塑料包裝廢棄物的回收再生工藝綜述
2013-09-02 10:35 來源：世界再生網 責編：錢瑩
- 摘要：
- 商品的增多也帶來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。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圍環境帶來的污染問題。
【CPP114】訊：商品的增多也帶來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。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圍環境帶來的污染問題。
隨著經濟的發展，包裝也越來越受到人們的重視，現在產品的包裝已成為商品不可缺少的一部分。塑料有良好的物理、化學性能，具有較好的力學性能、可隨意造型、良好的印刷性等優點，成為包裝商品的首選。目前，全球每年的塑料產量超過1億噸，包裝占到了整個市場的30%以上。
塑料包裝之所以發展迅速，關鍵是它在材料的性能價格比上超過了現今的所有材料，但商品使用后，包裝即被廢棄，從其回收處理的角度來說，這種材料不易回收利用，且不易分解，大量的廢棄塑料會造成社會環境的嚴重污染，也會由此引發眾多嚴重的社會問題。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也越來越受到社會的關注。
塑料包裝廢棄物的處理方法基本上可分為填埋、焚燒及回收再生利用
填埋
填埋方法簡單，不需要投資，不需要任何設備，深埋后也不會對地表產生污染或危害地表植被，能最快的速度解決這種材料對環境的污染。但這種方法久之會占用大量土地，被深埋后，由于隔絕空氣、陽光，塑料不易被風化分解，多了會造成地下水的污染，阻礙地下水流動的下滲。在進行填埋前，可將這些廢棄物粉碎為小碎片以加速其在地下分解風化的速度�，F今所謂的環保型塑料包裝也是利用這個原理，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。
焚燒
焚燒法可將不能再次利用的混雜塑料紙與焚燒爐中焚化，由其產生的大量熱量克再次充分利用。焚燒后塑料的體積可減少到以前的10%一下，且易于分解。但應注意的事，焚燒的過程中會產生大量的有害氣體，對環境及人體造成危害，所以對于廢氣及殘渣的處理應符合一定的標準。
回收再生利用
“回收再生利用”是一種最積極的促進材料再循環使用的方式，是保護資源，保護生態環境的最有效處理方法。
回收可循環使用(復用)
這種方法主要針對硬質、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。
其工藝大致如下：
分裂篩選水洗亞硫酸氫鈉侵泡水洗蒸餾水洗
五十度烘干相應的衛生檢驗循環再用
再生技術(二次利用)
機械處理再生利用：包括了直接再生利用及改性再生利用。
直接再生利用原理簡單，但篩選工藝較為復雜。其中分為“閉合”及“非閉合”兩種。所謂“閉合”(如HDPE牛奶瓶回收后經加工重新做回牛奶瓶)，即在再生加工時加入大量新鮮同類樹脂，約90%左右，通過這種方法生產的產品在用途和機械運行特征中與新鮮樹脂制品沒有明顯的區別，再生性能優良。
“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節樹脂的物理化學性能，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
1.不必分檢、清洗等處理，直接破碎后塑化成型。這種方法在對塑料包裝廢棄物的使用中用于一些雖經使用，但十分干凈，沒有任何污染的塑料容器。
2.要經過分離清洗、干燥、破碎等處理。對于沒有污染的容器，經清洗以防破壞儀器。這種方法的對象一般為來自商品流通消費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。
3.要經過特別的預處理。如PS塑料緩沖材料，事先要進行脫泡減容的處理，再輸入機器進行處理。
改性再生利用的目的是為了提高再生料的基本力學性能，以滿足再生專用制品質量的需要。改性再生主要分為兩類，物理改性和化學改性。
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填料，同時還應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，對再生材料性能影響很大，可對填料進行活化處理后再進行復合。
