探尋塑料包裝廢棄資源循環(huán)利用的新途徑

李 婷（湖北武漢市漢江化工材料公司）

探尋塑料包裝廢棄資源循環(huán)利用的新途徑

李 婷（湖北武漢市漢江化工材料公司）

塑料因其質(zhì)輕、強(qiáng)度高、方便價(jià)廉等優(yōu)良特性，在包裝材料領(lǐng)域得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，極大地方便了人們的生活。針對(duì)塑料包裝廢棄物回收利用受到社會(huì)的關(guān)注，論述了塑料包裝廢棄物的改性再生利用和再生處理循環(huán)利用技術(shù)，以及塑料包裝廢棄物的化學(xué)降解再生、化學(xué)處理再生，指出了塑料包裝廢棄物循環(huán)再生的發(fā)展前景及研發(fā)方向。

塑料包裝 廢棄資源 循環(huán)利用

前 言

塑料因其質(zhì)輕、強(qiáng)度高、方便價(jià)廉等優(yōu)良特性，在包裝材料領(lǐng)域得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，極大地方便了人們的生活。

但由于塑料制品對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重污染，因此在使用和對(duì)塑料包裝材料進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮塑料包裝材料的可降解性以及回收可能和回收途徑，政府也應(yīng)采取措施促進(jìn)可降解塑料的研究開(kāi)發(fā)，以推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，值得相關(guān)部門(mén)的關(guān)注。

一、塑料包裝廢棄物回收利用受到社會(huì)的關(guān)注

當(dāng)下，商品的增多也帶來(lái)了包裝廢棄物的增多，在這些包裝廢棄物中，塑料材料占到了首位。塑料包裝之所以發(fā)展迅速，關(guān)鍵是它在材料的性能價(jià)格比上超過(guò)了現(xiàn)今所有材料，但商品使用后包裝即被廢棄，從其回收處理的角度來(lái)說(shuō)這種材料不易回收利用且不易分解，大量的廢棄塑料會(huì)造成社會(huì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，也會(huì)由此引發(fā)眾多嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。塑料包裝廢棄物已占到廢棄塑料中的85%以上，因此回收處理與再生利用技術(shù)也越來(lái)越受到社會(huì)的重視。

塑料因質(zhì)輕、綜合性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)而一直受到社會(huì)青睞，廣泛用于工農(nóng)業(yè)及人們生活的各個(gè)方面。目前常用的塑料，包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，都是以石油化工產(chǎn)品為原料制造的。昔日被譽(yù)為“白色革命”的塑料，而今卻成為造成世界“白色污染”的罪魁。傳統(tǒng)塑料廢棄物危害多，如農(nóng)用塑料地膜的大量使用既加速了土地的侵蝕，這些塑料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不能被生物降解，也加速了有毒殺蟲(chóng)劑的流失，并對(duì)流經(jīng)地域環(huán)境造成極大的危害。

雖然塑料廢棄物可以進(jìn)行回收再利用，但由于塑料種類(lèi)眾多，需要分類(lèi)處理，增加了回收的難度，再利用率不高。因此，塑料廢棄物主要通過(guò)填埋和焚燒的方法處理。塑料廢棄物填埋會(huì)大量占用土地，影響土地的可持續(xù)利用，而且塑料生產(chǎn)過(guò)程中使用的化學(xué)添加劑（如重金屬化合物）、塑料包裝盒上殘留的食品有機(jī)物等會(huì)產(chǎn)生滲濾液，引起地下水污染。廢塑料直接進(jìn)行焚燒處理，不但產(chǎn)生大量黑煙，導(dǎo)致大量溫室氣體排入空氣中，還會(huì)分解出有毒物質(zhì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。目前市場(chǎng)上沒(méi)有完全環(huán)保的塑料制品，只是在塑料中加入一些成分后，使其相對(duì)容易降解。市場(chǎng)上的環(huán)保塑料一般采用無(wú)毒的聚烯烴樹(shù)脂，在生產(chǎn)過(guò)程中加入一定量的添加劑，如淀粉、改性淀粉或其它纖維素、光敏劑、生物降解劑等。雖然這些添加成分使塑料包裝物的穩(wěn)定性下降，可在自然環(huán)境中分解，但可降解部分僅限于淀粉、纖維素等添加成分，聚烯烴等樹(shù)脂成分仍然是無(wú)法降解的，只是以較為微小的形式分散到環(huán)境中，更難回收和處理。從某種意義上講，其對(duì)環(huán)境的潛在污染更甚于傳統(tǒng)塑料。

