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塑料包装废弃物的再生处理循环利用技术

时间:2018-03-04 14:50:27    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]   众所周知,来源于石油化工的塑料具有高热值,通过热催化降解可将废旧塑料转化成液体燃料。利用使用过的高密度聚乙烯废料,参考特殊化学降解的高密度聚乙烯转化成燃料的不同方法、

众所周知,来源于石油化工的塑料具有高热值,通过热催化降解可将废旧塑料转化成液体燃料。利用使用过的高密度聚乙烯废料,参考特殊化学降解的高密度聚乙烯转化成燃料的不同方法、影响因素、动力学和反应机理,可以获得有用的能量。

近些年来,随着塑料工业的持续高速发展,塑料包装得到了广泛的应用。但由于塑料包装废弃物的日益增多,白色污染问题已对生态环境造成了严重影响。在使用和对塑料包装材料进行生态设计时,用性能价格比更好的材料,用更符合时代特征的技术与方法进行可降解塑料的开发,加大对塑料废弃物的回收再利用已成为当务之急。

塑料包装废弃物机械处理分类及再利用工艺

机械处理再利用包括直接再生和改性再生两大类。作为直接再生来讲,工艺比较简单,操作方便、易行,所以应用较为广泛。但是由于制品在使用过程中的老化和再生加工中的老化,其再生制品的力学性能比新树脂制品低,所以一般用于档次不高的塑料制品,如农用、工业用、建筑业用等。回收循环复用是指没有加工处理的过程,而是通过清洁后直接重复使用。技术处理工艺为:分类和挑选符合基本要求的塑料包装进行水洗—酸洗—碱洗—消毒—水洗—亚硫酸氢钠浸泡—水洗—蒸馏水洗—50℃烘干—再利用。这种方法主要是针对一些硬质、干净、光滑、易清洗的较大容器,如托盘、周转箱、包装盒及大容量的饮料瓶、盛装液体的桶等,这些容器经过技术处理,卫生检测合格后即可重复使用。

废旧塑料的直接利用系指不需进行各类改性,将废旧塑料经过清洗、破碎、塑化,直接加工成型,或与其他物质经简单加工制成有用制品。废旧塑料经前处理破碎后直接塑化,再进行成型加工或造颗粒,有些情况需添加一定量的新树脂或适当的配合剂(如防老剂、润滑剂、稳定剂、增塑剂、着色剂等),制成再生塑料制品的过程。它可采用现有技术、设备,既经济又高效。直接再生利用的一般过程为:预处理(分拣、清洗、脱泡等)→粉碎→冲洗搅拌→混炼均化→塑化→造粒或再制品成型。国内外均对该技术进行了大量研究,且制品已广泛应用于农业、渔业、建筑业、工业和日用品等领域。例如,将废硬聚氨酯泡沫精细磨碎后加到手工调制的清洁糊中,可制成磨蚀剂:将废热固性塑料粉碎、研磨为细料,再以15%、30%的比例作为填充料掺加到新树脂中,则所得制品的物化性能无显著变化:废软聚氨酯泡沫破碎为所要求尺寸碎块,可用作包装的缓冲填科和地毯衬里料:粗糙、磨细的皮塑料用聚氨酯黏合剂黏合,可连续加工成为板材:把废塑料粉碎、造粒后可作为炼铁原料,以代替传统的焦炭,可大幅度减少二氧化碳的排放量。

机械性再生利用塑料包装废弃物的应用

机械性再生利用首先将塑料包装废弃物进行种类分选,根据不同材料进行不同处理;接着进行机械性地破碎,进一步除去金属等非塑料物;然后用一些溶剂对其进行洗涤除杂;再进行干燥;最后加工成再生颗粒。而这种再生颗粒要成为产品,必须解决其色泽差、异味、劣化等问题。然后根据不同需要,掺和新的树脂以改善品质,或通过多层成型、层压成型等技术来改善废弃材料中所带来的色泽不均及异味问题。

