廢棄塑料包裝物中掘金“藍(lán)?！杯h(huán)保減碳新途徑

楊忠敏

塑料制品被廣泛應(yīng)用于食品、家電、汽車、建筑、電子電器、信息科技及通訊等各個(gè)包裝領(lǐng)域。同時(shí)廢棄塑料對(duì)環(huán)境也造成了嚴(yán)重的污染。廢棄塑料的資源化再利用對(duì)治理“白色污染”具有積極意義,既可保護(hù)環(huán)境,又可以開辟新材料的使用。廢棄塑料最理想的處置方式是將其視為可再生資源加以回收再利用,廢棄塑料被人們稱為“人類的第二礦藏”。在我們這樣資源緊缺、人口眾多的國家,廢棄塑料資源化再利用,符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳理念,對(duì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義，值得有關(guān)部門的關(guān)注。

1.廢棄塑料包裝物資源化再利用迫在眉睫

在包裝領(lǐng)域,高分子材料比較傳統(tǒng)材料具有明顯資源、環(huán)境優(yōu)勢(shì)。包裝工業(yè)中塑料使用量的增長率超過其它任何材料。我國高分子材料在包裝物方面的用量,估計(jì)超過其總生產(chǎn)量的32%(據(jù)稱占各類包裝材料總量的1/3以上),而包裝物的廢物轉(zhuǎn)化率約為94%。合成高分子材料的原料為石油和天然氣,它們屬于難再生的有限天然資源。按照目前的消費(fèi)速度,石油和天然氣的世界儲(chǔ)藏量僅夠用50年。我國是資源、土地相對(duì)匱乏的人口大國,如何更有效的利用這些珍貴的天然資源,解決城市生活垃圾造成的巨大環(huán)境壓力,已經(jīng)成為急待解決的問題。

塑料由于原材料來源豐富,價(jià)格低廉,合成工藝也較成熟,所以塑料的產(chǎn)品種類很多,價(jià)格也較便宜,更重要的是它兼具多種優(yōu)良的性能,可用于各種商品包裝。目前隨著高分子合成科學(xué)的發(fā)展以及加工技術(shù)的提高,通過共聚、共混或者改性,賦予了材料更多的特色或特殊功能。隨著包裝行業(yè)的迅速發(fā)展,商品包裝日趨繁華,包裝物種類多樣化。其中塑料包裝材料以其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良性能,在整個(gè)包裝行業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。

近些年來,塑料包裝從出現(xiàn)到大量廣泛的應(yīng)用,發(fā)展很快,可以說在包裝歷史上是具有里程碑意義的。它的出現(xiàn)大大地改變和調(diào)整了整個(gè)包裝材料的結(jié)構(gòu)和布局,塑料包裝成為現(xiàn)代商品包裝的重要標(biāo)志,令整個(gè)商品包裝呈現(xiàn)出了一個(gè)嶄新的面貌,使包裝水平上了一個(gè)臺(tái)階。從經(jīng)濟(jì)的角度來看,塑料占有著包裝的相當(dāng)大的份額。塑料由于原材料來源豐富,價(jià)格低廉,合成工藝也較成熟,所以塑料的產(chǎn)品種類很多,價(jià)格也較便宜,更重要的是它兼具多種優(yōu)良的性能,可用于各種商品包裝。目前隨著高分子合成科學(xué)的發(fā)展以及加工技術(shù)的提高,通過共聚、共混或者改性,賦予了材料更多的特色或特殊功能。新材料層出不窮,品種豐富多彩,大大地促進(jìn)和豐富著包裝行業(yè),受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。