目前，我國(guó)已占據(jù)世界塑料大國(guó)的地位，并迅速走向世界塑料強(qiáng)國(guó)。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)年產(chǎn)塑料用合成樹(shù)脂1300多萬(wàn)噸，進(jìn)口合成樹(shù)脂1300多萬(wàn)噸，進(jìn)口300多萬(wàn)噸廢棄邊角料，作為塑料用的原料、合成樹(shù)脂的表觀消費(fèi)量已超過(guò)了3000萬(wàn)噸，加上所用的填料、助劑，塑料制品的年總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)德、日、法、意等國(guó)。目前，塑料包裝引起的“白色污染”已給我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了不良影響。

因?yàn)槠胀ㄋ芰霞捌渲鷦?、添加劑均屬高分子材料，化學(xué)結(jié)構(gòu)及性能穩(wěn)定，一般不能自行降解，也不易被細(xì)菌侵蝕，塑料包裝材料廢棄后不腐爛、不分解，會(huì)形成幾百年不腐的永久垃圾。特別是一次性塑料包裝材料的廢棄物，量大、分散、臟亂，很難收集。這些垃圾一部分被隨意丟棄散落地面，污染城市市容和環(huán)境景觀；一部分隨垃圾填埋掩土，滯留于土壤中，破壞土壤的透氣性能，降低土壤的蓄水能力，影響農(nóng)作物對(duì)水分、養(yǎng)料的吸收，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；倒入江河湖海則會(huì)污染水體，造成水生物的大量死亡，若不加以區(qū)分地焚燒處理，則有的塑料燃燒后會(huì)釋放有毒氣體，破壞臭氧層及形成酸雨，破壞生態(tài)平衡。為解決“白色污染”問(wèn)題，政府、企業(yè)和廣大科技工作者都做了許多工作。主張少用、限用、禁用的有之；提倡并制定地方法規(guī)強(qiáng)制推行降解塑料的有之；提出利用經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)消費(fèi)的也有之，遺憾的是諸多措施收效甚微。限用、禁用讓老百姓感到不便；收費(fèi)則給市民增加負(fù)擔(dān)。

事實(shí)證明，現(xiàn)代社會(huì)已離不開(kāi)塑料，截堵不如疏導(dǎo)，只有將這些塑料包裝的廢棄物回收處理或再生利用，才能解決這些廢棄物給周?chē)h(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題。用性能價(jià)格比更好的材料，用更符合時(shí)代特征的技術(shù)與方法進(jìn)行可降解塑料的開(kāi)發(fā)，加大對(duì)塑料廢棄物的回收再利用，才是解決“白色污染”的出路。其實(shí)塑料的可回收利用率是很高的，再生塑料比再生紙的能耗要低30%。即使塑料使用到不能再生了，也可以處理為無(wú)害的液體，這一技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)使用得很普遍了。

二、塑料包裝廢棄物的改性再生利用

在回收再生的過(guò)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(guò)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(zhǎng)農(nóng)用膜的使用壽命，減少使用量，降低成本。

塑料包裝廢棄物的改性再生利用，其目的是提高再生料的基本力學(xué)性能，以滿足再生專(zhuān)用制品質(zhì)量的需要。改性再生主要分為兩類(lèi)，物理改性和化學(xué)改性。

