塑料包裝廢棄物的再生處理循環(huán)利用技術(shù)

李婷

眾所周知，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。

近些年來(lái)，隨著塑料工業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，塑料包裝得到了廣泛的應(yīng)用。但由于塑料包裝廢棄物的日益增多，白色污染問(wèn)題已對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。在使用和對(duì)塑料包裝材料進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，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已成為當(dāng)務(wù)之急。

塑料包裝廢棄物機(jī)械處理分類(lèi)及再利用工藝

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，所以應(yīng)用較為廣泛。但是由于制品在使用過(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。

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)的皮塑料用聚氨酯黏合劑黏合，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)械性再生利用塑料包裝廢棄物的應(yīng)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，進(jìn)一步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)方面也邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。

塑料包裝廢棄物化學(xué)降解再生的發(fā)展趨勢(shì)

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、PA、PVC、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：endprint

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。

降解塑料是指其制品的各項(xiàng)性能可滿(mǎn)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20世紀(jì)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20世紀(jì)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，是一類(lèi)早已臨床應(yīng)用的能為生體降解的醫(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3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。

降解塑料的用途及主要領(lǐng)域

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)后的塑料制品難以收集會(huì)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(xiàn)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)一步降解成為二氧化碳和水，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?？山到馑芰夏噶系难芯浚_(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。可降解塑料的研究恰到好處的適應(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。endprint