塑料包裝廢棄物的再生利用<fon

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湖南工業(yè)大學學報塑料包裝廢棄物的再生利用賀全國，聶立波（湖南工業(yè)大學綠色包裝與生物納米技術應用省重點。　　縮寫英文全稱化學組成包裝塑料材料聚丙烯聚苯乙烯乙烯/ EVA樹脂醋酸乙烯共聚物聚砜聚四氟乙烯聚氨酯聚氨基甲酸酯聚氨酯聚氨基甲酸乙酯聚氯乙烯聚酰胺尼龍、錦綸聚酰胺一酰亞胺聚對苯二酸聚酯丁二酯聚碳酸酯聚乙烯聚醚酰亞胺聚苯醚砜聚醚砜聚對苯二甲酸滌綸（線型）乙二酯樹脂酚醛樹脂電木粉、膠木粉丙烯腈/丁二烯/ ABS樹脂苯乙烯共聚物1.2塑料包裝廢棄物的回收分離塑料包裝廢棄物回收分離的關鍵在于開發(fā)相關技術（自動分選分類技術、自動回收清潔處理技術和回收處理生化技術）及設備。包裝廢棄物自動分選分類技術及設備國外已投入使用，但國內企業(yè)還難以承受其昂貴的價格，因此亟待創(chuàng)新，進行改型設計或自主開發(fā)。自動回收清潔處理技術及設備，是對分選回收后的包裝廢棄物按材質分類清理清洗、分類回收或再生的技術和設備。分離方式一般由廢棄物的性質決定，有重力沉淀分離、靜電分離和泡沫浮選分離等。如Pongstabodee等用下沉一上浮分離法在氯化鈣水溶液中將PS和ABS從PET和PVC中分離出來。Carvalho等利用流化床技術將低品位（在原材料中品味1.6%）PS從PET和PVC中分離出來，得到高品位PS（83%）。Reddy等利用選擇性扭曲成型和重力分離法將含氯的塑料膜（如PVC和PVDC）從形形色色的重質PPW塑料包裝膜中分離出來?；厥仗幚砩夹g是利用酶催化技術，使包裝廢棄物在無熱、無能源消耗的情況下，實現(xiàn)無污染的變性轉化與降解?！　?塑料包裝廢棄物的再生利用總的來講，廢棄塑料包裝材料再生利用的方法主要有：回收循環(huán)復用，機械性再生利用，化學性再生利用，回收能量和生物降解利用等。描述了塑料包裝廢棄物的不同處理途徑?！　∷芰蠌U棄物處理分離的混合ch4o2熱回收塑料塑料、塍或焚燒初級產品二產品燃料和化工熱能（初級回收）（二級回收）（三級回收）（四級回收）塑料包裝廢棄物的不同處理途徑2.1回收循環(huán)復用回收循環(huán)復用是指沒有加工處理的過程，而是通過清潔后直接重復使用。技術處理工藝為：分類和挑選一將符合基本要求的塑料包裝進行水洗一酸洗一堿洗一消毒一水洗一亞硫酸氫鈉浸泡一水洗一蒸餾水洗一50°C烘干一再利用。這種方法主要是針對一些硬質、干凈、光滑、易清洗的較大容器，如托盤、周轉箱、包裝盒及大容量的飲料瓶、盛裝液體的桶等，這些容器經過技術處理，衛(wèi)生檢測合格后即可重復使用?！　?.2機械性再生利用機械性再生利用首先將塑料包裝廢棄物進行種類分選，根據不同材料進行不同處理；接著進行機械性地破碎，進一步除去金屬等非塑料物；然后用一些溶劑對其進行洗滌除雜；再進行干燥；最后加工成再生顆粒。而這種再生顆粒要成為產品，必須解決其色澤差、異味、劣化等問題。然后根據不同需要，摻和新的樹脂以改善品質，或通過多層成型、層壓成型等技術來改善廢棄材料中所帶來的色澤不均及異味問題。　　機械性再生利用法可以利用的廢棄塑料包括：農業(yè)用薄膜（PVC，PET），工業(yè)邊角廢料、PVC管，汽車部件（PP），塑料貨箱（PP，PE）以及塑料瓶（PET，PVC，PP，PE）。下面以農用薄膜為例，簡單介紹機械性再生利用法的應用。　　農用薄膜一般使用PVC及PET，所以在分類方面比較簡單，較麻煩的是農用薄膜上一般都粘附著一些砂土、化肥、農藥等復合污染物。在再生過程中，首先將其剪為15cm見方的小片，以除去較大的雜物。由于這些薄膜上粘附著20%左右的砂土、化肥、農藥，需將上述薄膜片在水槽中進行雜質分離，然后進行粉碎，把混入的PE用水比重差分法分離，最后脫水制成軟纖維或顆粒。PVC經脫色、去異味處理并制成顆粒后，再根據不同的需要，加入一定比例的新PVC材料制成產品?！　C械性再生利用法是一種效果較好，無環(huán)境污染的非化學回收手段。不采用化學試劑分解，而是純物理方法，充分利用廢棄物的同時，也更好地保護了環(huán)境。相信這種方法在今后的發(fā)展中能有更好的突破?！　?.3化學性再生利用化學處理再生利用是將包裝廢棄塑料經過熱分解或化學試劑的作用后，使其結構被破壞，產物可為單體、不同聚體的小分子和大分子化合物等化工產品。這種回收處理方式可使自然資源的使用形成一個封閉的循環(huán)，此種再生處理方式有著顯著的優(yōu)點：分解生成的化工原料可以在質量上與新的原料相媲美，可與新材料等同使用?