再生塑料材料在鐘表業中的應用

林明山林娜邵躍明

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再生塑料材料在鐘表業中的應用

林明山1，林娜1，邵躍明2

（1.漳州職業技術學院 機械與自動化工程系，福建 漳州 363000；2.漳州市恒麗電子有限公司，福建 漳州 363000）

通過分析廢棄塑料對環境產生的影響、國內外處理廢棄物的方法與手段、廢棄物回收處理的方法，并以再生塑料在鐘表業制造中的應用，闡明再生塑料生產和應用的過程中亟待標準化。

廢棄塑料；回收處理；再生材料；改性再生

塑料是三大合成高分子材料(塑料、橡膠、合成纖維)中應用量最大．應用面最廣的一種材料，它的應用已經滲透至國民經濟的各個領域，例如應用于包裝行業、家電產品、汽車用品以及農用商品等[1]。塑料制品之所以能夠得到廣泛的應用，是因為塑料具有質量輕、比強度高、易加工成型材，優異的絕緣性，絕熱性和耐化學腐蝕性等各方面的優點，因此其已成為現代工業的支柱性材料之一，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。然而，塑料行業的興起是依托石油產業的興起而發展壯大，眾所周知，我國是一個石油資源相對貧乏的國家，近年來在原油持續高漲的大環境下我國塑料產業已經進入了“高成本時代”，不論是石化企業還是制品企業面臨著較大的成本壓力。面對當今形勢下，廢棄塑料的回收及如何有效得利用回收料成為迫切解決的問題。

1 廢棄塑料對環境產生的影響

塑料行業的迅猛發展給人們生產、生活帶來便利的同時也帶來不少的負面作用，即白色污染。據有關數據統計，塑料總量中約有80%左右的通用塑料在10年內轉化為廢棄塑料，其中有50%的塑料將在兩年內轉化廢棄塑料。由于塑料微觀結構特點，決定了塑料生物降解性能差、分解速度緩慢，長期分散于自然界中從而一方面會產生環境污染，另一方面也會給人類的身體健康帶來一些負面的影響[2]。因此，如何處理這些廢舊塑料使之即不成為環境的負擔又不影響人們的生活質量成為一個亟待解決的社會問題，得到全人類的關注。

2 國內外廢棄塑料處理的方法

歐美國家是塑料產業發展比較成熟的國家，針對廢棄塑料的問題在不同是時期采用的手段不一樣。20世紀80年代以前，廢舊塑料處理方式主要是以填埋和焚燒為主。填埋處理主要為在偏遠的地區找一些空地將之填埋，隨著廢棄量的不斷增加，填埋所需要的土地也逐漸增加。然而土地資源是有限的，同時填埋的費用及填埋對環境的影響等問題逐漸轉化成焚燒來提取能量[3]。塑料焚燒時可以產生不少能量，可是在焚燒的過程中產生大量的煙霧及刺激性氣體，不僅給環境帶來污染而且也給人們的健康帶來極大的危害。在90年代，這些國家寄希望于塑料材料在環境中自行降解實現無害化來減輕廢棄塑料的處理壓力。由于只有含淀粉類的塑料才有自身降解功能，所以可降解塑料在全部塑料產品中的比例很小，同時降解技術未達到預期效果以及環保理念與資源的可持續發展的理念日益深入，從而廢棄塑料的再生利用備受重視。于是國外就著力研究了一些回收處理的新辦法、新工藝和新成果取得了一定的成效：歐盟國家廢塑料的回收利用率高達50%以上；美國廢塑料的回收利用可達45%；日本再生資源回收開展得比較早、做得比較好，廢塑料回收率高達60％以上[4]。

