废弃塑料的回收与利用

　　

废弃塑料的回收利用

赖 寒

（重庆教育学院生物与化学工程系，重庆 400067 ）

摘 要：本文论述了目前废弃塑料回收利用方面的发展现状，介绍了聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等废弃塑料的回收利用方法，已实现保护人类健康和减少环境污染和资源循环使用的目的。

关键词：废弃塑料 回收 利用

中图分类号： 文献表示码：

Reuse and Recovery of Waste Plastic

Lai Han

Department of Biochemical and Chemical Engineering of Chongqing Education College, 400067 Chongqing, China

Abstract: The present situation of the reuse and recovery of waste plastics are reviewed,including the reuse and recovery of waste PP, PE, PVC, PS and PET.To realize the protection of human health and reduce the pollution of the environment and resources recycling purpose.

Keywords: waste plastics recovery recycling

随着我国城市化进程的不断推进，城市人口比重不断加大，据中国社科院发布的《社会蓝皮书：2012年中国社会形势分析与预测》披露，截止到2011年底我国城镇人口第一次超过农村人口比例。伴随城市化进程而来的是城市固体垃圾也在迅速增加，对环境的影响日益突出。在城市固体垃圾中废弃塑料占据了很大的比重，而制造塑料的原料石油和天然气都属于不可再生资源。因此如何合理地对废弃塑料进行回收利用成为一个亟待解决的难题。

1.各国废弃塑料回收利用的发展现状

1992年在巴西召开的“联合国环境与发展大会”通过的《21世纪议程》提出了经济社会可持续发展的方针，指出促使人口、资源、环境协调发展。^[1]因此废弃塑料的回收与利用应当遵循可持续发展的理念，将废弃塑料的回收利用朝着资源化的方向发展。

早在上世纪70年代开始美国就通过设立“可降解塑料协会”等组织来积极开展废弃塑料的回收研究。美国有很多州规定：食品饮料的包装材料、塑料餐具和卫生巾等塑料制品必须采用可降解材料，已达到减少污染来源、提高回收利用效率。日本在1971年设立了“塑料处理促进协会”开展废弃塑料的回收与处理。1991年日本政府制定了《再生资源利用促进法》对所有涉及塑料制品生产使用的行业进行限制，目前日本废弃塑料的回收利用已经实现了系列化、工业化。

我国1997年国家环保总局发布的《“白色污染”的现状及防止对策研究》中指出制止废弃塑料污染必须加强管理，依靠科技进步搞好废弃塑料回收利用工作。目前国家科委已将废弃塑料资源化列为我国的科技攻关重点项目；国家环保总局将废弃塑料列为本世纪在环保领域的三大重点监控项目之一；国家经贸委等部门也将废弃塑料的回收与利用列为重点研究课题。

2.废弃塑料的分类回收

废弃塑料种类繁多，废弃塑料主要包括PET、PP、PE、PVC、PS等不同的材质，不同材质的废旧塑料其成分不同，理化性质差别很大，因此对于废弃塑料的回收利用应当按照其材质进行差异化处理，以提高回收利用的效率。

2.1 PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）类废弃塑料的回收利用

PP、PE类这两类塑料主要来源是废旧编织袋、薄膜制品、打包带和捆扎绳等，占据了废弃塑料总量的86%以上。^[2]因此如何做好这两类塑料的收回利用对于整个废弃塑料的处置具有至关重要的影响。对于PP、PE的回收利用方法主要可以分为热裂解回收、热熔再生回收与加工回收三种方法。

2.1.1PP、PE的热裂解法回收

热裂解法是利用有机化合物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解的过程。热裂解的产物主要是燃料油(如柴油、汽油等)及燃料气（氢气、甲烷和一氧化碳等）。相对于目前采用的直接焚烧（发电回收）法相比，直接燃烧热效率普遍只有10—15%而裂解气的燃烧效率可以达到95%以上，燃烧效率得到极大的提高，同时能显著降低燃烧造成的粉尘污染；采用热裂解的到汽油、柴油与采用原油生产得到的汽油、柴油相比，两者的物化性质和产品质量基本相同，热裂解得到的汽油、柴油由于不含铅、氨等有害物质，对环境更加友好。

2.1.2 PP、PE的热熔再生回收

由于PE、PP的耐老化性较好，其废弃塑料与新生材料对比，理化性质接近，在很大的程度可以替代新料重新投入使用。目前PE、PP废弃塑料有超过20%采用热熔再生的方法进行回收。回收时将洗清的PE、PP废弃塑料经热熔后挤压成型代替新料制作成品。但是由于未采取改性技术，再生制品的一般性能欠佳，只适宜制作档次较低的塑料制品。

2.1.3 PP、PE的加工回收法

热熔再生回收虽然有工艺流程简单、成本低等特点，但只能用于低档产品的生产，加上在热熔的过程中的加速塑料的老化，其聚合物的力学性能下降明显，造成产品本身的品质下降。因此在PE、PP塑料回收成型前时加入抗氧剂和稳定剂可以减少材料的降解。因此，加工回收法成为了目前最好的回收办法，也是近年来得到广泛推广的方法，加工回收发具有比较经济且环境友好型的显著特点。例如利用废旧PE加入发泡剂后制取泡沫PE，这种泡沫PE与使用新树脂发泡制作的泡沫PE性比，除断裂伸长率略有低外，其它各项性能指标都完全一致。已经在地板材料的垫层中得到大量使用。

