【科普知识】高商业附加值的塑料再生回收法

在国外，“白色污染”已引起了从国民到政府、从生产商到学术界的广泛关注且取得了多方面进展；在国内，废旧塑料回收利用技术起步较晚，但进展迅速，许多高校、化工研究所、环保部门、生产厂商等都加入到研究行列。废旧塑料的回收利用技术方法主要可归纳为三类，即再生回收法、化学裂解回收法和焚烧回收能源法。

一、再生回收法

再生回收利用技术是指回收的塑料制品经鉴别、分类、清洗、破碎或溶解、熔融后，直接加工成型，或经过机械共混或化学改性，再加工成型。再生回收法有溶解再生回收法、熔融再生回收法及粉碎再生回收法等；其又有单纯再生和复合再生之分。单纯再生是针对来源于生产厂家、商业集散地等的品种单一、相对洁净的边角废塑料熔融再生，再生的塑料及制品品质较高；复合再生是针对那些品种不够单一、由多种类别组成的废弃塑料，其再生后的塑料性能不稳定，一般用作制造垃圾袋、建筑填料、复合建筑材料、涂料、粘合剂等抵挡制品，该类制品已广泛应用于农业、渔业、建筑业等领域。但由于此类制品性能较差，产品附加值不高，科技人员逐步把目光投向开发高附加值的产品上。

1. 直接回收再生

塑料回收的初级阶段由于成本较高，消费量较小，所以生产量不大，且人们对塑料性能要求较低。对废塑料进行清洗、分离和破碎等工序后就可作为新塑料的原料，可按一定比例加到新塑料中进行循环利用或几种混合加工成复合型塑料。

如将一定配比的废聚乙烯（PE）和废聚苯乙烯（PS）、过氧化二异丙苯（DCP）、多官能团单体混合均匀后在双螺杆挤出机上进行反应性共混挤出。挤出各段温度均为200℃，螺杆转速为120r/min，物料平均停留时间为2min，可得到一种再生PS/PE接枝共聚物塑料。复合再生虽然路线简单，但产品质量较差，性质不稳定，易变脆。目前，国内仅用于建筑填料、垃圾袋、雨具等低档产品的生产。

2. 改性再生

改性就是根据不同废塑料的特性加入不同的改性剂，使其转化成高附加值的有用材料。按其改性原理的不同可分为物理改性和化学改性。

（1）物理改性。物理改性，即主要用物理方法使其改性，向废塑料中加入一定溶剂和填料，提高一些通用废塑料的机械性能，使其再生利用。如将废旧聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯改性成再生粒子；把废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）研磨成粉末并进行表面处理，填充到PVC制品中，可明显提高PVC制品的拉伸强度等。我国在废PS的物理改性方面研究较多，如将废旧聚苯乙烯和溶剂配成溶液在家填料制成模型成型剂，也有用纤维做填料制成保温材料等。

（2）化学改性。化学改性是目前研究的热门领域。如废聚酯塑料与多元醇进行醇解、缩聚反应，合成一种应用广泛、性能优良的1730聚酯绝缘漆；用PET废塑料醇解产物与马来酸酐、苯乙烯等进行酯化再生的方法得到了优良的UP树脂，为PET废料的处理和回收利用提供了一条新途径；用丙烯酸和活性单体对废旧聚苯乙烯进行接枝改性，制备出有良好的柔韧性以及附着力、机械性能和耐候性好的涂料；废聚苯乙烯塑料与溶剂油、聚乙烯醇共混改性生产建筑密封剂，可用于门窗缝隙的密封；用废塑料改性生成吸油剂，用于处理海上溢油事故等。

二、化学裂解回收法

化学裂解回收法是单一品种的废旧塑料经水解或醇解后制成单体或低分子量的多聚体，或将废旧塑料（可以是某些品种的混合物）高温裂解或催化裂解后制取化学品（如乙烯、丙烯、芳烃、焦油等）及液体燃料油（汽油、柴油、煤油等）。我国在这方面的研究也取得了突出的成绩，例如：国内研究成功的废旧塑料油化技术、废旧塑料裂解回收燃油技术等，另据报道，我国已开发出了一步法直接催化降解液化聚烯烃制取气态烃油的工艺，总回收率达85%~87%。

1. 热分解法

废塑料经分拣、破碎、熔融后进入热分解反应器内，将反应器升温，废塑料熔融为高粘度的液体，并在一定温度下发生热解，生成相对分子质量较小的物质。各种废塑料的热裂解温度各不相同，但基本在350~500℃的范围内。用此工艺处理废塑料，既可以减轻环境污染，又可以回收汽油、柴油等油品，回收率可达80%以上，具有一定的现实意义。目前我国在塑料回收方面也多采用该技术，即通过高温裂解或催化裂解两种方式来回收燃油（油、汽），但一般规模较小，而且在塑料裂解过程中，由于各种原因（如塑料受热产生高粘度融化物难以输送；塑料的导热性差，达到热分解温度的时间长等）造成能耗高、易碳化堵塞管道、工艺不易控制、处理时间长等缺点。因此研究开发环境良好的化学工艺过程是非常必要的。

裂解废塑料通常分为热裂解和催化裂解。

（1）热裂解。废塑料的分离较为复杂，若将它们分离后再裂解，要花费一定的设备投资、能源和时间，回收成本较高。热裂解一般是在反应器中使那些无法分选和污染的废塑料加热到其分解温度（600~900℃）使其分解，吸收、净化得到可利用分解物，主要利用废塑料热裂解温度特性的差异采用分段热裂解分离回收，其工艺流程如下：

各种废塑料都有自己的热裂解温度特性，对常见的废塑料PVC、PE、PP、PS通常进行分段热裂解。通过控制热裂解温度，对废塑料混合物进行分段裂解。如在低温阶段对聚苯乙烯进行热裂解，可回收具有较高价值的苯乙烯单体的轻质燃料油，高温阶段回收重质燃料油。

（2）催化裂解。热裂解反应温度要求高，难以控制。为降低温度，节约成本，提高产率，常使用催化剂催化裂解。废塑料催化裂解制燃料油技术在世界范围内已有成功的先例。我国在北京、西安、广州等城市也建立了一些小规模的废塑料油化工厂，其工艺流程如下：

废塑料裂解催化剂的选择是该技术的关键所在，下表为几种塑料的裂解条件及主要产物：

但在总体上，目前国内乃至于全世界在化学裂解上都存在着相同的问题，即工艺及设备较复杂，回收成本高，经济效益差，在工业生产上的可行性较低等。

文章来源：废塑料新观察