；瘜W處理再生利用的主要方法有熱分解和化學分解2類?！　岱纸鉄岱纸獾幕驹硎牵涸谌毖鯒l件下，將廢棄塑料包裝制品中的原樹脂高聚物利用熱能使化合物的化合鍵斷裂，由大分子量的有機物轉化成小分子量的燃料氣、液狀物（油、油脂等）及焦炭等。熱分解與焚燒不同，焚燒是在充分供氧的條件下加熱有機物，使有機物完全氧化，生成穩(wěn)定的二氧化碳和水。熱分解可依所得產物為油、氣、固體或混合體的不同以及工藝的不同分為：油化工藝、氣化工藝及炭化工藝。熱裂解法是塑料廢棄物熱分解的主要方法，因此應用較多。八辦48等用模擬塑料混合物和真實塑料廢棄物為樣品，在鋁的副產品催化下進行熱裂解對比實驗，結果真實樣品分解成了質輕的氣體和固狀產物，之后還有少量液態(tài)物產生。在中試規(guī)模的反應器中，Miskolczi等運用ZSM-5催化劑，將農業(yè)和包裝業(yè)中的塑料廢棄物在520C條件下進行熱裂解，得到多種短鏈烴、輕重油類和氣體等，大部分產物可當作燃料使用?！　』瘜W分解化學分解法是將塑料包裝廢棄物進行水解或醇解的過程，可將其分解為單體或相對分子質量較小的物質，使其成為新的高分子生產原料。其特點是：產物均勻，易控制，不需進行分離和純化，生產設備投資少。此法對塑料的純度要求較高，不適用于混雜型廢舊塑料制品，目前，化學分解主要用于聚氨醋、熱塑性聚脂、聚酞胺等極性類廢舊塑料?！　』瘜W分解法主要包括催化劑分解法和試劑分解法。催化劑分解是指在常溫常壓下加入復合性催化劑，使塑料分解成原單體。如Yamada等將PE放在反應器底部，反應器上方是Pd/Al23復合催化劑組成的催化劑床，首先加熱裂解聚乙烯，然后用其裂解的產物與二氧化碳在催化劑床上發(fā)生化學反應，繼而生成氫氣、甲烷、一氧化碳和乙烷等小分子的物質。試劑分解法一般是采用醇解法，將廢棄塑料進行清潔干燥預處理，再加入反應釜，可得到多元醇類產品?！　?.4焚燒熱能的利用焚燒法是處理廢棄塑料及垃圾最簡單、方便的方法，主要利用燃燒時產生的熱量，將其轉化成電能等其他能量形式，其主要特點是將已確定為廢物的物質轉化為能源，發(fā)熱量可達52346987k/t，與其它燃料油的發(fā)熱量基本相同，遠高于紙、木質類燃料燃燒發(fā)熱量，且燃燒后的殘渣體積小、密度大（其質量可減少85%左右，體積可減少95%左右），經處理后填埋，既穩(wěn)定又易于在土壤中解體。焚燒工藝簡單，無需前期處理，廢物可直接入爐，既節(jié)省了人力資源，又能獲得高價值的能源，有效地保護了生態(tài)環(huán)境。但要根據廢棄物的特性，對焚燒時產生的廢氣、廢渣進行處理后，才能將其排入大氣或進行填埋，以減少廢棄物對環(huán)境的污染?！　?.5作為改性劑或催化劑再利用塑料包裝廢棄物中富含各類高聚物，有些高聚物具有獨特的作用，經過簡單處理后可用作某類反應的改性劑、偶聯(lián)劑和催化劑等。如FangChangqing等用廢棄物中的EVA作為改性劑，在交聯(lián)劑和催化劑的作用下對粗柏油瀝青進行一般的物理改性，使瀝青的性能有了較大的改善?！　?.6生物降解回收再利用生物回收再利用，除了光降解外還有生物降解法。這種回收利用方法所處理的塑料跟普通塑料的各項性能基本相同，只是廢棄后光降解塑料在光的照射下可自動降解，而生物降解塑料是被環(huán)境中的微生物所分解，生物降解型塑料在使用后可與普通生物垃圾一起堆肥（光降解塑料不能用土埋法處理，它只能在有光的環(huán)境下降解），而不必花費很大代價進行收集、分類和再生處理。且分解產物進入生態(tài)循環(huán)，不會產生資源浪費問題。　　在塑料包裝廢棄物的再生利用、環(huán)境保護和資源節(jié)省方面，上述再生利用途徑發(fā)揮著重要作用，但在實施回收利用的過程中會受多種因素的影響，如設備短缺、人員不足、環(huán)保意識缺乏以及環(huán)境因素等，這是值得注意的問題。丨8等研究了無線射頻識別標簽對塑料包裝廢棄物回收再生利用的影響，結果證明塑料包裝上的識別標簽雖然不會影響再生塑料的質量，但會出現(xiàn)操作上的難題，進而帶來回收再生的障礙?！　?結語塑料作為一種主要的包裝材料，具有其獨特的優(yōu)點，因此，塑料包裝是不可能被其它包裝取代的?！　〉芰习b廢棄物不但對環(huán)境造成嚴重的污染，而且也會造成資源的浪費，因此，塑料包裝廢棄物的回收再生利用是非常必要的，其再生利用途徑較多，應根據具體情況采取不同的再生利用方法。我國廢舊塑料回收利用技術的開發(fā)方向應該是全方位的，針對國內的生產和技術現(xiàn)狀，系統(tǒng)地進行技術研究和開發(fā)，是廢舊塑料回收利用的技術發(fā)展方向。