眾所周知,塑料包裝材料由于質(zhì)輕、強(qiáng)度高,耐腐蝕性好,同時(shí)易于多元、多層復(fù)合,制得適應(yīng)性強(qiáng)的多功能包裝材料,特別是在節(jié)省資源、節(jié)約能量方面與傳統(tǒng)包裝比較,具有較大的市場(chǎng)競(jìng)爭力,從而在包裝市場(chǎng)廣受青睞,因此近十多年來,無論是塑料軟包裝,還是塑料瓶等硬質(zhì)容器一直保持穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢(shì)。市場(chǎng)實(shí)踐表明,塑料包裝材料的持續(xù)、穩(wěn)步增長和被廣泛應(yīng)用是時(shí)代進(jìn)步的表征。同時(shí)也表明,由于包裝等一次性塑料材料和制品不易回收再利用,而又較難在環(huán)境中自然降解,其廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染甚至危害也不容忽視。廢棄塑料包裝物給環(huán)境帶來了嚴(yán)重污染。據(jù)報(bào)道,全球塑料年生產(chǎn)量已達(dá)2.6億噸,其中約30%為包裝、日用和農(nóng)用領(lǐng)域等的一次性消費(fèi)品。這些產(chǎn)品屬“短壽命”應(yīng)用范疇,一般使用1-3個(gè)月或半年時(shí)間,最長也一年左右,大多就隨同生活垃圾進(jìn)入MSW處理系統(tǒng),有些被隨意丟棄。塑料工業(yè)消耗的石油能源占全部石油消耗的7%,其中生產(chǎn)占3%,原料占4%。我國石油資源貧乏而又是能耗大國,石油年耗費(fèi)近4 億噸,其中約1/3 依賴進(jìn)口，石油是一類資源有限、正在日漸減少又面臨枯竭的不可再生資源。目前,全世界每年產(chǎn)生的塑料廢棄物約5 000萬t,且塑料廢棄物每年以5%左右的速度增長。塑料包裝在整個(gè)包裝產(chǎn)業(yè)中占有極大比例,其廢棄物的處理給國際社會(huì)減碳減排發(fā)展帶來了巨大挑戰(zhàn)。廢棄塑料包裝物的回收再用迫在眉捷。

2.塑料包裝廢棄物的處理方法及其影響

塑料包裝廢棄物的處理方法很多,基本上可分為填埋、焚燒及回收再生利用。填埋方法簡單,不需要投資,不需要任何設(shè)備,深埋后也不會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生污染或危害地表植被,能最快的速度解決這種材料對(duì)環(huán)境的污染。但這種方法久之會(huì)占用大量土地,被深埋后由于隔絕空氣、陽光，塑料不易被風(fēng)化分解,多了會(huì)造成地下水的污染,阻礙地下水流動(dòng)的下滲。在進(jìn)行填埋前可將這些廢棄物粉碎為小碎片以加速其在地下分解風(fēng)化的速度。現(xiàn)今所謂的環(huán)保型塑料包裝也是利用這個(gè)原理,將一些易分解材料融入塑料材料中,以易于其在地下的分解。作為垃圾送入城市垃圾填埋場(chǎng)填埋處理是目前處理廢舊塑料的主要方法。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展,廢棄塑料產(chǎn)量與之成正比,由此引起的環(huán)境問題日益突出。首先是垃圾填埋侵占有限耕地,嚴(yán)重浪費(fèi)國土資源;二是塑料垃圾填埋后經(jīng)久不腐,殆害未來。耐腐蝕抗細(xì)菌本是塑料制品的一大優(yōu)點(diǎn),但它們成為垃圾后卻成為科學(xué)家們頭痛的難題,在無空氣無光照的情況下,微生物難以分解有機(jī)物,塑料垃圾在填埋中需200年后方能分解殆盡;三是填埋后塑料垃圾經(jīng)雨水長期沖刷,使大量有害物質(zhì)帶入人類的生活環(huán)境,造成對(duì)子孫后代的危害。由上述所見,采用填埋法處理塑料垃圾對(duì)環(huán)境的污染是一種長期效應(yīng),在實(shí)際處置中應(yīng)避免使用這類方法。

焚燒用包含合成聚合物包裝物在內(nèi)的城市生活垃圾作為燃料,在城市中或近郊區(qū)建設(shè)小型的熱電聯(lián)合焚燒廠,是城市生活垃圾減量化、資源化的重要方法之一。焚燒法可將不能再次利用的混雜塑料紙與焚燒爐中焚化,由其產(chǎn)生的大量熱量被再次充分利用。焚燒后塑料的體積可減少到以前的10%以下,且易于分解。為解決填埋法占地、費(fèi)用高以及對(duì)環(huán)境的長期性破壞,不少國家都在積極開發(fā)焚燒廢棄塑料設(shè)備,并利用焚燒所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電,達(dá)到資源再利用。然而,這種貌似簡單易行的方法卻隱藏著極大的危害。焚燒中會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體,對(duì)環(huán)境及人體造成危害,所以對(duì)于廢氣及殘?jiān)奶幚響?yīng)符合一定的標(biāo)準(zhǔn)。塑料在熱分解過程中,聚合物發(fā)生裂解,釋放出大量的有害氣體,如聚苯乙烯塑料在80℃以下可保持物質(zhì)組成不變,當(dāng)溫度超過280℃時(shí),其分子量開始下降,產(chǎn)生揮發(fā)性氣體,氣體中含苯乙烯單體44%,雙體22%,三體及少量的甲苯、乙基苯等,這些都是對(duì)環(huán)境有極大危害的有害物質(zhì)。焚燒聚氯乙烯塑料,不僅產(chǎn)生對(duì)環(huán)境破壞極大的氯氣、氯化氫及二惡英氣體,而且還產(chǎn)生C0、N0x、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害氣體,對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的影響。在塑料焚燒過程中,作為塑料填充、染色等無機(jī)金屬也被揮發(fā)于大氣之中,如Pb、As等有害物質(zhì),造成大氣污染。

