塑料降解回收再利用技術(shù)分析

曹海俠

(界首市市場監(jiān)督檢驗所，安徽 界首 236500)

我國塑料制造產(chǎn)業(yè)一直處于快速發(fā)展的時期，人們對于塑料產(chǎn)品的需求日益增多。隨著我國綠色發(fā)展戰(zhàn)略的提出，塑料使用問題受到越來越多社會領(lǐng)域的關(guān)注?？山到馑芰蠎?yīng)運而生，在一定程度上緩解了不可降解塑料帶來的“白色污染”，與此同時塑料回收再利用技術(shù)也日趨成熟，使人們可以繼續(xù)享受塑料產(chǎn)品的優(yōu)勢。

調(diào)查顯示，2019年1月-2019年11月期間，全國塑料制品產(chǎn)品高達7 199.5萬t，相比于去年增加了一千多萬噸，整個塑料制品行業(yè)保持穩(wěn)定發(fā)展。塑料制品的繁榮也意味著生態(tài)污染將進一步加劇，需要國家和社會高度警惕。2020年1月，國家發(fā)展改革委聯(lián)合生態(tài)環(huán)境部頒布了《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》，內(nèi)容顯示我國將在部分地區(qū)率先禁止和限制塑料制品的生產(chǎn)、銷售和使用，預(yù)計將在2022年末實現(xiàn)塑料制品的生產(chǎn)使用大幅度下降。除了掐斷塑料制品的產(chǎn)生源頭之外，我國政府和各類環(huán)保研究機構(gòu)還應(yīng)該從塑料回收和再利用技術(shù)上做文章，利用前沿的科學(xué)技術(shù)探索更加優(yōu)質(zhì)和高效的廢舊塑料回收再利用路徑，在放棄額外大量增加塑料制品數(shù)量的基礎(chǔ)上提升塑料的利用率。

1 常見的可降解塑料類型

1.1 光降解塑料

光降解塑料是一種在光照條件下能發(fā)生降解反應(yīng)的塑料材質(zhì)，其應(yīng)用原理主要為兩類：①使用一氧化碳、乙烯等一系列烯烴組成特定的聚合物作為塑料的主要原材料，當聚合物中的含羰基等發(fā)色基團、弱鍵等受到光線中的紫外線之類的較長波長的光能照射，其分子相互之間的鏈接會自行分解，從而引發(fā)降解現(xiàn)象。②在原先塑料材料中混入二苯甲酮這類光敏劑，當塑料吸收300nm以上波長的光線時，其內(nèi)部的光敏劑就會與其他相鄰的分子發(fā)生脫氫反應(yīng)，降低內(nèi)部分子量，而反應(yīng)產(chǎn)生的能量為光降解提供條件。雖然光降解塑料的光照條件十分容易得到滿足且不需要耗費降解成本，但是并不是每個區(qū)域都能有長時間充足的光照條件，因此該塑料只能被應(yīng)用于多光照地區(qū)，難以進行廣泛推廣。

1.2 生物降解塑料

生物降解塑料是人們巧妙利用大自然的物質(zhì)循環(huán)特性構(gòu)思出的降解塑料。理想狀態(tài)下，當廢棄的塑料長時間被放置在一片區(qū)域內(nèi)，其本身被生態(tài)環(huán)節(jié)中的分解者們完全分解成為二氧化碳、甲烷、水以及各類元素無機鹽等自然物質(zhì)進行自然界的循環(huán)系統(tǒng)，符合資源循環(huán)利用的理念。生物降解塑料具備較好的降解性，主要被應(yīng)用于商品的軟硬包裝膜和一次性用具領(lǐng)域。但該類降解材料存在明顯的缺陷：①生物降解塑料的承重能力相比于傳統(tǒng)的塑料較低，無法包裝重量過大的物件，且經(jīng)不起反復(fù)使用。②生物降解塑料的成品是非透明的，顏色暗淡泛黃，影響包裝的美感，不符合大眾的審美，很難受到大眾喜歡。③相較于其他塑料，生物降解塑料成本更高，這使得許多商家不愿意虧損利益替代原本使用的塑料，導(dǎo)致該塑料得不到有效推廣。

1.3 二氧化碳基降解塑料

二氧化碳基降解塑料是在上述生物降解塑料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，其本質(zhì)還是通過自然界的微生物將塑料分解成二氧化碳進入自然循環(huán)，但解決了原本生物降解塑料成本過高的問題，主要原材料取自于空氣中的二氧化碳以及一些單體碳物質(zhì)，十分廉價。其制作原理是利用一些特定的高活性催化劑將二氧化碳和一些單體物質(zhì)進行加速作用，共聚成為聚合物，這些聚合物根據(jù)所需塑料產(chǎn)品參數(shù)進行相應(yīng)的處理改造，便可以得到具有指定性能的二氧化碳基生物降解塑料。二氧化碳基降解塑料作為一種低成本降解塑料，對環(huán)境實現(xiàn)了零污染，同時還可以緩解地球溫室效應(yīng)，具有廣闊的發(fā)展前景。