我國塑料工業雖然起步較晚，但也是一塑料消耗大國。我國每年產生的廢塑料料量都在持續增長，發達國家的經驗和做法值得借鑒。因此，根據我國國情明確提出“以回收及再生利用為主，以填埋、熱解、焚燒、可降解等途徑為輔”作為我國廢棄塑料處理的最現實、最科學、最具活力和發展前景的方針政策，也是大力發展循環經濟使資源可持續發展是唯一選擇[3]。圖1為2006～2012年我國塑料廢棄物的回收情況，從圖中可顯示出從2006～2010年回收量增長較為緩慢，2010年之后增長速度較為明顯，從中說明人們對待塑料回收利用的意識逐漸增強，同時再生塑料行業蘊藏良好的商機。近年來，再生塑料行業中小企業如涌泉出現，投資活躍。目前，我國再生塑料企業約有1萬多家，回收網點遍布全國各地，已形成一批規模較大的再生塑料回收交易市場和加工集散地[5]，呈現良好的態勢。

圖1 2006～2012年我國廢棄塑料回收狀況

3 廢棄塑料再生處理

3.1 單純再生

直接采用塑料的加工成型過程中所產生水口料、下角料、邊角料、廢品等回料回收利用?；亓辖涍^分選、清洗、破碎等處理后，借助加熱和剪切力的作用使聚合物熔化、混合，進行塑化造粒。一般來說，在機械回收的壓出或擠出過程中，聚合物受到高溫和剪切應力作用，分別或同時產生熱降解、機械降解和氧化降解，其性能會有一定程度的降低[6]，其性能變化情況與回煉過程中原生料與再生料的配比，但較之使用已久的廢舊料其性能變化比較不顯著。該處理方式收集廢塑料品種單一，品質純凈，不沾附污物，便于分選和回收利用。生產廠家如能及時回收利用，可降低成本，提高經濟效益[7]。

3.2 復合再生

3.2.1 直接再生

直接再生利用指廢舊塑料制品不需要改性，將廢塑料經過分選、清洗、破碎、塑煉、造粒，直接加工成型制品。該方法廣泛應用于農業方面制取農膜、棚膜等產品[3]；包裝行業制取包裝的緩沖填料、地毯的內襯里[8]；生活用品方面，如垃圾桶、垃圾簍、拖鞋、壓制花盆等產品；也可應用于建筑方面，如采用PE材料制作“類木材”生產公園的靠椅、采用硬質廢板/管制作電線的防護管等[9]。該方法制作工藝簡單，但由于廢舊塑料在長期使用的過程性能和質量都發生了巨大的變化，所以此法的再生制品質量相對比較差。

3.2.2 改性再生

廢舊塑料回收改性再生的方法有三種：第一，物理改性。即通過混煉工藝進行活化無機粒子的充填改性、增韌改性、增強改性、回收塑料的合金化等過程制備復合材料和多元共聚物[2]；第二，化學改性。即通過化氯化、接枝、共聚等方法在分子鏈張引入其他鏈接和功能基團，或是通過交聯劑等進行鉸鏈反應，或是成形劑、發泡劑等化學反應方法使其分子在結構上發生變化，改變材料性能，從而獲得更優良的特殊性能。該方法的主要目的是依靠分子鏈上或鏈端的反應基團進行再次反應，或在鏈上接上某種特征基團或接上一個特性支鏈，或在大分子鏈間反應基團進行反應，形成交聯結構，其結果是使舊高分子的結構變性，從而改善和提高其性能[10]；第三，物理化學改性。它的工藝過程和特點是在特定的螺桿擠出機中，使多種組分的材料在進行物理共混改性的同時進行化學接枝改性；兩者改性完畢后又進一步加強共混，然后在特定的溫度下造?；蛑苯映尚?。這是一種集接枝、交聯、共混為一體的綜合體系，其優勢是可縮短改性過程的時間和生產周期，既使生產連續化，又能得到更有效的改性效果[8]。