回收再生利用是一種最積極的促進(jìn)材料再循環(huán)使用的方式，是保護(hù)資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的最有效處理方法?；厥湛裳h(huán)使用這種方法主要針對(duì)硬質(zhì)、光滑、干凈且易清洗的大型容器，包括大容量的液體瓶、塑料桶等。直接再生利用原理簡單，但篩選工藝較為復(fù)雜。其中分為“閉合”及“非閉合”兩種。所謂“閉合”，即在再生加工時(shí)加入大量新鮮同類樹脂，約90%左右，通過這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品在用途和機(jī)械運(yùn)行特征中與新鮮樹脂制品沒有明顯的區(qū)別，再生性能優(yōu)良。“非閉合”即直接加工清洗，不用或少用新鮮樹脂，在混合的工程中加入一些配合劑用以調(diào)節(jié)樹脂的物理化學(xué)性能，由于材料在上次使用過程中老化以及在再加工過程中老化，故此種再生塑料制品的力學(xué)性能相比新鮮樹脂較低。

直接再生利用又可廢棄塑料的來源及途徑分為以下三種方法。

一是不必分檢、清洗等處理，直接破碎后塑化成型。這種方法在對(duì)塑料包裝廢棄物的使用中用于一些雖經(jīng)使用，但十分干凈，沒有任何污染的塑料容器。要經(jīng)過分離清洗、干燥、破碎等處理。對(duì)于沒有污染的容器，經(jīng)清洗以防破壞儀器。這種方法的對(duì)象一般為來自商品流通消費(fèi)后由不同渠道收集的包裝廢棄物，各種途徑和各種形狀的包裝容器、薄膜等。要經(jīng)過特別的預(yù)處理。如PS塑料緩沖材料，事先要進(jìn)行脫泡減容的處理，再輸入機(jī)器進(jìn)行處理。改性再生利用的目的是為了提高再生料的基本力學(xué)性能，以滿足再生專用制品質(zhì)量的需要。改性再生主要分為兩類，物理改性和化學(xué)改性。

二是物理改性借助混煉工藝，在塑料廢棄物活化后加入一定量的無機(jī)填料，同時(shí)還應(yīng)配以較好的表面活性劑，以增加填料與再生塑料材料之間的親和性。但在加工過程中，填料表面與樹脂表面易形成界面層，對(duì)再生材料性能影響很大，可對(duì)填料進(jìn)行活化處理后再進(jìn)行復(fù)合。物理改性借助混煉工藝通?？梢赃M(jìn)行活化無機(jī)粒子的填充改性、廢舊塑料的增韌改性、廢舊塑料的增強(qiáng)改性、回收塑料的合金化等過程。

三是廢舊塑料再生后存在一大問題，即力學(xué)性能較差，在加工的同時(shí)可對(duì)再生材料進(jìn)行增韌改性，即加入彈性體或共混熱塑彈性體，在通過共混來提高材料的韌性。也可利用增強(qiáng)改性以增強(qiáng)其力學(xué)性能，這類增強(qiáng)往往使用纖維來增強(qiáng)塑料的，再生后的材料各方面的性能將大大提高，強(qiáng)度，模量均會(huì)超過原廢舊塑料的值。其耐熱性，抗蠕變性、抗疲勞性均有提高，但制品脆性會(huì)有所增大，即其拉斷力增大，而斷裂深長率會(huì)大大減小。

由上可見,隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展,塑料廢棄物給環(huán)境帶來的影響越來越大,已對(duì)人們的生產(chǎn)和生活構(gòu)成了一定危害。因此,防治塑料垃圾的危害已成為各國塑料工作者及環(huán)保工作者的注視熱點(diǎn)。目前處理塑料垃圾的方法除填埋法和焚燒法外,還有根據(jù)減量化、無害化和資源化的處理原則研究出的化學(xué)法和物理法,使塑料垃圾資源化,變廢為寶造福人類。