化學(xué)改性，指通過(guò)接枝、共聚等方法在分子鏈中引入其它鏈節(jié)和功能基團(tuán)，或是通過(guò)交聯(lián)劑等進(jìn)行交聯(lián)，或是通過(guò)成核劑、發(fā)泡劑進(jìn)行改性，使廢舊塑料被賦予較高的抗沖擊性能，優(yōu)良的耐熱性，抗老化性等，以便進(jìn)行再生利用。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)改變聚合物的物理、化學(xué)性質(zhì)的方法。如聚苯乙烯的硬鏈段剛性太強(qiáng)，可引進(jìn)聚乙烯軟鏈段，增加韌性；尼龍、聚酯等聚合物的端基(氨基、羧基、羥基等)，可用一元酸(苯甲酸或乙酸酐)、一元醇(環(huán)己醇、丁醇或苯甲醇等)進(jìn)行端基封閉；由多元醇與多元酸縮聚而成的醇酸聚酯耐水性及韌性差，加入脂肪酸進(jìn)行改性后可以顯著提高它的耐濕性和耐水性，彈性也相應(yīng)提高。即對(duì)塑料包裝廢棄物的化學(xué)改性，就是通過(guò)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，來(lái)改變材料的性能。從而獲得更優(yōu)良的特殊性能。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(guò)氧化物類(lèi)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)。目前國(guó)內(nèi)在這方面已開(kāi)展了較多的研究工作，用化學(xué)改性的方法把廢舊塑料轉(zhuǎn)化成高附加值的其他有用的材料，已成為當(dāng)前廢舊塑料回收技術(shù)研究的熱門(mén)領(lǐng)域，并涌現(xiàn)出了越來(lái)越多的成果。

物理改性，即通過(guò)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(wú)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(guò)程，主要是在共混塑化的過(guò)程中強(qiáng)行加入各種活化后的無(wú)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。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(wú)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(guò)程中，填料表面與樹(shù)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。采用物理方法對(duì)廢舊塑料進(jìn)行改性主要包括以下幾個(gè)方面?；罨療o(wú)機(jī)粒子的填充改性：在廢舊熱塑性塑料中加入活化無(wú)機(jī)粒子，既可降低塑料制品的成本，又可提高溫度性能，但加入量必須適當(dāng)，并用性能較好的表面活性劑處理。

廢舊塑料的增韌改性：通常使用具有柔性鏈的彈性體或共混性熱塑性彈性體進(jìn)行增韌改性，如將聚合物與橡膠、熱塑性塑料、熱固性樹(shù)脂等進(jìn)行共混或共聚。近年又出現(xiàn)了采用剛性粒子增韌改性，主要包括剛性有機(jī)粒子和剛性無(wú)機(jī)粒子。常用的剛性有機(jī)粒子有聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。

增強(qiáng)改性：使用纖維進(jìn)行增強(qiáng)改性是高分子復(fù)合材料領(lǐng)域中的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，它可將通用型樹(shù)脂改性成工程塑料和結(jié)構(gòu)材料?；厥盏臒崴苄运芰嫌美w維增強(qiáng)改性后其強(qiáng)度和模量可以超過(guò)原來(lái)的樹(shù)脂。纖維增強(qiáng)改性具有較大發(fā)展前景，拓寬了再生利用廢舊塑料的途徑。

回收塑料的合金化：2種或2種以上的聚合物在熔融狀態(tài)下進(jìn)行共混，形成的新材料即為聚合物合金，主要有單純共混、接枝改性、增容、反應(yīng)性增容、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合等方法。合金化是塑料工業(yè)中的熱點(diǎn)，是改善聚合物性能的重要途徑。

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(guò)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。

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。其工藝特點(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粒或直接成型。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(guò)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(wú)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。

廢棄塑料再生后存在一大問(wèn)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(guò)共混來(lái)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(lèi)增強(qiáng)往往使用纖維來(lái)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(guò)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(zhǎng)率會(huì)大大減小。

無(wú)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(wú)機(jī)粉體材料與合成樹(shù)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(wú)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(wú)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(shù)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(wú)機(jī)礦物是對(duì)社會(huì)的重大貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算，若在全國(guó)生產(chǎn)的300萬(wàn)噸左右的包裝塑料袋中使用無(wú)機(jī)粉體，至少可以節(jié)省70萬(wàn)噸的合成樹(shù)脂，這意味著少建一座投資上百億元的大型石油化工企業(yè)，也符合治理“白色污染”的減量化原則。從另一方面看，用源于自然又可無(wú)害地回歸自然的無(wú)機(jī)礦物代替以石油為原料的合成樹(shù)脂，本身就是對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)。

三、塑料包裝廢棄物的再生處理循環(huán)利用技術(shù)

