廢舊塑料改性再生技術的應用研究

文/胡 娜

塑料工業發展時間并不長，然而卻給人類社會帶來了很大貢獻，伴隨塑料行業持續的進步，在為生產與生活提供便捷的同時，也造成了一定的不良影響，比如環境污染。根據有關研究顯示，7 至8 成通用塑料幾年之內會被轉變成廢塑料，其中大概有一半塑料24 個月內會被轉變成廢塑料。因為它們的降解性較差，分解所需時長較長，長時間分布在自然界，會導致污染及給人們的身體帶來不良作用。對此，怎樣更好處理廢舊塑料始終為人們迫切希望處理的問題。

1.廢塑料的分選

高分子材料由于具備較強可設計性，能有效符合多個領域需要，所以它的運用相當廣泛。另一方面，各行業的廢塑料由于添加劑、填料等有所差異，也使得回收變得不易進行，需要投入較高的成本。即便現如今存在針對廢塑料化學回收的有關研究，旨在降低分選所造成的能量與時間成本。不過對于很多改性處理技術來講，開展廢塑料分選，能夠對其開展更高效使用。廢塑料分選，也就是根據形狀、尺寸等的不同，把混雜廢塑料分為單一組分回收塑料，以備深入使用。經常使用的分選技術較多，比如人工及顏色分選[1]。通過分選處理之后，可以提高再使用效率，增加制品質量與效益；另外，可以促使產業體系更為規范，且可以減小二次污染程度。

2.廢塑料處理方針及回收使用途徑

（1）廢塑料處理方針。從80 年代以來，廢舊塑料量呈現出增加趨勢，很多國家關注廢舊塑料給環境帶來的影響且提高了科研投入，回收技術得到不斷發展。如何做好回收利用長期以來較為關注的問題，現如今，西方的一些新方法與工藝，值得去參考與吸收，強化發展循環經濟，有效處理環境污染，贏得可觀經濟效益，讓資源長遠發展成為唯一選擇。塑料和長遠發展研討會上，提出伴隨全球經濟發展，能源及環境已是最關鍵的主題，我國是能源及需求大國，針對廢舊塑料，對其進行回收使用能夠為我國節省資源，緩解原料供需沖突，也成為塑料行業長遠發展的必經之路。在回收處理之后產生再生塑料，不但能夠實現循環生產，也能夠降低對化石的消耗，對于再生塑料來講，它存在顯著的價格優勢，有著較大的市場空間，落實好回收使用，節省資源、保護環境，應該獲得各界大力支持[2]。

（2）回收使用途徑。塑料核心成分為合成樹脂，為優化加工利用功能，還應該基于聚合物加入助劑，比如穩定劑，塑料一般分成PE、PVC 與PS 等。不一樣的塑料，有著不一樣的加工工藝，回收使用渠道也有所不同。現如今解決廢塑料的手段一般包含兩種，一是焚燒填埋，二是回收使用，不過焚燒會形成很多有害氣體，導致二次污染，填埋將耗用一定空間，留下的碎片會給土壤透氣能力造成弱化，在此基礎上導致作物減產，所以發展方向為回收利用，不過現如今廢舊塑料回收與再使用率不高，一般體現于回收使用方式無法配套，尤其是改性再生有待健全。

3.廢舊塑料改性再生技術分析

制品在利用中被光、氧等作用，結構會出現變化，制品性能會變差。直接通過廢塑料造粒，再制造的附加值不高，僅能獲取性能不好的產品。這個時候，根據傳統聚合物改性思想，可基于廢塑料性能不足對其開展改性再生，就能夠顯著增強廢塑料性能，進而實現再利用目標。廢塑料經常使用的改性方式包含兩種，也就是化學與物理改性。針對廢塑料改性再生技術，本文主要從以下方面進行分析，也就是直接再生利用、改性再生利用，后者主要包含物理改性（其中涉及到多種改性，比如共混改性）、化學改性，以供參考。

（1）直接再生利用。它指用不著改性，把廢塑料通過系列操作，比如分選、破碎及造粒，制造成型產品，很多國家都對此技術開展了很多探索，同時產品被大力推廣在工農業方面，比如，針對PU 泡沫，對其進行破碎操作，以滿足一定大小的碎塊，能夠用作緩沖填料等，通過以上操作之后能加工成板材，應用在電線護管方面[3]。