1.4 淀粉基降解塑料

淀粉基降解塑料其實也是另一種形式的生物塑料，其有別于二氧化碳基塑料之間的區(qū)別便是使用淀粉作為主要原材料。淀粉本身是一種高分子的聚合物，研究人員需要利用特定的材料與淀粉混合加工，將淀粉內(nèi)的羥基進行酯化、醚化，弱化淀粉大分子之間的相互作用力，改變淀粉的化學(xué)性質(zhì)，再加入其他聚合物材料加工，便形成了淀粉基降解塑料。淀粉原材料成本較低，且來源豐富，具有可再生性。由淀粉制成的淀粉基降解塑料能被微生物完全分解，且分解所得的各類物質(zhì)是較好的肥料。因此淀粉基降解塑料廢棄物常使用填埋法和堆肥法的方式進行處理，具有極高的環(huán)保和再利用價值。

2 廢舊塑料回收再利用實際應(yīng)用

2.1 廢舊塑料的分離

經(jīng)由各個渠道收集而來的廢舊塑料堆積物通常是由多種不同類型的塑料混合而成。如果將這些混合廢舊塑料進行統(tǒng)一處理，再生成新的混合塑料，不僅得到的成品不穩(wěn)定，其性能也會有一定程度的減弱。因此廢舊塑料處理的第一步便是將不同類型的廢舊塑料分離，獲得純度較高的單一塑料，進行分類回收?，F(xiàn)有的廢舊塑料分離方法主要有以下幾種：①人工分離法。工作人員依靠識別不同類型塑料的材質(zhì)、透明度、手感等特點手工進行塑料分離。這種分離方法適用于小規(guī)模的塑料分離處理，為社會提供了眾多工作崗位，但是其分離效率和質(zhì)量完全取決于分離人員的專業(yè)素質(zhì)和工作經(jīng)驗，分離成果容易出現(xiàn)差錯，現(xiàn)已慢慢被社會淘汰。②密度分離法。不同原材料構(gòu)成的塑料其本身的密度也是不同的，工作人員選取密度介于不同塑料材質(zhì)密度之間的溶液，將廢舊塑料混合物浸入其中，塑料會自行上浮或下沉并停留在某一區(qū)間內(nèi)。工作人員可以根據(jù)上浮或下沉的程度來判斷塑料的種類。密度分離法不僅僅局限于在溶液中完成，近年來也衍生出了空氣分析、離心分離等技術(shù)，可以更加高效地完成廢舊塑料的分離工作。③光分離法。廢舊塑料中的物質(zhì)遇到特定的光會呈現(xiàn)不同的顏色和透明度。工作人員通常使用多種光介質(zhì)對廢舊塑料進行掃描，根據(jù)反饋的顏色來辨別不同塑料的種類。這種方法可以在復(fù)雜的廢物堆中精準找出指定塑料，實現(xiàn)塑料分離，受到一部分企業(yè)青睞。

2.2 廢舊塑料的回收

廢舊塑料的回收工作是指將廢舊塑料的剩余價值通過某一方式轉(zhuǎn)換成新的資源或者產(chǎn)品，賦予其嶄新的價值。廢舊塑料的回收手段主要分為機械回收和化學(xué)回收兩類。機械回收是采取分離、清洗、碾碎、重塑等物理的手段對廢舊塑料進行再加工，重新投入市場使用。這類回收方法成本較低，且工藝簡單，常用于做單一類型的較為完整的廢舊塑料處理。而化學(xué)回收手段通常是對廢舊塑料進行焚燒或者化學(xué)分解，通過焚燒產(chǎn)生的熱量和分解回收物質(zhì)來實現(xiàn)資源的再利用。由于焚燒塑料會使部分塑料產(chǎn)生有毒物質(zhì)，對于環(huán)境的污染較大，一般不建議使用直接焚燒手段進行回收處理。相比之下，化學(xué)分解回收就比較環(huán)保，且適用于目前大部分可降解塑料，被眾多國家和企業(yè)使用。

2.3 廢舊塑料資源再利用

廢舊塑料資源再利用是一個統(tǒng)籌全局的過程，其內(nèi)容眾多，流程復(fù)雜，需要多個企業(yè)和部門共同合作參與。塑料產(chǎn)品制造廠商要充分考慮產(chǎn)品的使用周期和污染能力，從設(shè)計到加工到出產(chǎn)的全部環(huán)節(jié)都要堅持綠色環(huán)保理念，并對制造不同的塑料制品進行可回收標注，方便后續(xù)回收工作的進行。相關(guān)回收企業(yè)要建立一條完整的塑料分離、回收、再利用的產(chǎn)業(yè)鏈，高質(zhì)量、高效率地完成塑料回收利用工作，在提高塑料利用率的基礎(chǔ)上獲取想要的利益，從而促進該行業(yè)蓬勃發(fā)展。而政府要成為制造廠商、回收企業(yè)、社會之間的溝通橋梁，強化不同單位的合作關(guān)系，使得塑料資源再利用成為全國共識。

3 結(jié)束語

在我國全民環(huán)保的浪潮下，塑料的回收再利用對我國實施綠色發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的意義。政府和環(huán)保研究機構(gòu)要加大塑料研究資金的投入，積極研發(fā)不同類型實用且無污染的可降解塑料，規(guī)范廢舊塑料的分離、回收流程環(huán)節(jié)，提高塑料的回收再利用效率和質(zhì)量。