機(jī)械處理再利用包括直接再生和改性再生兩大類(lèi)。作為直接再生來(lái)講，工藝比較簡(jiǎn)單，操作方便、易行，應(yīng)用較為廣泛。但由于制品在使用過(guò)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(shù)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?；厥昭h(huán)復(fù)用?；厥昭h(huán)復(fù)用是指沒(méi)有加工處理的過(guò)程，而是通過(guò)清潔后直接重復(fù)使用。技術(shù)處理工藝為：分類(lèi)和挑選—將符合基本要求的塑料包裝進(jìn)行水洗—酸洗—堿洗—消毒—水洗—亞硫酸氫鈉浸泡—水洗—蒸餾水洗—50℃烘干—再利用。這種方法主要是針對(duì)一些硬質(zhì)、干凈、光滑、易清洗的較大容器，如托盤(pán)、周轉(zhuǎn)箱、包裝盒及大容量的飲料瓶、盛裝液體的桶等，這些容器經(jīng)過(guò)技術(shù)處理，衛(wèi)生檢測(cè)合格后即可重復(fù)使用。

直接再生利用。廢舊塑料的直接利用系指不需進(jìn)行各類(lèi)改性，將廢舊塑料經(jīng)過(guò)清洗、破碎、塑化，直接加工成型，或與其他物質(zhì)經(jīng)簡(jiǎn)單加工制成有用制品。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(shù)脂或適當(dāng)?shù)呐浜蟿ㄈ绶览蟿?rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、著色劑等），制成再生塑料制品的過(guò)程。它可采用現(xiàn)有技術(shù)、設(shè)備，既經(jīng)濟(jì)又高效。直接再生利用的一般過(guò)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?。國(guó)內(nèi)外均對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了大量研究，且制品已廣泛應(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。例如，將廢硬聚氨酯泡沫精細(xì)磨碎后加到手工調(diào)制的清潔糊中，可制成磨蝕劑；將廢熱固性塑料粉碎、研磨為細(xì)料，再以15%、30%的比例作為填充料摻加到新樹(shù)脂中，則所得制品的物化性能無(wú)顯著變化；廢軟聚氨酯泡沫破碎為所要求尺寸碎塊，可用作包裝的緩沖填科和地毯襯里料；粗糙、磨細(xì)的皮塑料用聚氨酯粘合劑粘合，可連續(xù)加工成為板材；把廢塑料粉碎、造粒后可作為煉鐵原料，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焦炭，可大幅度減少二氧化碳的排放量。

機(jī)械性再生利用，機(jī)械性再生利用首先將塑料包裝廢棄物進(jìn)行種類(lèi)分選，根據(jù)不同材料進(jìn)行不同處理；接著進(jìn)行機(jī)械性地破碎，除去金屬等非塑料物；然后用一些溶劑對(duì)其進(jìn)行洗滌除雜；再進(jìn)行干燥；最后加工成再生顆粒。而這種再生顆粒要成為產(chǎn)品，必須解決其色澤差、異味、劣化等問(wèn)題。然后根據(jù)不同需要，摻和新的樹(shù)脂以改善品質(zhì)，或通過(guò)多層成型、層壓成型等技術(shù)來(lái)改善廢棄材料中所帶來(lái)的色澤不均及異味問(wèn)題。

機(jī)械性再生利用法可以利用的廢棄塑料包括：農(nóng)業(yè)用薄膜（PVC，PET），工業(yè)邊角廢料、PVC管，汽車(chē)部件（PP），塑料貨箱（PP，PE）以及塑料瓶（PET，PVC，PP，PE）。

下面以農(nóng)用薄膜為例，簡(jiǎn)單介紹機(jī)械性再生利用法的應(yīng)用。農(nóng)用薄膜一般使用PVC及PET，所以在分類(lèi)方面比較簡(jiǎn)單，較麻煩的是農(nóng)用薄膜上一般都粘附著一些砂土、化肥、農(nóng)藥等復(fù)合污染物。在再生過(guò)程中，首先將其剪為15cm見(jiàn)方的小片，以除去較大的雜物。由于這些薄膜上粘附著20%左右的砂土、化肥、農(nóng)藥，需將上述薄膜片在水槽中進(jìn)行雜質(zhì)分離，然后進(jìn)行粉碎，把混入的PE用水比重差分法分離，最后脫水制成軟纖維或顆粒。PVC經(jīng)脫色、去異味處理并制成顆粒后，再根據(jù)不同的需要，加入一定比例的新PVC材料制成產(chǎn)品。

