【文章內(nèi)容簡介】 出，到 2021 年，我國每年回收利用塑料包裝廢棄物要達(dá)到 500— 600 萬噸。 B：采用的技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì) 對(duì)廢舊塑料包裝制品的處臵方法，主要有：衛(wèi)生填埋、焚燒處臵及再生利用幾種方式。采用填埋和焚燒處理廢舊塑料的方法，雖然起到了一定 14 的作用。但近幾年，垃圾資源化的問題得到世界關(guān)注，怎樣將有害垃圾 (廢舊塑料 )變?yōu)橛行зY源，已成為國際上的熱門研究課題。而采用填埋、焚燒這兩種處理方法都會(huì)造成一定的資源浪費(fèi) ，于是人們又開發(fā)了廢舊塑料再生利用新技術(shù)，以真正做到物盡其用，充分發(fā)揮塑料的所有利用能力和利用價(jià)值。 再生利用主要有直接利用和改性利用兩種方式，直接利用系指不需進(jìn)行各類改性，將廢舊塑料經(jīng)過清洗、破碎、塑化，直接加工成型，或與其他物質(zhì)經(jīng)簡單加工制成有用制品。廢舊塑料直接再生利用的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、再生品的成本低廉，其缺點(diǎn)是再生料制品力學(xué)性能下降較大，不宜制作高檔次的制品。為了改善廢舊塑料再生料的基本力學(xué)性能，滿足專用制品的質(zhì)量需求，研究人員采取了各種改性方法對(duì)廢舊塑料進(jìn)行改性，以達(dá)到或超過原塑料制品的性能。 常用的改性方法有 2 種：一種是物理改性，另一種是化學(xué)改性。 采用物理方法對(duì)廢舊塑料進(jìn)行改性主要包括以下幾個(gè)方面： 活化無機(jī)粒子的填充改性：在廢舊熱塑性塑料中加入活化無機(jī) 粒子，既可降低塑料制品的成本，又可提高溫度性能，但加入量必須適當(dāng)，并用性能較好的表面活性劑處理。 廢舊塑料的增韌改性：通常使用具有柔性鏈的彈性體或共混性 熱塑性彈性體進(jìn)行增韌改性，如將聚合物與橡膠、熱塑性塑料、熱固性樹脂等進(jìn)行共混或共聚。近年又出現(xiàn)了采用剛性粒子增韌改性，主要包 15 括剛性有機(jī)粒子和剛性無機(jī)粒子。常用的剛性有機(jī)粒子有聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚苯乙烯 (PS)等，常用的剛性無機(jī)粒子為 CaCO BaSO4等。 （ 3）增強(qiáng)改性 :使用纖維進(jìn)行增強(qiáng)改性是高分子復(fù)合材料領(lǐng)域中的開 發(fā)熱點(diǎn)，它可將通用型樹脂改性成工程塑料和結(jié)構(gòu)材料?；厥盏臒崴苄运芰?(如 PP、 PVC、 PE 等 )用纖維增強(qiáng)改性后其強(qiáng)度和模量可以超過原來的樹脂。纖維增強(qiáng)改性具有較大發(fā)展前景 ,拓寬了再生利用廢舊塑料的途徑。 ⑷回收塑料的合金化： 2 種或 2 種以上的聚合物在熔融狀態(tài)下進(jìn)行共 混，形成的新材料即為聚合物合金 ,主要有單純共混、接枝改性、增容、反應(yīng)性增容、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合等方法。合金 化是塑料工業(yè)中的熱點(diǎn)，是改善聚合物性能的重要途徑。 化學(xué)改性指通過接枝、共聚等方法在分子鏈中引入其他鏈節(jié)和功能基團(tuán)，或是通過交聯(lián)劑等進(jìn)行交聯(lián)，或是通過成核劑、發(fā)泡劑進(jìn)行改性，使廢舊塑料被賦予較高的抗沖擊性能，優(yōu)良的耐熱性，抗老化性等，以便進(jìn)行再生利用。用化學(xué)改性的方法把廢舊塑料轉(zhuǎn)化成高附加值的其他有用的材料，已成為當(dāng)前廢舊塑料回收技術(shù)研究的熱門領(lǐng)域。 本項(xiàng)目產(chǎn)品是專業(yè)化、系列化產(chǎn)品，全部產(chǎn)品為自主研發(fā)，目前已成功申報(bào) .10 項(xiàng)發(fā)明專利并獲受理 。 16 所有產(chǎn)品嚴(yán)格按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 生產(chǎn)和檢驗(yàn)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到或超過國內(nèi)、國際同類產(chǎn)品水平。