2.2 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)类废弃塑料的回收

PET具有无毒、无臭、无味、强度大、质量轻、气密性好、透明度高等优点被广泛用于各种纤维、饮料瓶、薄膜及电器绝缘材料等领域^[3]，特别是食品包装领域中的矿泉水、碳酸类饮料、食用油等产品包装几乎都是聚酯瓶。截止到2011年10月，我国PET产量达100万吨，预计2015年我国的聚酯需求量将达到4460万吨，因此做好PET废弃塑料的回收就可以缓解PET的产需缺口。PET的回收利用除可上面提到的热裂解法回收法外，还主要有热熔再生回收和化学回收TPA单体两种方法。

2.2.1 PET的热熔再生回收法

PET的热熔再生回收法通过剪切、粉碎和加热熔化等工序，对废弃的PET塑料进行再加工的循环利用技术。热熔再生回收技术具有节省投资、成本低廉特点，但各种废弃PET再生塑料的性能与新材料的相比理化性质和机械性能均出现了大幅度的下降，加上回收时一般都含有杂质，所以只能降级使用，不能再应用于食品包装。

2.2.2 PET化学回收TPA单体

PET类废弃塑料通过解聚，可以制得生产PET所需要的TPA单体原料，TPA单体可进行再聚合合成PET塑料或者经过改性来制取其他的有机化合物。目前解聚PET的方法包括水解法、乙二醇醇解法、甲醇醇解法、氨解法等。其中水解法是应用非常广泛的一种回收PET来制取TPA单体的方法。由于乙二醇和对苯二甲酸(TPA)可以直接合成PET，水解法就是利用PET在高温高压条件下非常容易水解为对苯二甲酸和乙乙二醇的性质来制取单体的方法。按照PET水解的条件可以分为酸性水解法、碱性水解法和中性水解法三种不同的类型。1）酸性水解法一般以硫酸作催化剂，将废弃的PET剪碎后与硫酸按一定比例混合进行酸解，酸解后的产物经过滤、水洗后再用碱液洗，调节pH值，再过滤除去杂质，即可得到TPA粗品，再经分离纯化后可以制得纯度大于99％的TPA。酸性水解法对设备的防腐要求较高，产生的废液对环境的污染较大。2）碱性水解先把废弃的PET解聚为对苯二甲酸盐和乙二醇，然后再加入酸洗，最终得到TPA和盐。水解过程中得到的滤液可用作清洗液，可以用来做除锈液使用。3）中性水解法是在不加酸碱催化剂的条件下，直接用水或者水蒸气来解聚废弃的PET，采用的高温高压的反应条件以加快水解过程，与酸性水解法和碱性水解法相比，中性水解法没有废液产生对环境无污染，但是制得的TPA纯度没有前面两种方法高。

2.3 PVC（聚氯乙烯）类废弃塑料的回收

PVC塑料是用量非常大的一种塑料，广泛应用在薄膜、板材、管材等方面，由于PVC的使用周期长，所以产生的塑料垃圾比PP和PE要少，但由于用量大，废弃的PVC塑料依然占据了废旧塑料的很大比重。在PVC中含有氯元素，直接燃烧极易产生一类致癌物的二恶英，另外产生的氯化氢气体遇到水分也会变成盐酸，对身体健康和建筑物造成危害，所以废弃的PVC必须加以回收。PVC塑料除了前面提到的热裂解法回收法和热熔再生回收法外，还有溶剂分离法回收法和离心分离法回收法两种方法。

2.3.1 PVC的溶剂分离法

首先将废弃的PVC送入溶解器溶解，所得的溶液送入自旋过滤器，以特殊的过滤法除掉未溶解的杂质后再将滤液送到沉淀器，向滤液中加入添加剂和鼓入蒸汽，让PVC沉淀为小圆球粒料。然后将溶液蒸发、冷凝，回收以便循环使用。制得的PVC粒料在自旋干燥器进行干燥即可，所得的PVC与新料所制的PVC各方面性质相近，可以代替PVC原料直接使用。

2.3.2 PVC的离心分离法

离心分离法一般适用于分离金属—PVC塑料复合材料，利用高速转子在转子和定子界面间产生的剪切力，实现PVC塑料剥离分层。不同硬度的材质呈现出不同的物理形态，再使用机械方法将它们分离，得到PVC粗产品。

2.4 PS（聚苯乙烯）类废弃塑料的回收

PS主要用于一次性发泡塑料餐具和工业用途的泡沫包装塑料，PS在废弃塑料中是最易于回收的。除去上面论述的热裂解法回收法外，进行简单加工即可实现废弃PVC的回收，先将废弃的PVC泡沫加热，以使其缩小体积和脆化，再进行粉碎、洗涤、干燥、脱泡、挤出、造粒等步骤，就可以生

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