機(jī)械性再生利用法是一種效果較好，無(wú)環(huán)境污染的非化學(xué)回收手段。不采用化學(xué)試劑分解，而是純物理方法，充分利用廢棄物的同時(shí)，也更好地保護(hù)了環(huán)境。相信這種方法在今后的發(fā)展中能有更好的突破。

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(wú)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(wú)機(jī)礦物回歸自然時(shí)不會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)危害。據(jù)了解，一些企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)無(wú)機(jī)粉體改性塑料環(huán)境友好材料方面取得了顯著成績(jī)。如上海林達(dá)塑料化工有限公司生產(chǎn)的林達(dá)（LD）牌光降解聚乙烯薄膜制品（袋），因符合國(guó)家環(huán)?？偩诸C布的環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求，已榮獲中國(guó)環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證證書(shū)；湖南科汛環(huán)保塑料有限公司在無(wú)機(jī)粉體改性塑料產(chǎn)業(yè)化和進(jìn)入市場(chǎng)方面也已邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。

四、塑料包裝廢棄物的化學(xué)降解再生

近年來(lái)，塑料已經(jīng)成為人類(lèi)生活不可或缺的成分。它們大多數(shù)主要是由碳、氫、氯、氮等元素組成的不可降解的聚合物。隨著人類(lèi)對(duì)高分子材料的開(kāi)發(fā)利用以及塑料制品的使用，使得聚合物廢棄物越來(lái)越多，這就對(duì)回收再生技術(shù)的要求越來(lái)越高。高密度聚乙烯是一種從石油中提取出的熱塑性聚乙烯，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，為了避免其用后的廢物污染環(huán)境，需要對(duì)其加以回收再利用。與此同時(shí)，穩(wěn)定的礦物燃料的消耗和增加的能源需求，促使研究人員與技術(shù)人員去尋求和開(kāi)發(fā)不同的能源。變廢為寶一直是一種具有重要意義的方法， 塑料廢棄物可以降解再生，利用回收的廢物轉(zhuǎn)化為燃料，滿足了能源的需求。來(lái)源于石油化工的塑料具有高熱值，通過(guò)熱催化降解可將廢舊塑料轉(zhuǎn)化成液體燃料。利用使用過(guò)的高密度聚乙烯廢料，參考特殊化學(xué)降解的高密度聚乙烯轉(zhuǎn)化成燃料的不同方法、影響因素、動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理，可以獲得有用的能量。

化學(xué)降解再生的基本原理是將廢舊塑料制品中原樹(shù)脂高聚物進(jìn)行較徹底的大分子鏈分解，使其回到低分子狀態(tài)，有的組分就是其單體，其他組分是基本有機(jī)原料，不同聚合度的小分子、化合物、燃料等高價(jià)值的化工產(chǎn)品。這種回收處理方式可以說(shuō)使自然資源的使用真正形成了一個(gè)封閉的循環(huán)圈。此種方法再生有如下優(yōu)點(diǎn)：一是分解生成的化工原料在質(zhì)量上與新的原料不分上下，可以與新料同等使用，達(dá)到了再資源化；二是具有相當(dāng)大的處理潛力，能達(dá)到真正治理塑料所形成的白色污染。所以說(shuō)此法具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是必然的發(fā)展趨勢(shì)。它可分為解聚、水解和醇解、熱裂解、氫解、氣化。其中，水解是一種既方便又經(jīng)濟(jì)的塑料回收手段。熱裂解也屬于比較有發(fā)展前景的技術(shù)，國(guó)內(nèi)外對(duì)此都極為重視。熱裂解按照所得產(chǎn)物的不同可分為油化工藝、氣化工藝及炭化工藝。

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。典型表現(xiàn)是：塑料發(fā)脆、破裂、變軟、增硬、喪失力學(xué)強(qiáng)度等，使高分子聚合物達(dá)到生命周期的終結(jié)。塑料的老化、劣化就是一種降解現(xiàn)象。但一般塑料要降解為對(duì)環(huán)境無(wú)害化（少害化）的碎片或變成CO2和水，回歸自然循環(huán)，需經(jīng)歷幾十年、上百年的時(shí)間。所以現(xiàn)在采用快速降解技術(shù)，選擇易降解的高聚碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)物制造塑料防止污染。

