拉斷(duan)力增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da),而(er)斷(duan)裂(lie)深長率(lv)會大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)減小(xiao)。
在回收再生的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)中,可(ke)(ke)將幾種聚合(he)物(wu)在相溶劑的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)下混合(he),使其(qi)結構和(he)分子間力發生變化,使其(qi)合(he)金化,此種方法可(ke)(ke)使再生材料兼很多(duo)有優(you)良的(de)(de)(de)(de)性(xing)能。在加(jia)工過程(cheng)中有目的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)加(jia)入某種有特性(xing)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要再生材料,可(ke)(ke)達到預期的(de)(de)(de)(de)力學效果。如用(yong)(yong)25%的(de)(de)(de)(de)LLDPE與LDPE共混,經吹塑成地膜,厚度(du)(du)會比一般(ban)的(de)(de)(de)(de)地膜減少(shao)33%,其(qi)拉(la)伸強度(du)(du)會增大(da)45%以上,直角撕裂(lie)強度(du)(du)也會提高50% 以上。這(zhe)樣可(ke)(ke)大(da)大(da)延長農用(yong)(yong)膜的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)壽命,減少(shao)使用(yong)(yong)量,降低成本。
對塑料(liao)包裝廢(fei)棄物(wu)的(de)(de)化學(xue)改(gai)性,就是通(tong)過化學(xue)反應的(de)(de)手段對材料(liao)進行改(gai)性,使其(qi)在分子結構上發生變化,從而獲得更(geng)優良(liang)的(de)(de)特殊性能。
化學改性的(de)(de)方法很(hen)多,但其本質都是(shi)在(zai)(zai)舊的(de)(de)大分(fen)子鏈(lian)上(shang)或鏈(lian)間起到化學反應(ying),依靠分(fen)子鏈(lian)或鏈(lian)端的(de)(de)反應(ying)性基(ji)團(tuan)進(jin)行(xing)再次反應(ying),在(zai)(zai)鏈(lian)上(shang)接上(shang)某(mou)種特(te)性基(ji)團(tuan),接上(shang)一個特(te)征支(zhi)鏈(lian),或在(zai)(zai)大分(fen)子鏈(lian)間反應(ying)基(ji)團(tuan)進(jin)行(xing)反應(ying),形成膠聯(lian)結(jie)構(gou),從而導致材(cai)料性能的(de)(de)改變。
膠聯(lian)改性(xing)有(you)化學膠聯(lian)和輻射(she)膠聯(lian)兩種,化學膠聯(lian)通常在材(cai)料(liao)的軟化點(dian)之上使(shi)材(cai)料(liao)充分塑化,然后加入過氧化物類(lei)的膠聯(lian)劑,使(shi)材(cai)料(liao)分子膠聯(lian)。輻射(she)膠聯(lian)即(ji)應用(yong)輻射(she)源的各種高(gao)能射(she)線(xian),將加有(you)膠聯(lian)劑的材(cai)料(liao)輻射(she)膠聯(lian)。
再生產(chan)(chan)應用中(zhong)(zhong)可以(yi)將物理(li)、化學改(gai)性同時(shi)(shi)運(yun)用于同一材料(liao)上,在特定的(de)(de)螺桿擠出機中(zhong)(zhong),使(shi)多種材料(liao)一邊進行(xing)物理(li)改(gai)性,以(yi)便進行(xing)化學改(gai)性,然后將兩(liang)者(zhe)共混,這種技術方式(shi)既(ji)可以(yi)縮短(duan)改(gai)進過程的(de)(de)時(shi)(shi)間和生產(chan)(chan)周期,生產(chan)(chan)連續化,也能得到較好的(de)(de)改(gai)性效(xiao)果。
化(hua)學處理再(zai)生,使(shi)(shi)直接(jie)將包裝廢(fei)棄塑料(liao)(liao)經(jing)過熱解或(huo)化(hua)學試劑的作用進行分解,其(qi)產(chan)物可得到單體、不(bu)同(tong)聚體的小分子、化(hua)合(he)物、燃料(liao)(liao)等(deng)化(hua)工產(chan)品。這種回(hui)收處理的方式可以(yi)使(shi)(shi)自然資源的使(shi)(shi)用形成一個“封閉(bi)”的循環。此種處理再(zai)生有著顯(xian)著的優(you)點,分解生成的化(hua)工原料(liao)(liao)在質量(liang)上(shang)與(yu)新(xin)的原料(liao)(liao)不(bu)分上(shang)下(xia),可以(yi)與(yu)新(xin)材料(liao)(liao)等(deng)同(tong)使(shi)(shi)用。