3.對(duì)塑料包裝廢棄物的共混化學(xué)改性處理再生

在回收再生的過程中，可將幾種聚合物在相溶劑的作用下混合，使其結(jié)構(gòu)和分子間力發(fā)生變化，使其合金化，此種方法可使再生材料兼很多有優(yōu)良的性能。在加工過程中有目的的加入某種有特性的主要再生材料，可達(dá)到預(yù)期的力學(xué)效果。如用25%的LLDPE與LDPE共混，經(jīng)吹塑成地膜，厚度會(huì)比一般的地膜減少33%，其拉伸強(qiáng)度會(huì)增大45%以上，直角撕裂強(qiáng)度也會(huì)提高50% 以上,這樣可大大延長農(nóng)用膜的使用壽命，減少使用量，降低成本。

廢舊塑料再生后存在一大問題，即力學(xué)性能較差，在加工的同時(shí)可對(duì)再生材料進(jìn)行增韌改性，即加入彈性體或共混熱塑彈性體，在通過共混來提高材料的韌性。也可利用增強(qiáng)改性以增強(qiáng)其力學(xué)性能，這類增強(qiáng)往往使用纖維來增強(qiáng)塑料的，再生后的材料各方面的性能將大大提高，強(qiáng)度，模量均會(huì)超過原廢舊塑料的值。其耐熱性，抗蠕變性、抗疲勞性均有提高，但制品脆性會(huì)有所增大，即其拉斷力增大，而斷裂深長率會(huì)大大減小。

在回收再生的過程中，可將幾種聚合物在相溶劑的作用下混合，使其結(jié)構(gòu)和分子間力發(fā)生變化，使其合金化，此種方法可使再生材料兼很多有優(yōu)良的性能。在加工過程中有目的的加入某種有特性的主要再生材料，可達(dá)到預(yù)期的力學(xué)效果。如用25%的LLDPE與LDPE共混，經(jīng)吹塑成地膜，厚度會(huì)比一般的地膜減少33%，其拉伸強(qiáng)度會(huì)增大45%以上，直角撕裂強(qiáng)度也會(huì)提高50%以上。這樣可大大延長農(nóng)用膜的使用壽命，減少使用量，降低成本。

改性再生利用的目的是為了提高再生料的基本力學(xué)性能，以滿足再生專用制品質(zhì)量的需要。改性再生主要分為兩類，物理改性和化學(xué)改性。物理改性借助混煉工藝，在塑料廢棄物活化后加入一定量的無機(jī)填料，同時(shí)還應(yīng)配以較好的表面活性劑，以增加填料與再生塑料材料之間的親和性。但在加工過程中，填料表面與樹脂表面易形成界面層，對(duì)再生材料性能影響很大，可對(duì)填料進(jìn)行活化處理后再進(jìn)行復(fù)合。物理改性通過混煉工藝制備復(fù)合材料和多元共聚物。通常包括進(jìn)行活化。無機(jī)粒子的填充改性、廢舊塑料的增韌改性、廢舊塑料的纖維增強(qiáng)改性、回收塑料的合金化等過程，主要是在共混塑化的過程中強(qiáng)行加入各種活化后的無機(jī)填料、彈性體或增強(qiáng)纖維以增強(qiáng)塑料的力學(xué)特性、韌性或制成熱塑性玻璃鋼等。

對(duì)塑料包裝廢棄物的化學(xué)改性，就是通過化學(xué)反應(yīng)（化學(xué)交聯(lián)、接枝嵌段等）手段來對(duì)材料進(jìn)行改性，使其在分子結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，從而獲得更優(yōu)良的特殊性能。近些年又發(fā)展起一種兼顧化學(xué)與物理共同改性的新方法。它的工藝過程和特點(diǎn)是在特定的螺桿擠出機(jī)中使多種組分的材料，一邊進(jìn)行物理共混改性，一邊進(jìn)行化學(xué)接枝改性，而且在兩者改性完畢后又進(jìn)一步加強(qiáng)共混，然后在特定的溫度下造?；蛑苯映尚?。這是一種集接枝、交聯(lián)、共混為一體的綜合體系，這種技術(shù)方式既可以縮短改進(jìn)過程的時(shí)間和生產(chǎn)周期，生產(chǎn)連續(xù)化，又能得到更有效的改性效果。目前無機(jī)粉體改性塑料材料作為全新的環(huán)境友好材料已脫穎而出，成為能有效治理白色污染又能為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和監(jiān)管者三方所接受的新型材料。