聚合物的降解是指因化學(xué)和物理因素引起的聚合的大分子鏈斷裂的過(guò)程。聚合物曝露于氧、水、熱光、射線、化學(xué)品、污染物質(zhì)、機(jī)械力、昆蟲(chóng)等動(dòng)物以及微生物等環(huán)境條件下的大分子鏈斷裂的降解過(guò)程被稱(chēng)為環(huán)境降解。降解使聚合物分子量下降，聚合物材料物性降低，直到聚合物材料喪失可使用性，這種現(xiàn)象也被稱(chēng)為聚合物材料的老化降解。

天然聚合物和合成聚合物兩者暴露于環(huán)境條件下都會(huì)降解，但是，在相同的環(huán)境條件下，各種聚合物，尤其是合成聚合物的降解敏感性大不相同，因而，各種聚合物的可解性也各不相同，例如，聚丙烯在光氧環(huán)境條件下易于降解，而聚苯乙烯在同樣的環(huán)境條件下難于降解，聚乙烯醇在某些微生物存在的環(huán)境條件下較易于降解，而聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯在同樣環(huán)境條件下難于降解。環(huán)境降解塑料的降解過(guò)程主要涉及生物降解、光降解和化學(xué)降解，而且，這三種主要降解過(guò)程相互間具有增效，協(xié)同和連貫作用。例如，光降解與氧化物降解常同時(shí)進(jìn)行并互相促進(jìn)，生物降解更易發(fā)生在光降解過(guò)程之后。聚合物的老化降解和聚合物的穩(wěn)定性有直接關(guān)系。聚合物的老化降解縮短塑料的使用壽命。為此，自塑料問(wèn)世以來(lái)，科學(xué)家就致力于對(duì)這類(lèi)材料的防老化，即穩(wěn)定化的研究，以制得高穩(wěn)定性的聚合物材料，而目前各國(guó)的科學(xué)家也正利用聚合物的老化降解行為競(jìng)相開(kāi)發(fā)環(huán)境降解塑料。

五、塑料包裝廢棄物的化學(xué)處理再生

化學(xué)處理再生，使直接將包裝廢棄塑料經(jīng)過(guò)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。化學(xué)處理再生利用：主要有熱分解和化學(xué)分解兩類(lèi)。

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)物主要是油類(lèi)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。熱分解的基本原理是：在缺氧條件下，將廢棄塑料包裝制品中的原樹(shù)脂高聚物利用熱能使化合物的化合鏈斷裂，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，焚燒是在充分供氧的條件下加熱有機(jī)物，使有機(jī)物完全氧化，生成穩(wěn)定的二氧化碳和水。熱分解可依所得產(chǎn)物為油、氣、固體或混合體的不同以及工藝的不同分為：油化工藝、氣化工藝及炭化工藝。熱裂解法是塑料廢棄物熱分解的主要方法，應(yīng)用較多。

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(jiǎn)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(guò)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(guò)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。

化學(xué)分解即通過(guò)化學(xué)的方法把廢棄塑料分解成小分子單體?；瘜W(xué)分解法是將塑料包裝廢棄物進(jìn)行水解或醇解的過(guò)程，可將其分解為單體或相對(duì)分子質(zhì)量較小的物質(zhì)，使其成為新的高分子生產(chǎn)原料。其特點(diǎn)是：分解產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)、均勻、易控制，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，且產(chǎn)物不需要分離和純化，生產(chǎn)設(shè)備投資少。此法對(duì)塑料的純度要求較高，只能用于單一品種的塑料，而且必須是經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢舊塑料，不適用于混雜型廢舊塑料制品，目前，化學(xué)分解主要用于聚氨醋、熱塑性聚脂、聚酞胺等極性類(lèi)廢舊塑料?；瘜W(xué)分解可用于多種廢棄塑料，但目前只用于熱塑性聚酯類(lèi)、聚氨酯類(lèi)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(jiǎn)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(lèi)產(chǎn)品。水解反應(yīng)也是一種較為方便的回收手段，是縮合反應(yīng)的逆反應(yīng)，所以水解的對(duì)象也多為縮聚物。由于這些分子中具有羥基形成的眾多氫鍵，分子間作用力強(qiáng)，故可作為塑料材料，但也由于它的基團(tuán)具有親水性或易水解性，其最終產(chǎn)物為葡萄糖。廢棄材料的應(yīng)用PP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(guò)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(shù)脂制成的同類(lèi)產(chǎn)品無(wú)明顯差別?；厥蘸蟮腜S緩沖材料包裝制品經(jīng)清洗后，粉碎為粒或末，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。