化(hua)學(xue)(xue)處(chu)理再(zai)生利用:主要(yao)有熱分(fen)解(jie)和(he)化(hua)學(xue)(xue)分(fen)解(jie)兩(liang)類。
1.熱分解
熱(re)分(fen)解(jie)以所得(de)的(de)產物:油(you)(you)、氣(qi)、固體或混合(he)體的(de)不同以及(ji)工(gong)(gong)藝的(de)不同可分(fen)為(wei):油(you)(you)化工(gong)(gong)藝、氣(qi)化工(gong)(gong)藝及(ji)炭化工(gong)(gong)藝。
熱分(fen)解油化工藝的(de)特點是(shi)分(fen)解產(chan)物(wu)產(chan)物(wu)主(zhu)要是(shi)油類(lei)物(wu)質,另外(wai)還有一(yi)些可(ke)利用的(de)氣體(ti)和(he)殘渣。此種工藝可(ke)以處理(li)多種塑料廢棄物(wu),如(ru)PE、PS、PMMA、PVC等。
熱(re)分(fen)(fen)解(jie)氣化工(gong)藝主要是(shi)用于城市內混有塑(su)料(liao)包裝廢(fei)(fei)棄物(wu)的(de)垃(la)圾及一些多種(zhong)混雜的(de)廢(fei)(fei)舊(jiu)塑(su)料(liao)垃(la)圾。這種(zhong)工(gong)藝程序(xu)簡單,對要處理(li)的(de)廢(fei)(fei)舊(jiu)塑(su)料(liao),不(bu)需要預(yu)先處理(li),不(bu)需要分(fen)(fen)選(xuan)篩檢,只要將混雜垃(la)圾置入加(jia)熱(re)分(fen)(fen)解(jie)爐中,經過分(fen)(fen)解(jie)反(fan)應,就可以得到分(fen)(fen)解(jie)產(chan)品(pin)。
熱(re)分(fen)解(jie)炭(tan)化工藝在廢(fei)舊(jiu)塑料進行分(fen)解(jie)處理的(de)過程中會產生一(yi)定的(de)炭(tan)化物質(zhi),或在更高的(de)溫度下(xia)進行分(fen)解(jie)以得到某種特定的(de)炭(tan)化物質(zhi)。這(zhe)些炭(tan)化物質(zhi)可以當作(zuo)固體燃料。
2.化學分解
化(hua)(hua)學(xue)分(fen)解(jie)即通過化(hua)(hua)學(xue)的(de)方(fang)法把廢(fei)棄塑料(liao)分(fen)解(jie)成小分(fen)子單體。這種工藝設備簡單,分(fen)解(jie)產(chan)物標準、均勻、易(yi)控制,且產(chan)物不需(xu)要分(fen)離和純化(hua)(hua),但只能用于單一品種的(de)塑料(liao),而且必須(xu)是經過預(yu)處理的(de)廢(fei)舊塑料(liao)。
化(hua)學分(fen)解(jie)(jie)可用于多(duo)(duo)種廢舊塑料,但(dan)目前只用于熱(re)塑性(xing)聚(ju)酯(zhi)類、聚(ju)氨酯(zhi)類等具有(you)極性(xing)的(de)材料。其分(fen)解(jie)(jie)方法也有(you)多(duo)(duo)種,主(zhu)要(yao)有(you)催(cui)化(hua)劑分(fen)解(jie)(jie)法和試劑分(fen)解(jie)(jie)法。
催(cui)化(hua)分解(jie)法是在(zai)復合(he)(he)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)作用(yong)下,在(zai)常(chang)溫常(chang)壓下進行分解(jie)反應。分解(jie)產(chan)物為(wei)廢舊聚合(he)(he)物的(de)(de)(de)原單體。此種分解(jie)方法工藝簡單,但對于催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong),裝載比較精細。處理聚酯所需的(de)(de)(de)復合(he)(he)催(cui)化(hua)劑(ji)為(wei)醋(cu)酸鋰,醋(cu)酸鈣,醋(cu)酸鋅。
試劑分(fen)解(jie)法中(zhong)醇(chun)解(jie)應(ying)用最(zui)為廣(guang)泛,將廢舊塑料進行清潔(jie)干燥等預處理,破碎后(hou)送(song)入反應(ying)器中(zhong)。分(fen)解(jie)后(hou)可(ke)獲(huo)得多元醇(chun)類產品(pin)。水(shui)(shui)解(jie)反應(ying)也(ye)是一種較(jiao)為方便的(de)回收手段,使(shi)縮合反應(ying)的(de)逆反應(ying),所以水(shui)(shui)解(jie)的(de)對象也(ye)多位縮聚物。由于(yu)這些(xie)分(fen)子中(zhong)具有羥基(ji)形(xing)成的(de)眾多氫鍵,分(fen)子間作用力(li)強,故可(ke)作為塑料材料,但也(ye)由于(yu)它(ta)的(de)基(ji)團具有親水(shui)(shui)性或易水(shui)(shui)解(jie)性,其(qi)最(zui)終產物為葡萄糖。