化學(xué)改性的方法很多，但其本質(zhì)都是在舊的大分子鏈上或鏈間起到化學(xué)反應(yīng)，依靠分子鏈或鏈端的反應(yīng)性基團(tuán)進(jìn)行再次反應(yīng)，在鏈上接上某種特性基團(tuán)，接上一個(gè)特征支鏈，或在大分子鏈間反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，形成膠聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致材料性能的改變。膠聯(lián)改性有化學(xué)膠聯(lián)和輻射膠聯(lián)兩種，化學(xué)膠聯(lián)通常在材料的軟化點(diǎn)之上使材料充分塑化，然后加入過氧化物類的膠聯(lián)劑，使材料分子膠聯(lián)。輻射膠聯(lián)即應(yīng)用輻射源的各種高能射線，將加有膠聯(lián)劑的材料輻射膠聯(lián)。對(duì)塑料包裝廢棄物的化學(xué)改性，就是通過化學(xué)反應(yīng)的手段對(duì)材料進(jìn)行改性，使其在分子結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，從而獲得更優(yōu)良的特殊性能?；瘜W(xué)改性的方法很多，但其本質(zhì)都是在舊的大分子鏈上或鏈間起到化學(xué)反應(yīng)，依靠分子鏈或鏈端的反應(yīng)性基團(tuán)進(jìn)行再次反應(yīng)，在鏈上接上某種特性基團(tuán)，接上一個(gè)特征支鏈，或在大分子鏈間反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，形成膠聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致材料性能的改變。

再生產(chǎn)應(yīng)用中可以將物理、化學(xué)改性同時(shí)運(yùn)用于同一材料上，在特定的螺桿擠出機(jī)中，使多種材料一邊進(jìn)行物理改性，以便進(jìn)行化學(xué)改性，然后將兩者共混，這種技術(shù)方式既可以縮短改進(jìn)過程的時(shí)間和生產(chǎn)周期，生產(chǎn)連續(xù)化，也能得到較好的改性效果?；瘜W(xué)處理再生，使直接將包裝廢棄塑料經(jīng)過熱解或化學(xué)試劑的作用進(jìn)行分解，其產(chǎn)物可得到單體、不同聚體的小分子、化合物、燃料等化工產(chǎn)品。這種回收處理的方式可以使自然資源的使用形成一個(gè)“封閉”的循環(huán)。此種處理再生有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，分解生成的化工原料在質(zhì)量上與新的原料不分上下，可以與新材料等同使用?；瘜W(xué)處理再生利用主要有熱分解和化學(xué)分解兩類。

無機(jī)粉體改性塑料材料有其顯著的經(jīng)濟(jì)性、功能性和環(huán)保性。無機(jī)粉體材料與合成樹脂價(jià)格上的巨大差異使改性塑料的原材料成本顯著下降，而且無機(jī)粉體的合理使用可以改善基體塑料某些方面的性能或被賦予新的功能。無機(jī)粉體填充的塑料使用后易于被環(huán)境消納。少用合成樹脂就是對(duì)石油資源的節(jié)約，在塑料材料中使用20-30%的無機(jī)礦物是對(duì)社會(huì)的重大貢獻(xiàn)。符合治理“白色污染”的減量化原則，用源于自然又可無害地回歸自然的無機(jī)礦物代替以石油為原料的合成樹脂，本身就是對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)。

在廢棄和回收方面，土壤中的水與二氧化碳對(duì)填埋的高分子材料幾乎不起作用，但對(duì)塑料制品中的無機(jī)礦物粉末有迅速的侵蝕作用，生成物有一定的水溶性，脫離塑料制品的后留下微孔，可以大大增加塑料制品的觸氧面積，有利于制品的老化和崩解。而在塑料被填埋后，碳酸鈣、白云石、滑石粉等無機(jī)礦物回歸自然時(shí)不會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來危害。

4.塑料包裝廢棄物的熱分解及化學(xué)分解

塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料,幾乎所有的熱塑性塑料都有回收利用的價(jià)值。酚醛、三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚醋、有機(jī)硅等塑料,都是熱固性塑料。

熱固性塑料加熱不熔融,不可能重新用作材料,也很難用熱分解法油化,而每年報(bào)廢的家用電器、計(jì)算機(jī)和汽車中大量酚醛樹脂和聚氨酯等熱固性塑料必須處理回收。熱固性塑料加熱不熔融,不可能重新作用材料,也很難用熱分解法油化。可將熱固性塑料粉碎以代木粉用作酚醛樹脂的增強(qiáng)材料,與傳統(tǒng)制品相比,耐水性和絕緣性都大大提高。熱塑性塑料按照樹脂品種分為聚乙烯(PE)包裝制品、聚丙烯(PP)包裝等。對(duì)塑料包裝廢棄物的熱分解以所得的產(chǎn)物：油、氣、固體或混合體的不同以及工藝的不同可分為：油化工藝、氣化工藝及炭化工藝。熱分解油化工藝的特點(diǎn)是分解產(chǎn)物產(chǎn)物主要是油類物質(zhì)，另外還有一些可利用的氣體和殘?jiān)?。此種工藝可以處理多種塑料廢棄物，如PE、PS、PMMA、PVC等。