六、塑料包裝廢棄物循環(huán)再生的發(fā)展前景及研發(fā)方向

我國(guó)汽車(chē)塑料平均使用量達(dá)70kg，年消費(fèi)40多萬(wàn)噸。汽車(chē)用塑料品種有：PU、ABS、PAPVC、PP、PE、POM等。隨著汽車(chē)報(bào)廢量逐年增加，車(chē)用塑料和家電及電子電器塑料量一樣穩(wěn)步增加，其回收再生利用一樣成為廢塑料來(lái)源的重點(diǎn)，處理原則類(lèi)似。我國(guó)的汽車(chē)塑料年需用量將達(dá)80萬(wàn)噸左右。因此，對(duì)報(bào)廢汽車(chē)塑料件的回收、再生利用來(lái)說(shuō)任務(wù)將越來(lái)越艱巨。塑料包裝年消費(fèi)量超過(guò)700萬(wàn)噸，此外還有一些回收價(jià)值不大或者回收成本高、處置難度較大的如塑料復(fù)合、地膜、一次性塑料制品、超薄包裝材料等對(duì)環(huán)境的影響也不容忽視。

我國(guó)國(guó)內(nèi)廢塑料年回收量已高達(dá)1500萬(wàn)噸，進(jìn)口廢塑料也達(dá)到900萬(wàn)噸。廢塑料行業(yè)規(guī)模較大，但大中型廢塑料回收再生企業(yè)數(shù)量仍不多，從事塑料回收再生加工的多以小企業(yè)為主，目前至少有2萬(wàn)多家，大多分布在城鄉(xiāng)結(jié)合處及周邊。從各地政府今年的動(dòng)作來(lái)看，未來(lái)廢塑料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)將是：由低質(zhì)量、高能耗向高質(zhì)量、低能耗、多品種、精細(xì)分類(lèi)、高技術(shù)的方向發(fā)展，再生塑料回收再利用加工交易市場(chǎng)將逐步走向規(guī)范經(jīng)營(yíng)，提高產(chǎn)業(yè)聚集度，進(jìn)行規(guī)?；l(fā)展。塑料包裝廢棄物化學(xué)降解再生的發(fā)展趨勢(shì)如下：

根據(jù)不同用途及環(huán)境條件，進(jìn)一步深化研究，并通過(guò)分子設(shè)計(jì)研究，改進(jìn)配方，開(kāi)發(fā)準(zhǔn)時(shí)可控性環(huán)境降解塑料，已成為許多國(guó)家的重點(diǎn)攻關(guān)課題。積極研究開(kāi)發(fā)高效價(jià)廉光敏劑、氧化劑、生物誘發(fā)劑、降解促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑等，進(jìn)一步提高準(zhǔn)時(shí)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與淀粉、纖維素或無(wú)機(jī)材料填充共混或合金化技術(shù)，以及完全生物降解塑料與天然材料涂覆層復(fù)合技術(shù)為熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)。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矚目，從而成為環(huán)境適性材料的又一熱點(diǎn)。為加速降解塑料的發(fā)展，各國(guó)正致力于加速研究和建立統(tǒng)一的降解塑料的定義、降解機(jī)理、評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。探索及培育能降解普通塑料的菌株，使廣泛使用的普通塑料用后具有易降解性，以適應(yīng)環(huán)保要求。同時(shí)十分重視培育可生產(chǎn)聚酯的生物性植物等，以降低生物降解塑料的成本，有利于推廣應(yīng)用。

降解塑料是指一類(lèi)其制品的各項(xiàng)性能可滿足使用要求，在保存期內(nèi)性能不變，而使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)的塑料，因此，也被稱(chēng)為可環(huán)境降解塑料。