（2）改性再生使用。對于直接使用方式，它的好處在于工藝不復雜、所需成本不高，不足為制品力學性能較差，運用面不廣。優化力學性能的最佳渠道為采用改性方式，來對廢塑料開展改性，以便能夠達到性能。對于此種利用方式，它指把廢塑料由化學、物理手段開展改性，在此之后的性能，特別是極大優化了力學性能，經常使用的改性方法包含兩種，一是物理改性，二是化學改性。

1）物理改性。簡而言之，它指借助各種聚合物材料共混，或者基于基體材料，向其中加入有關的功能性填料，比如碳纖維與炭黑，來增強材料力學性能，或者讓材料具備一些獨特功能，比如阻燃，進而生產出再生塑料產品。采取物理方式對廢塑料開展改性涉及到以下內容：首先，填充改性和增強改性。對于填充改性，并非僅讓制品成本下降，更為關鍵的是，對一些性能的改善，比如針對熱塑性塑料，向其中添加無機粒子，在減少成本的同時也能加強溫度性能，不過要確保用量適當，粒徑適中，同時借助活性劑處理。通過對改性CaCO3的使用，來對廢PVC 進行填充處理，進而加工成理想鈣塑材料，能夠應用在配件方面。選擇纖維進一步來加強改性，屬于復合材料研發主要方向，這能夠顯著提高力學與耐熱性能。針對回收的熱塑性塑料，比如PP 與PE，在借助纖維加強改性之后，無論是強度還是模量，均能夠優于原樹脂。在偶聯劑作用之下，來對木纖維進行處理，然后增強廢舊塑料能夠顯著提升產品拉伸及沖擊性能。纖維加強改性延伸了再生使用渠道，存在很大的發展空間。其次，共混改性和塑料合金。對于共混改性，它把性質不一樣的聚合物，采取物理化學方式摻混，獲取較好性能的材料。塑料和塑料的共混，也常常被人們叫為塑料合金。通過利用橡膠類彈性體，或者借助剛性粒子來增韌改性，都能夠增強回收塑料的性能。例如，借助共混-SBS 增韌回收EPS 塑料，對于PS 和SBS，因為在二者間存在較好相容性，單獨借助SBS 增韌EPS 獲得性能較好的共混物，不過所需使用量較多；通過添加剛性粒子，可以切實增加體積分數，讓沖擊能力獲得顯著提升，不會引起剛性與強度降低，大部分能對HIPS 制品進行取代。塑料復合同時難以被分離，最可觀的為用不著分離就能夠利用，若塑料彼此不相容，比如PP 與PA，能夠添加相容劑。比如對于CPE，它能夠用于HDPE 與PVC 組合物，對于ABS，它能夠用于PE 與PS組合物，此種改性方式為增強聚合物性能的關鍵渠道。

2）化學改性。簡而言之，即借助反應來變化分子結構，可以從本質方面增強材料性能，也能夠讓材料更好開展物理改性。它指采取多種方法，比如氯化與共聚，針對分子鏈，向其添加其它鏈節與基團，讓廢塑料具備較為可觀的性能，比如耐熱與抗沖擊性能，便于開展再生使用。現如今，在該方面已經進行了很多的研究。我國已開發通過對廢塑料的使用，來生產水泥減水劑的技術，可以把塑料轉變為環保產品。對于水泥減水劑來講，它屬于一種添加材料，當進行混凝土拌制時，不但能夠降低用水量，增加混凝土強度，也能夠維持較好流動性，此技術所用原料為PS 泡沫塑料，在通過預處理之后，添加適量有機溶劑與填料，生產出優質水泥減水劑，它加至混凝土后，每一項技術指標達到世界水平，具備較好的發展前景。