4 再生塑料材料在鐘表業中的應用

漳州鐘表是福建省特色產業，是漳州“十二五”計劃重點支持的產業?，F已形成一個龐大的石英鐘表產業集群，產業鏈十分完整，石英類各種成品及各種配件的生產企業一應俱全。鐘表業與其他行業一樣，因節能環保，降低產品成本，提高市場競爭能力需要。漳州市恒麗電子有限公司是第一家通過自身掌握的技術生產再生料并將之應用于鐘表產品殼體零件生產的企業，該公司主要利用鐘表殼體注塑過程中產生的水口料、邊角料、廢品以及回收兄弟公司、臨近企業所產生的塑料廢料，經分選、清洗、破碎、塑煉、造粒后再將其化學改性，使之性能趨于原生材料，最后將再生料按一定的配比添加至原生料中進行注塑成型，并取得一定的成效?，F以公司的一種改性材料-改性聚苯乙烯（改PS）為例，分析不同配比（如表1所示）改性材料的性能（如圖2所示）。圖2中的拉伸強度與伸長率是通過萬能拉伸試驗機測試結果，對應值為各種類型試樣在外界條件相同的情況分別取五個試樣進行測試取其平均值的結果，從圖中可顯示當加入再生料時聚苯乙烯的強度增強但塑性降低；而且當再生料加入比例逐漸升高則強度降低、塑性顯著降低，當再生料含量為15%時，伸長率只達1.35%則塑性較差只達到鐘表殼體性能要求的臨界條件。

目前鐘表業在再生料應用的過程中，都是根據生產經驗及制品成型后再試驗進而尋求最佳的配比、生產工藝、改性方法等，這種方法因缺乏檢測手段，而采用行業標準來衡量表殼材料的性能，常出現不符合鐘表某些專項性能指標要求而導致客戶投訴或退貨。因此，現急需有一套比較完整的數據庫、生產工藝流程及再生料性能試驗方法來指導企業進行有序生產至關重要。

表1 原生料（PS）與再生料不同配比試樣

5 小 結

解決塑料發展與環境問題的成功策略是實施“三R”戰略，即塑料制品的減量（Reduce），再使用(Reuse)和塑料廢棄物的回收利用(Recycle)。但如何建立一套再生料生產工藝流程、簡便測試再生料性能方法及再生料合理應用的體系使各企業在生產和管理過程中有據可循，避免不必要的損失與浪費，實現更切實的“綠色環保”、“節能減排”。

[1] 李平.新形勢給再生塑料行業提出了更高要求[J].資源再生，2012（9）：10.

[2] 張耀東，馬彥龍，衛愛麗.廢舊塑料改性再生技術研究現狀及進展[J].安全與環境，2007（5）：36-37.

[3] 劉英俊.廢舊塑料的利用及改性[J].塑料，2002，32（4）：50-54.

[4] 胡守仁.我國廢塑料回收和進口現狀淺談[J].再生資源與循環經濟，2012，5（8）:24-26.

[5] 張莉.再生塑料及制品亟待標準化[J].品牌與標準化，2012（14）：7-8.

[6] 王文斌，李飛，丁奎等.ABS回料／SB／DMMT復合材料的結構與性能[J].工程塑料應用，2012，40（5）：5-7.

[7] 薛允連.廢塑料的再生利用[J].合成材料老化與應用，2001（1）：30-32.

[8] 金聲瑯，曹利江.塑料包裝廢棄物的回收處理研究[J].資源開發與市場，2008，24（7）：651-653.

[9] 魏京華.聚烯烴塑料廢棄物的回收再生利用[J].塑料工業，2005，33（S1）：41-45，55.

[10] 陳盛明.利用廢聚苯乙烯塑料制備專用材料的研究進展[J].重慶工商大學學報，2007，24（1）：38-40.

The Application of Renewable Plastic in the Watch-Clock Industry

LIN Ming-shan1，LIN Na1，SHAO Yue-ming2

(1. Department of Mechanical and Automation engineering, Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou 363000,China; 2.Zhangzhou Move-best Electronics Co., Ltd. Zhangzhou 363000,China)

Through analyzing the waste plastics influenced on the environment, the method of recycling waste materials at home and abroad , and the application of recycled plastics in the watch-clock industry manufacturing, and then put forward the existing problems of waste plastics industry was the production and application of the renewable plastic needs to be standardized.

waste plastics; recycle; renewable materials; modified regeneration

TG142

A

1673-1417（2014）01-0008-05

2014－01－15

福建省質量技術監督局科技項目（FJQI201054）

林明山（1964－），男，福建漳州人，副教授，高級工程師，主要研究方向：機械設計與制造、材料成形技術。

（責任編輯：季平）