廢棄材料的應用
PP
將回收(shou)后的(de)(de)(de)PP包裝制品(pin)進行破碎清洗(xi),除去上面附著的(de)(de)(de)灰塵及塵埃雜質,晾干,在加熱熔(rong)融(rong)的(de)(de)(de)塑(su)(su)煉(lian)后,直接造粒,形成能(neng)再次(ci)加工(gong)的(de)(de)(de)半(ban)成品(pin)。PP的(de)(de)(de)半(ban)成品(pin)中可(ke)加入適當的(de)(de)(de)增(zeng)塑(su)(su)劑(ji),經(jing)過注塑(su)(su)工(gong)藝可(ke)制成各種工(gong)藝品(pin)、容器、零配件、板材等。
將等量的(de)(de)回收PP與(yu)新的(de)(de)PP混合,在與(yu)10%左右的(de)(de)PE原料相混合,可拉成(cheng)絲制成(cheng)編織袋、集裝袋等,在使(shi)用中,各方面的(de)(de)性能與(yu)新鮮樹脂制成(cheng)的(de)(de)同類產品(pin)無明(ming)顯(xian)差別。
PS
回收后(hou)(hou)的(de)PS緩沖材料(liao)包裝制(zhi)品(pin)經清(qing)洗后(hou)(hou),粉碎為粒或末,包裝后(hou)(hou)運(yun)送至塑(su)料(liao)加(jia)工(gong)廠(chang)。也(ye)可對(dui)其進(jin)行(xing)脫泡處(chu)理(li),收縮后(hou)(hou)加(jia)工(gong)再(zai)用。將新(xin)鮮的(de)PS加(jia)入到處(chu)理(li)后(hou)(hou)的(de)PS中,加(jia)入一定量的(de)增(zeng)塑(su)劑,加(jia)熱熔融混煉(lian)后(hou)(hou)可制(zhi)成各(ge)種塑(su)料(liao)制(zhi)品(pin)。
PET
機械處理后(hou)的PET,再造(zao)后(hou)不(bu)能用于(yu)(yu)食品包(bao)裝。廢舊的PET回收處理后(hou)只(zhi)能用于(yu)(yu)包(bao)裝農藥、機油(you)、器具、模型等。加(jia)工方法也如同其他塑料(liao)材(cai)料(liao)。在適宜(yi)的環境和工藝下,可制成(cheng)聚(ju)酯(zhi)纖(xian)維和服裝材(cai)料(liao),還可加(jia)入醇、酚等原(yuan)料(liao)制成(cheng)油(you)漆材(cai)料(liao)。
以上簡單介紹了(le)有限幾種常用(yong)(yong)的(de)塑(su)料(liao)(liao)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)的(de)回收(shou)再生(sheng)工藝,以及廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)材料(liao)(liao)的(de)應用(yong)(yong)。這(zhe)(zhe)些方(fang)法已在(zai)很多(duo)較發達國家(jia)應用(yong)(yong)多(duo)年,我(wo)國在(zai)塑(su)料(liao)(liao)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)的(de)回收(shou)再生(sheng)利用(yong)(yong)方(fang)面(mian)相對比較薄弱,但近些年,隨著我(wo)國經(jing)濟(ji)的(de)快(kuai)速發展,塑(su)料(liao)(liao)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)的(de)日(ri)益(yi)增多(duo),由這(zhe)(zhe)些廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)引(yin)起(qi)的(de)環(huan)(huan)境(jing)污(wu)(wu)染問(wen)(wen)題也日(ri)益(yi)嚴重(zhong),越來越多(duo)的(de)人開始關注(zhu)塑(su)料(liao)(liao)材料(liao)(liao)的(de)再生(sheng)問(wen)(wen)題,經(jing)這(zhe)(zhe)些曾經(jing)污(wu)(wu)染環(huan)(huan)境(jing)的(de)廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)物(wu)回收(shou)處(chu)理,形成(cheng)原材料(liao)(liao),在(zai)保護環(huan)(huan)境(jing)的(de)同時也節(jie)省(sheng)了(le)大量的(de)自然(ran)資(zi)源(yuan)。將廢(fei)(fei)棄(qi)(qi)塑(su)料(liao)(liao)重(zhong)新(xin)做(zuo)回商(shang)品,循環(huan)(huan)使用(yong)(yong)。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”