廢舊塑料再生后存在一大問題，即力學性能較差，在加工的同時可對再生材料進行增韌改性，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。也可利用增強改性以增強其力學性能，這類增強往往使用纖維來增強塑料的，再生后的材料各方面的性能將大大提高，強度，模量均會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，但制品脆性會有所增大，即其拉斷力增大，而斷裂深長率會大大減小。
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，使其結構和分子間力發生變化，使其合金化，此種方法可使再生材料兼很多有優良的性能。在加工過程中有目的的加入某種有特性的主要再生材料，可達到預期的力學效果。如用25%的LLDPE與LDPE共混，經吹塑成地膜，厚度會比一般的地膜減少33%，其拉伸強度會增大45%以上，直角撕裂強度也會提高50%以上。這樣可大大延長農用膜的使用壽命，減少使用量，降低成本。
對塑料包裝廢棄物的化學改性，就是通過化學反應的手段對材料進行改性，使其在分子結構上發生變化，從而獲得更優良的特殊性能。
化學改性的方法很多，但其本質都是在舊的大分子鏈上或鏈間起到化學反應，依靠分子鏈或鏈端的反應性基團進行再次反應，在鏈上接上某種特性基團，接上一個特征支鏈，或在大分子鏈間反應基團進行反應，形成膠聯結構，從而導致材料性能的改變。
膠聯改性有化學膠聯和輻射膠聯兩種，化學膠聯通常在材料的軟化點之上使材料充分塑化，然后加入過氧化物類的膠聯劑，使材料分子膠聯。輻射膠聯即應用輻射源的各種高能射線，將加有膠聯劑的材料輻射膠聯。
再生產應用中可以將物理、化學改性同時運用于同一材料上，在特定的螺桿擠出機中，使多種材料一邊進行物理改性，以便進行化學改性，然后將兩者共混，這種技術方式既可以縮短改進過程的時間和生產周期，生產連續化，也能得到較好的改性效果。
化學處理再生，使直接將包裝廢棄塑料經過熱解或化學試劑的作用進行分解，其產物可得到單體、不同聚體的小分子、化合物、燃料等化工產品。這種回收處理的方式可以使自然資源的使用形成一個“封閉”的循環。此種處理再生有著顯著的優點，分解生成的化工原料在質量上與新的原料不分上下，可以與新材料等同使用。
化學處理再生利用：主要有熱分解和化學分解兩類
1.熱分解
熱分解以所得的產物：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是分解產物產物主要是油類物質，另外還有一些可利用的氣體和殘渣。此種工藝可以處理多種塑料廢棄物，如PE、PS、PMMA、PVC等。
熱分解氣化工藝主要是用于城市內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，對要處理的廢舊塑料，不需要預先處理，不需要分選篩檢，只要將混雜垃圾置入加熱分解爐中，經過分解反應，就可以得到分解產品。
熱分解炭化工藝在廢舊塑料進行分解處理的過程中會產生一定的炭化物質，或在更高的溫度下進行分解以得到某種特定的炭化物質。這些炭化物質可以當作固體燃料。
2.化學分解
化學分解即通過化學的方法把廢棄塑料分解成小分子單體。這種工藝設備簡單，分解產物標準、均勻、易控制，且產物不需要分離和純化，但只能用于單一品種的塑料，而且必須是經過預處理的廢舊塑料。
化學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。
催化分解法是在復合催化劑的作用下，在常溫常壓下進行分解反應。分解產物為廢舊聚合物的原單體。此種分解方法工藝簡單，但對于催化劑的選用，裝載比較精細。處理聚酯所需的復合催化劑為醋酸鋰，醋酸鈣，醋酸鋅。
試劑分解法中醇解應用最為廣泛，將廢舊塑料進行清潔干燥等預處理，破碎后送入反應器中。分解后可獲得多元醇類產品。水解反應也是一種較為方便的回收手段，使縮合反應的逆反應，所以水解的對象也多位縮聚物。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，故可作為塑料材料，但也由于它的基團具有親水性或易水解性，其最終產物為葡萄糖。
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