環(huán)境降解塑料是一類(lèi)新型的塑料品種，國(guó)外開(kāi)發(fā)可環(huán)境降解的塑料始于70年代，當(dāng)時(shí)主要開(kāi)發(fā)光降解塑料，目的在于解決塑料廢棄物，尤其是一次性塑料包裝制品帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，至80年代時(shí)，開(kāi)發(fā)研究轉(zhuǎn)向以生物降解塑料為主，而且，也出現(xiàn)了不用石油而用可再生資源，如植物淀粉和纖維素，動(dòng)物甲殼質(zhì)等為原料生產(chǎn)的生物降解塑料。另外，也開(kāi)發(fā)了用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的生物降解塑料。一類(lèi)早已臨床應(yīng)用的能為生物降解的醫(yī)用塑料，如聚乳酸也引起了人們的注意，希望能用它來(lái)解決塑料的環(huán)境污染問(wèn)題。環(huán)境降解塑料的降解過(guò)程主要涉及生物降解，光降解和化學(xué)降解，這三種主要降解過(guò)程相互間具有增效、協(xié)同和連貫作用。例如，光降解與氧化物降解常同時(shí)進(jìn)行并互相促進(jìn)；生物降解更易發(fā)生在光降解過(guò)程之后。

降解塑料的用途主要有兩個(gè)領(lǐng)域：一是原來(lái)使用普通塑料的領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域，使用或消費(fèi)后的塑料制品難于收集回對(duì)環(huán)境造成危害，如農(nóng)用地膜和一次性塑料包裝；二是以塑料代替其他材料的領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域使用降解塑料可帶來(lái)方便，如高爾夫球場(chǎng)用球釘，熱帶雨林造林用苗木固定材料。具體應(yīng)用領(lǐng)域如下：農(nóng)林漁業(yè)、地膜、保水材料、育苗缽、苗床、繩網(wǎng)、農(nóng)藥和農(nóng)肥緩釋材料；包裝業(yè)、購(gòu)物袋、垃圾袋、堆肥袋、一次性餐盒、方便面碗、緩沖包裝材料；日用雜貨、一次性餐具（刀、叉、筷子）玩具、一次性手套、一次性餐布；體育用品、高爾夫球場(chǎng)球釘和球座；衛(wèi)生用品、婦女衛(wèi)生用品、嬰兒尿布、醫(yī)用褥墊；醫(yī)藥用材、繃帶、夾子、棉簽用小棒、手套、藥物緩釋材料；以及手術(shù)縫合線和骨折固定材料。

降解塑料是塑料家族中帶降解功能的一類(lèi)新材料，它在用前或使用過(guò)程中，與同類(lèi)普通塑料具有相當(dāng)或相近的應(yīng)用性能和衛(wèi)生性能，而在完成其使用功能后，能在自然環(huán)境條件下較快地降解成為易于被環(huán)境消納的碎片或碎末，并隨時(shí)間的推移進(jìn)一步降解成為CO2和水，最終回歸自然。目前可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料和同時(shí)具有可控光降解與生物降解雙重降解功能的塑料。

可降解塑料是為了保護(hù)環(huán)境而開(kāi)發(fā)的，具有很大的意義。可降解塑料的優(yōu)良性能顯而易見(jiàn)，有廣闊的發(fā)展前景。可降解塑料母料的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)對(duì)發(fā)展、推廣可降解塑料有很大的促進(jìn)作用。因?yàn)榭山到馑芰夏噶吓c相應(yīng)的聚合物共混生產(chǎn)可降解塑料無(wú)須改變?cè)芰铣尚图庸み^(guò)程。具有廣泛的實(shí)用性?？山到馑芰系难芯壳〉胶锰幍倪m應(yīng)了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，能夠適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，利用高分子材料進(jìn)行化學(xué)、生物的方法合成出光/生物可降解塑料是我們的研究開(kāi)發(fā)的主要方向。我們能夠利用這些高分子合成方法合成出我們所需要的材料——可降解塑料。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)講，廢棄塑料包裝材料再生利用的方法主要有：回收循環(huán)復(fù)用，機(jī)械性再生利用，化學(xué)性再生利用，回收能量和生物降解利用等。以上常用的塑料廢棄物的回收再生工藝，以及廢棄材料的應(yīng)用，這些方法已在很多較發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用多年，我國(guó)在塑料廢棄物的回收再生利用方面相對(duì)比較薄弱，但近些年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，塑料廢棄物的日益增多，由這些廢棄物引起的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注塑料材料的再生問(wèn)題，經(jīng)這些曾經(jīng)污染環(huán)境的廢棄物回收處理，形成原材料，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也節(jié)省了大量的自然資源，將廢棄塑料重新做回商品循環(huán)使用利國(guó)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