机械性再生利用法可以利用的废弃塑料包括:农业用薄膜(PVC、PET),工业边角废料,PVC管,汽车部件(PP),塑料貨箱(PP、PE)以及塑料瓶(PET、PVC、PP、PE)。

下面以农用薄膜为例,简单介绍机械性再生利用法的应用。农用薄膜一般使用PVC及PET,所以在分类方面比较简单,较麻烦的是农用薄膜上一般都粘附着一些砂土、化肥、农药等复合污染物。在再生过程中,首先将其剪为15cm见方的小片,以除去较大的杂物。由于这些薄膜上粘附着20%左右的砂土、化肥、农药,需将上述薄膜片在水槽中进行杂质分离,然后进行粉碎,把混入的PE用水比重差分法分离,最后脱水制成软纤维或颗粒。PVC经脱色、去异味处理并制成颗粒后,再根据不同的需要,加入一定比例的新PVC材料制成产品。

机械性再生利用法是一种效果较好,无环境污染的非化学回收手段。不采用化学试剂分解,而是纯物理方法,充分利用废弃物的同时,也更好地保护了环境。相信这种方法在今后的发展中能有更好的突破。

在废弃和回收方面,土壤中的水与二氧化碳对填埋的高分子材料几乎不起作用,但对塑料制品中的无机矿物粉末有迅速的侵蚀作用,生成物有一定的水溶性,脱离塑料制品的后留下微孔,可以大大增加塑料制品的触氧面积,有利于制品的老化和崩解。而在塑料被填埋后,碳酸钙、白云石、滑石粉等无机矿物回归自然时不会给生态环境带来危害。

据了解,一些企业已经在生产无机粉体改性塑料环境友好材料方面取得了显著成绩。如上海林达塑料化工有限公司生产的林达(LD)牌光降解聚乙烯薄膜制品(袋),因符合国家环保总局颁布的环境标志产品技术要求,已荣获中国环境标志产品认证证书;湖南科汛环保塑料有限公司在无机粉体改性塑料产业化和进入市场方面也迈出了坚实的步伐。

塑料包装废弃物化学降解再生的发展趋势

我国汽车塑料平均使用量达70kg,年消费40多万吨。汽车用塑料品种有:PU、ABS、PA、PVC、PP、PE、POM等。随着汽车报废量逐年增加,车用塑料和家电及电子电器塑料量一样稳步增加,其回收再生利用一样成为废塑料来源的重点,处理原则类似。我国的汽车塑料年需用量将达80万吨左右。因此,对报废汽车塑料件的回收、再生利用来说任务将越来越艰巨。塑料包装年消费量超过700万吨,此外还有一些回收价值不大或者回收成本高、处置难度较大的如塑料复合、地膜、一次性塑料制品、超薄包装材料等对环境的影响也不容忽视。

我国国内废塑料年回收量已高达1500万吨,进口废塑料也达到900万吨。废塑料行业规模较大,但大中型废塑料回收再生企业数量仍不多,从事塑料回收再生加工的多以小企业为主,目前至少有2万多家,大多分布在城乡结合处及周边。从各地政府今年的动作来看,未来废塑料行业的发展趋势将是:由低质量、高能耗向高质量、低能耗、多品种、精细分类、高技术的方向发展,再生塑料回收再利用加工交易市场将逐步走向规范经营,提高产业聚集度,进行规模化发展。塑料包装废弃物化学降解再生的发展趋势如下:endprint

根据不同用途及环境条件,进一步深化研究,并通过分子设计研究,改进配方,开发准时可控性环境降解塑料,已成为许多国家的重点攻关课题。积极研究开发高效价廉光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂等,进一步提高准时可控性、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与淀粉、纤维素或无机材料填充共混或合金化技术,以及完全生物降解塑料与天然材料涂覆层合技术为热点中的热点。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瞩目,从而成为环境适性材料的又一热点。为加速降解塑料的发展,各国正致力于加速研究和建立统一的降解塑料的定义、降解机理、评价方法和标准。探索及培育能降解普通塑料的菌株,使广泛使用的普通塑料用后具有易降解性,以适应环保要求。同时十分重视培育可生产聚酯的生物性植物等,以降低生物降解塑料的成本,有利于推广应用。