塑料包裝廢棄物的熱分解回收利用不僅可以充分利用資源,而且可以保護(hù)環(huán)境,保護(hù)人類健康。塑料包裝廢棄物熱分解回收利用技術(shù)可分為四方面:一是以產(chǎn)生熱、蒸汽、電力為目的的燃燒技術(shù);二是制造中低熱值燃料氣、燃料油和炭黑的熱解技術(shù);三是以制造中低熱值燃料氣或NH3、CH3OH等化學(xué)物質(zhì)的氣化熱解技術(shù);四是制造重油、煤油、汽油的氣化化熱解技術(shù)。熱分解是將塑料包裝廢物在缺氧的條件下利用熱能使化合物的化合鍵斷裂,由大分子量的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小分子量的燃料氣、液狀物(油、油脂等)及焦炭等。熱分解與焚燒不同,焚燒是在氧充分供給的條件下加熱有機(jī)物,使有機(jī)物完全氧化,生成穩(wěn)定的CO2和H2O。根據(jù)加熱方式分,有外熱式和內(nèi)熱式兩大類: 根據(jù)操作溫度分,有高溫?zé)峤夂偷吐綗峤?按生成物分,有產(chǎn)氣技術(shù)和產(chǎn)油技術(shù);按熱解爐的種類分,有回轉(zhuǎn)爐、豎井爐、移動(dòng)床和流化床等。

熱分解氣化工藝主要是用于城市內(nèi)混有塑料包裝廢棄物的垃圾及一些多種混雜的廢舊塑料垃圾。這種工藝程序簡單，對(duì)要處理的廢舊塑料，不需要預(yù)先處理，不需要分選篩檢，只要將混雜垃圾置入加熱分解爐中，經(jīng)過分解反應(yīng)，就可以得到分解產(chǎn)品。

熱分解炭化工藝在廢舊塑料進(jìn)行分解處理的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的炭化物質(zhì)，或在更高的溫度下進(jìn)行分解以得到某種特定的炭化物質(zhì)。這些炭化物質(zhì)可以當(dāng)作固體燃料。

對(duì)塑料包裝廢棄物的化學(xué)分解改性，就是通過化學(xué)反應(yīng)的手段對(duì)材料進(jìn)行改性，使其在分子結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，從而獲得更優(yōu)良的特殊性能。對(duì)此種改性的化學(xué)方法很多，但最本質(zhì)的是要在舊的大分子鏈上或鏈間起到化學(xué)反應(yīng)。這就是說要依靠分子鏈上或鏈端的反應(yīng)性基團(tuán)進(jìn)行再次反應(yīng)，出口包裝箱或在鏈上接上某種特征基團(tuán)或接上一個(gè)特性支鏈，或在大分子鏈間反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其結(jié)果舊高分子的結(jié)構(gòu)變了，從而導(dǎo)致其性能的改善和提高。交聯(lián)改性有化學(xué)交聯(lián)和輻射交聯(lián)兩種?；瘜W(xué)交聯(lián)較為方便，所以普遍被采用。 化學(xué)交聯(lián)通常是在材料的軟化點(diǎn)之上使材料充分塑化，然后加人過氧化物類的交聯(lián)劑混合均勻，在交聯(lián)劑分解溫度以下進(jìn)行造粒和制成坯型，待用時(shí)加熱到能產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上完成固化成型。大分子之間形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即熱固性樹脂。交聯(lián)后材料各方面性能均大大提高，如耐寒、耐熱、耐磨、耐溶劑，機(jī)械強(qiáng)度、彈性上升，克服了分子間的流動(dòng)，尺寸穩(wěn)定。若交聯(lián)過程中采用輕度交聯(lián)，在保持熱塑性的前題下還提高了力學(xué)性能，這是最理想的，為這種再生交聯(lián)改性的材料再次廢棄后的利用創(chuàng)造了條件。

化學(xué)分解即通過化學(xué)的方法把廢棄塑料分解成小分子單體。這種工藝設(shè)備簡單，分解產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)、均勻、易控制，且產(chǎn)物不需要分離和純化，但只能用于單一品種的塑料，而且必須是經(jīng)過預(yù)處理的廢舊塑料?；瘜W(xué)分解可用于多種廢舊塑料，但目前只用于熱塑性聚酯類、聚氨酯類等具有極性的材料。其分解方法也有多種，主要有催化劑分解法和試劑分解法。