4.應用領域研究

針對廢塑料改性再生利用，對于其的運用領域，本文主要從以下方面進行探討，以供參考。首先，木塑材料。現如今，木塑材料需求呈現出增加趨勢，對于木塑復合材料，它屬于一種環保材料，歐洲國家通過法規形式來對PVC 運用進行約束，讓木塑制品取代PVC 門窗，它的九成原料為廢材料，經過木屑、木纖維等填充廢塑料擠出成型獲取，能夠取代木制品有效處理木材短缺現象。通過對硝酸鈰銨的使用，同時基于這樣的條件，即不加入相容劑、偶聯劑等，讓木粉和樹脂復合，最終材料性能極大提升。其次，建材。廢塑料在建筑方面的運用被社會高度關注，我國企業根據物理化學原理，研發出一種高分子防水材料，也就是克漏王，它的原材料主要是廢塑料，產品有著諸多的優勢，耐水、耐酸堿性能較強，即便腐蝕100 攝氏度也不會出現軟化，零下30 攝氏度也不會出現脆裂，粘性突出，施工層用刀難以撬起，滲透能力較好，可以短時間內滲透至水泥基下，防水作用顯著。外國企業通過對PS 泡沫塑料的使用，生產低費用吸音材料得以實現。針對廢泡沫塑料，完成粉碎操作之后，在紅外線照射作用之下，體積降低至二十分之一以下，和水泥進行混合，生產米花糖狀建材，它的吸音效果均值達到五分之三，針對部分頻率的噪音吸收能夠實現超過90%，相比于吸音材料，此種材料生產費用大概低2 成，被用于隔音設施的墻壁與天花板，還可以用于生產室外隔音材料。再次，涂料及膠粘劑。通過對廢舊EPS 的使用來生產高分子燃料，也屬于一個重要的研究方向，除了能夠處理環境污染問題，同時也能夠生產出優質的高分子燃料。為把EPS 處理之后，由硝化與還原獲取聚苯乙烯，之后通過重氮化獲取重氮鹽，選取不一樣的偶合組份和其偶合，生產出各種染料。即便回收廢EPS 生產染料的研究還處在探索環節，不過此種改性產品存在較大的研究意義以及較好的發展前景。最后，黑白污染治理。粉煤灰以及廢塑料，被人們叫為黑色、白色污染，排放量還呈現出遞增趨勢，成為不易處理的污染問題[4]。我國研究機構進行了粉煤灰與廢塑料復合的研發，產生了多種高附加值制品，比如管材與板材，為廢棄物循環使用提供了新思路。

5.廢舊塑料改性再生展望

廢舊塑料改性未來具有很大的發展空間，即便相關政策已頒布且執行，比如限塑、循環經濟，不過還存在一些廢塑料通過掩埋等方式來處理，這除了未盡可能使用廢塑料價值，此種處理方式也給土壤、空氣等帶來了破壞。除此之外，伴隨石油短缺、可用土地變少，塑料再利用有著更大意義。采取化學與物理方法來對廢塑料開展改性能夠切實增強其性能，實際上，改性再生還面對著這些問題：首先，對于廢塑料改性再生來講，常常有著顧此失彼現象，無法兼顧多性能平衡。比如，對廢塑料開展交聯處理，增加強度與模量，常常伴隨斷裂伸長率下降，通過對玻璃纖維的使用來增強廢塑料也有著一定短板；其次，各行業廢塑料添加劑等有所差異，雖然原材料來源都一樣，也可能有著批次間不同，這給工藝的把控與性能的穩定造成了一定問題；再次，成分復雜且多樣，針對各分散相，加入增容劑來增強它們的相容性，為獲取優質改性廢塑料的核心所在。實際上，傳統增溶劑常常無法兼顧多組分，而研發新的增容劑又面對著諸多問題，比如技術以及費用；最后，現如今對廢塑料改性研究，一般體現于配方設計方面，加工方式相對單一，較少以結構設計層面來開展材料改性，基于配方與結構調控達到多性能平衡。相信，伴隨新理論全方位落實、行業更加規范與技術不斷發展，再生使用率會顯著提高，再生塑料會用于更多領域，進而開啟更大運用空間[5]。這除了助于提高行業與制品競爭力，并且對于環境保護，打造資源節約型城市，推動社會與經濟長遠發展具備較大現實意義。

結論：

總而言之針對廢舊塑料，我國對其的改性再生使用已獲得了不錯的成績，不過怎樣更好使用與開發廢塑料還是一項重要的研究課題。回收與改性使用為處理廢塑料污染的可行方式，除了能夠降低環境污染，也可以變廢為寶，達到資源循環使用目標，存在較大工業潛力，為塑料行業長遠發展的必經之路。結合國情應該圍繞回收與再生使用，輔之填埋與焚燒等。廢塑料處理方法中，強化發展改性再生能夠降低資源浪費，增加制品使用年限，降低對石油的依賴，增加制品附加值，創造可觀效益，存在較大的發展空間，有必要加強推廣。