降解塑料是指其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料,因此也被称为可环境降解塑料。环境降解塑料是一类新型的塑料品种,国外开发可环境降解的塑料始于20世纪70年代,当时主要开发光降解塑料,目的在于解决塑料废弃物,尤其是一次性塑料包装制品带来的环境污染问题,至20世纪80年代时,开发研究转向以生物降解塑料为主,而且也出现了不用石油而用可再生资源,如植物淀粉和纤维素,动物甲壳质等为原料生产的生物降解塑料。另外,也开发了用微生物发酵生产的生物降解塑料,是一类早已临床应用的能为生体降解的医用塑料,如聚乳酸也引起了人们的注意,希望能用它来解决塑料的环境污染问题。环境降解塑料的降解过程主要涉及生物降解,光降解和化学降解,这3种主要降解过程相互间具有增效、协同和连贯作用。例如,光降解与氧化物降解常同时进行并互相促进;生物降解更易发生在光降解过程之后。

降解塑料的用途及主要领域

降解塑料的用途主要有两个领域:一是原来使用普通塑料的领域。在这些领域,使用或消费后的塑料制品难以收集会对环境造成危害,如农用地膜和一次性塑料包装,二是以塑料代替其他材料的领域。在这些领域使用降解塑料可带来方便,如高尔夫球场用球钉,热带雨林造林用苗木固定材料。具体应用领域如下:农林渔业、地膜、保水材料、育苗缽、苗床、绳网、农药和农肥缓释材料;包装业、购物袋、垃圾袋、堆肥袋、一次性餐盒、方便面碗、缓冲包装材料;日用杂货、一次性餐具(刀、叉、筷子)玩具、一次性手套、一次性餐布、体育用品、高尔夫球场球钉和球座;卫生用品、妇女卫生用品、婴儿尿布、医用褥垫、医药用材、绷带、夹子、棉签用小棒、手套、药物缓释材料,以及手术缝合线和骨折固定材料。

降解塑料是塑料家族中带降解功能的一类新材料,它在用前或使用过程中,与同类普通塑料具有相当或相近的应用性能和卫生性能,而在完成其使用功能后,能在自然环境条件下较快地降解成为易于被环境消纳的碎片或碎末,并随时间的推移进一步降解成为二氧化碳和水,最终回归自然。目前,可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料和同时具有可控光降解与生物降解双重降解功能的塑料。可降解塑料是为了保护环境而开发的,具有很大的意义。可降解塑料的优良性能显而易见,有广阔的发展前景。可降解塑料母料的研究,开发和生产对发展,推广可降解塑料有很大的促进作用。因为可降解塑料母料与相应的聚合物共混生产可降解塑料无须改变原塑料成型加工过程。具有广泛的实用性。可降解塑料的研究恰到好处的适应了我国的可持续发展战略,能够适应社会的发展,利用高分子材料进行化学、生物的方法合成出光/生物可降解塑料是我们的研究开发的主要方向。我们能够利用这些高分子合成方法合成出我们所需要的材料——可降解塑料。

结束语

总的来讲,废弃塑料包装材料再生利用的方法主要有:回收循环复用,机械性再生利用,化学性再生利用,回收能量和生物降解利用等。以上常用的塑料废弃物的回收再生工艺,以及废弃材料的应用,这些方法已在很多较发达国家应用多年,我国在塑料废弃物的回收再生利用方面相对比较薄弱,但近些年,随着我国经济的快速发展,塑料废弃物的日益增多,由这些废弃物引起的环境污染问题也日益严重,越来越多的人开始关注塑料材料的再生问题,经这些曾经污染环境的废弃物回收处理,形成原材料,在保护环境的同时也节省了大量的自然资源,将废弃塑料重新做回商品循环使用利国利民。

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