催化分解法是在復(fù)合催化劑的作用下，在常溫常壓下進(jìn)行分解反應(yīng)。分解產(chǎn)物為廢舊聚合物的原單體。此種分解方法工藝簡單，但對(duì)于催化劑的選用，裝載比較精細(xì)。處理聚酯所需的復(fù)合催化劑為醋酸鋰，醋酸鈣，醋酸鋅。試劑分解法中醇解應(yīng)用最為廣泛，將廢舊塑料進(jìn)行清潔干燥等預(yù)處理，破碎后送入反應(yīng)器中。分解后可獲得多元醇類產(chǎn)品。水解反應(yīng)也是一種較為方便的回收手段，使縮合反應(yīng)的逆反應(yīng)，所以水解的對(duì)象也多位縮聚物。

5.塑料包裝廢棄物的再生利用

再生塑料是依據(jù)在其使用壽命結(jié)束后仍具有回收利用價(jià)值而存在的不同形態(tài)的塑料，幾乎所有熱塑性塑料都具有回收利用價(jià)值。在合成樹脂生產(chǎn)過程中、在塑料制品和半成品生產(chǎn)加工過程中、在塑料物流過程和消費(fèi)者使用后均產(chǎn)生再生塑料。一般把合成、加工過程中產(chǎn)生的稱作消費(fèi)前塑料;把經(jīng)過流通、消費(fèi)、使用后產(chǎn)生的稱作消費(fèi)后塑料。消費(fèi)前塑料產(chǎn)生量小，品質(zhì)穩(wěn)定，再生價(jià)值大，一般在生產(chǎn)過程中就得到妥善處理，能夠完全回用。我們所說的再生塑料一般指消費(fèi)后失去使用價(jià)值的可循環(huán)利用的塑料產(chǎn)品，可以再生利用。塑料經(jīng)過回收、集中、分類、科學(xué)合理處置后可以獲得再生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。進(jìn)口廢塑料中有一部分屬國外消費(fèi)前塑料，品質(zhì)較好，價(jià)值較高，可作為再生原料應(yīng)鼓勵(lì)大量進(jìn)口。

塑料包裝廢棄物的機(jī)械處理再生利用：包括了直接再生利用及改性再生利用。

直接再生主要是指廢舊塑料經(jīng)前處理破碎后直接塑化，再進(jìn)行成型加工或造顆粒，有些情況需添加一定量的新樹脂或適當(dāng)?shù)呐浜蟿ㄈ绶览蟿?、潤滑劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、著色劑等），制成再生塑料制品的過程。它可采用現(xiàn)有技術(shù)、設(shè)備，既經(jīng)濟(jì)又高效。

機(jī)械處理再利用包括直接再生和改性再生兩大類。直接再生利用的一般過程為：預(yù)處理（分揀、清洗、脫泡等）→粉碎→沖洗攪拌→混煉均化→塑化→造?；蛟僦破烦尚?。作為直接再生來講，工藝比較簡單，操作方便、易行，所以應(yīng)用較為廣泛。但是由于制品在使用過程中的老化和再生加工中的老化，其再生制品的力學(xué)性能比新樹脂制品低，所以一般用于檔次不高的塑料制品，如農(nóng)用、工業(yè)用、建筑業(yè)用等。

塑料包裝回收再利用是一種最積極的促進(jìn)材料再循環(huán)使用的方式，即不再有加工處理的過程，而是通過清潔后直接重復(fù)再用。這是一種回收循環(huán)利用技術(shù)，它是有效節(jié)約原料資源和能源、減少包裝廢棄物產(chǎn)生量的重要手段。許多塑料包裝容器，如托盤、周轉(zhuǎn)箱、大包裝盒、塑料桶等用于運(yùn)輸包裝的硬質(zhì)、光滑、干凈、易清潔的較大容器，經(jīng)一次使用甚至多次使用仍然完好，只需稍作修整和清潔消毒就可以重復(fù)使用。其復(fù)用技術(shù)處理工藝一般為： 分類→挑選（剛用后丟棄的，基本無污染、無劃痕、透明、光滑）→水洗→酸洗→堿洗→消毒→水洗→亞硫酸氫鈉浸泡→水洗→蒸餾水洗→50℃烘干→再使用。為使瓶裝容器能多次重復(fù)使用，必須重視開發(fā)滅菌洗滌技術(shù)和重灌裝技術(shù)。如瑞典等國由于采用了先進(jìn)的滅菌洗滌技術(shù)，可使聚酯（PET）瓶重復(fù)使用達(dá)到20次，一家最大的乳品廠可使聚碳酸酯樹脂塑料瓶反復(fù)使用75次；德國近年重視開發(fā)滅酶洗滌技術(shù)，聚碳酸酯瓶罐回收復(fù)用高達(dá)100次；美國大力發(fā)展?jié)饪s洗滌用品和重灌裝技術(shù)，其織物洗滌品重灌裝已可達(dá)到40%。

直接再生利用原理簡單，但篩選工藝較為復(fù)雜。其中分為“閉合”及“非閉合”兩種。所謂“閉合”（如HDPE牛奶瓶回收后經(jīng)加工重新做回牛奶瓶），即在再生加工時(shí)加入大量新鮮同類樹脂，約90%左右，通過這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品在用途和機(jī)械運(yùn)行特征中與新鮮樹脂制品沒有明顯的區(qū)別，再生性能優(yōu)良。“非閉合”（如用HDPE牛奶瓶回收后做成洗衣店用的HDPE洗滌劑瓶，然后再次回收后又做成塑料箱）即直接加工清洗，不用或少用新鮮樹脂，在混合的工程中加入一些配合劑用以調(diào)節(jié)樹脂的物理化學(xué)性能，由于材料在上次使用過程中老化以及在再加工過程中老化，故此種再生塑料制品的力學(xué)性能相比新鮮樹脂較低。

直接再生利用又可廢棄塑料的來源及途徑分為三種方法：一是不必分檢、清洗等處理，直接破碎后塑化成型。這種方法在對(duì)塑料包裝廢棄物的使用中用于一些雖經(jīng)使用，但十分干凈，沒有任何污染的塑料容器；二是要經(jīng)過分離清洗、干燥、破碎等處理。對(duì)于沒有污染的容器，經(jīng)清洗以防破壞儀器。這種方法的對(duì)象一般為來自商品流通消費(fèi)后由不同渠道收集的包裝廢棄物，各種途徑和各種形狀的包裝容器、薄膜等；三是要經(jīng)過特別的預(yù)處理。如PS塑料緩沖材料，事先要進(jìn)行脫泡減容的處理，再輸入機(jī)器進(jìn)行處理。

將回收后的PP包裝制品進(jìn)行破碎清洗，除去上面附著的灰塵及塵埃雜質(zhì)，晾干，在加熱熔融的塑煉后，直接造粒，形成能再次加工的半成品。PP的半成品中可加入適當(dāng)?shù)脑鏊軇?，?jīng)過注塑工藝可制成各種工藝品、容器、零配件、板材等。將等量的回收PP與新的PP混合，在與10%左右的PE原料相混合，可拉成絲制成編織袋、集裝袋等，在使用中，各方面的性能與新鮮樹脂制成的同類產(chǎn)品無明顯差別?；厥蘸蟮腜S緩沖材料包裝制品經(jīng)清洗后，粉碎為?；蚰?，包裝后運(yùn)送至塑料加工廠。也可對(duì)其進(jìn)行脫泡處理，收縮后加工再用。將新鮮的PS加入到處理后的PS中，加入一定量的增塑劑，加熱熔融混煉后可制成各種塑料制品。PET 機(jī)械處理后的PET，再造后不能用于食品包裝。廢舊的PET回收處理后只能用于包裝農(nóng)藥、機(jī)油、器具、模型等。加工方法也如同其他塑料材料。在適宜的環(huán)境和工藝下，可制成聚酯纖維和服裝材料，還可加入醇、酚等原料制成油漆材料。

6.結(jié)束語

總之，塑料包裝廢棄物已嚴(yán)重地污染了環(huán)境，影響了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，危害了人類健康和動(dòng)植物的生存。世界塑料年產(chǎn)量已超過一萬噸，其中30%用于包裝。這些塑料包裝材料和容器經(jīng)一次性使用后，大部分成了固體廢棄物。塑料包裝廢棄物重量輕、體積大、數(shù)量多，難以降解，又不能隨意焚化，大多被丟棄在鐵路邊、內(nèi)河水域和城鎮(zhèn)大街小巷，日積月累便成了觸目驚心的“白色污染”帶。為此，我們必須采用的科學(xué)方法將塑料包裝廢棄物綜合治理和回收利用，這樣不僅可以避免環(huán)境污染，而且還可以節(jié)約大量的資源和能量，減少由于礦山的開采，樹林的歡伐給環(huán)境和生態(tài)平衡帶來的破壞。