其中，聚合物納米改性汽車保險(xiǎn)杠專用料系列產(chǎn)品已通過 ＃＃＃ 塑料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站的技術(shù)檢測(cè)，所有性能指標(biāo)符合《 Q/HXD0032021 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》 ,檢測(cè)合格。 公司產(chǎn)品全部采用自主研發(fā)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)明晰。公司研制的產(chǎn)品曾多次獲獎(jiǎng)，其中保險(xiǎn)杠專用料產(chǎn)品被列為 ＃＃＃ 星火計(jì)劃項(xiàng)目和火炬計(jì)劃項(xiàng)目。2021 年我企業(yè)被評(píng)為“ ＃＃＃ 循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)”和“ ＃＃＃ 包裝龍頭企業(yè)”該項(xiàng)目還被 ＃＃＃ 包裝協(xié)會(huì)評(píng)為創(chuàng)新產(chǎn)品。 、工藝的合理性及成熟性分析 本項(xiàng)目主要是利用回收的包裝廢舊塑料制得再生料，并添加原生料及助劑，通過自主研發(fā)的全新的增強(qiáng)、增韌、抗老化及納米復(fù)合等一系列新技術(shù)，進(jìn)行改性，形成各種高品質(zhì)再生改性塑料。有效地解決廢舊塑料因長期使用，受到力化學(xué)作用、熱氧老化作用及光老化等作用而導(dǎo)致的拉伸強(qiáng)度降低、材料變脆、加工流動(dòng)性變差等一種或幾種問題，使混合原料具有優(yōu)異的性能。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電器、通訊、航空、石油、建材、市政工程等領(lǐng)域，屬國家大力發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目。尤其利用回收的廢棄塑料包裝物加工造粒后應(yīng)用于汽車專用改性塑料的技術(shù)， 在發(fā)達(dá)國家 17 中已成為一個(gè)新興熱點(diǎn)行業(yè)。 廢舊塑料在生改性后在汽車上的應(yīng)用項(xiàng)目 工藝的合理性和成熟性分析 本項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)符合國際業(yè)界對(duì)再生料進(jìn)行改性利用的發(fā)展趨勢(shì)，其各項(xiàng)工藝及生產(chǎn)流程通過公司主要管理人員與骨干技術(shù)人員的科學(xué)設(shè)計(jì)、反復(fù)實(shí)踐修改已經(jīng)基本成熟，產(chǎn)品的配方體系的明確，實(shí)際使用效果顯著。 工藝流程： 廢舊塑料→分類→除雜→堿洗→水洗→晾干→粉碎→暫存 原生料→進(jìn)廠→工藝檢驗(yàn)→暫存 助劑→進(jìn)廠→工藝檢驗(yàn)→暫存 入庫 ← 包裝 ←計(jì)量←檢驗(yàn)←篩分←冷卻造?！麛D出←計(jì)量混合 配← 本項(xiàng)目 則是通過自主研發(fā)的全新的增強(qiáng)、增韌、抗老化及納米復(fù)合等一系列新技術(shù)，制造出一系列不同性能的改性新材料，改性后的材料性能大大拓寬，并顯著提高，既可制造超高韌性的增韌材料，又可制造高強(qiáng)度的增強(qiáng)材料；還可制造增韌、填充并舉的高剛性、高韌性的填充增韌材料及高剛性、高耐熱的填充材料。 其核心技術(shù)為產(chǎn)品的技術(shù)配方和生產(chǎn)工藝，部分產(chǎn)品配方和制備方法已申請(qǐng)國家發(fā)明專利，本公司擁有該技術(shù)的全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)。本項(xiàng)目主要是 18 針對(duì)汽車用非金屬用料的專業(yè)化、系列化、高性能化，解決了汽車用非金屬用料由于性能和質(zhì)量問題而導(dǎo)致的汽車總體非金屬材 料的使用量低，高性能產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口，造成整車成本及油耗偏高等問題。 項(xiàng)目研究主要內(nèi)容如下： ⑴研究塑料包裝廢棄物的再生利用主要存在的問題 a．產(chǎn)品老化問題 b．原料加工過程的流動(dòng)性問題 c．塑料脆化問題 d．塑料強(qiáng)度下降問題 e．材料的阻燃性問題 f．紫外光老化問題 ⑵研究幾種再生塑料專用高分子相容劑。 ⑶研究常用再生塑料專用料的配方和工藝條件。 ⑷建立再生專用料的力學(xué)性能和流動(dòng)性能的測(cè)量方法。 原料 — 塑料包裝廢棄物由于長期使用，受到力化學(xué)作用、熱氧老化作用及光老化等作 用，使其理化性能變差、力學(xué)性能下降。突出表現(xiàn)在拉伸強(qiáng)度降低、材料變脆、加工流動(dòng)性變差等等。因此，回收廢舊塑料的再利用，首要解決的問題就是要對(duì)其增強(qiáng)、增韌及防老化等處理，使其特性恢復(fù)，成為有用材料。 公司針對(duì)上述問題，經(jīng)過對(duì)不同成份原料配比后性能的反復(fù)摸索和試 19 驗(yàn)，采用自主研發(fā)新技術(shù)，通過加入抗氧化劑、防老化劑、增韌劑、增強(qiáng)劑、阻燃劑、防紫外光老化劑、納米改性劑等方法，將多項(xiàng)技術(shù)一并用于廢舊塑料的回收改性，使混合原料具有工程塑料的優(yōu)異性能，有效地解決了存在的某一種或幾種問題，公司掌握了上百種配方，使再生材料廣泛 應(yīng)用于汽車、家電、石油、化工、交通運(yùn)輸、儀器儀表、建筑材料和日常生活用品等諸多領(lǐng)域。公司還通過對(duì)工藝過程的研究，掌握了擠出等關(guān)鍵工藝的溫度、壓力控制規(guī)律和螺桿組合技術(shù)，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定在較高水平。 本項(xiàng)目所采用的技術(shù)： ?；厥諒U舊塑料要與原生料按一定比例配混，根據(jù) 高聚物共混的相容性原理，選擇溶解度參數(shù)相近、熔體粘度相近、熔融溫度相近的原生料與之配混，并要考慮改性后制品的加工性能與使用性能要求選擇合適的原生料。 。用低分子與高分子復(fù)合偶聯(lián)劑對(duì)增強(qiáng)劑（玻璃 纖維等）進(jìn)行表面 處理，其增強(qiáng)效果極為顯著。 。在廢舊塑料（結(jié)晶或半結(jié)晶性）中加入成核分散 劑（即有成核劑作用又有分散潤滑作用）可改善加工流動(dòng)性，并提高材料結(jié)晶速度，使其球晶微細(xì)化，材料耐沖擊強(qiáng)度明顯提高。 。對(duì)某些共混體系而言，即是相容劑又是增韌劑， 同時(shí)具有兩種功能而且價(jià)格低廉。 。采用的主抗氧劑為非 N 半受阻酚類、輔抗氧 劑為硫代酯類、紫外光穩(wěn)定劑為苯并三唑類，極大地延長了材料使用壽命。 ，對(duì)材料的增強(qiáng)、增韌、耐熱和 20 抗老化有明 顯的協(xié)同作用。 采用多項(xiàng)技術(shù)后，本項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)不但能達(dá)到上等原材料制品的技術(shù)指標(biāo)而且明顯優(yōu)于現(xiàn)有的同類產(chǎn)品。就 PP 系列產(chǎn)品而言，本項(xiàng)目產(chǎn)品與國內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)比如下表： 本項(xiàng)目產(chǎn)品與國內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品指標(biāo)對(duì)比 項(xiàng) 目 國內(nèi)同類產(chǎn)品 本項(xiàng)目產(chǎn)品 常規(guī)增強(qiáng) PP 改進(jìn)型增強(qiáng) PP GFRPP/納米復(fù)合材料 拉伸強(qiáng)度（ Mpa） 50 102 斷裂伸長率（ %） 10 12 14 彎曲強(qiáng)度（ Mpa） 70 110 簡支梁沖擊強(qiáng)度 （ KJ/M2） 缺口 9 13 19 無缺口 15 30 47 邵氏硬度（ D） 68 69 71 熱變形溫度（ Mpa，℃） 120 124 130 熱老化性能（ 150℃老化變脆時(shí)間， hr） 300 350 ≥ 1000 （ 1）試驗(yàn)方法 本項(xiàng)目重要環(huán)節(jié)就是再生塑料的共混，如何通過填加高分子相容劑來滿足廢舊塑料的高效循環(huán)利用的需要。 在再生塑料共混改性過程中，相容性對(duì)共混物的性能影響最大，如果兩種高聚物完全相容，則制得的共混物不會(huì)獲得特殊的性能，如果兩種高聚物相容性很差，則共混物產(chǎn)生宏觀的相分離，因此會(huì)形成分層或剝離現(xiàn)象 ，降低了材料的強(qiáng)度和使用性能。若兩種高聚物部分相容，則形成微觀或亞微觀的相分離結(jié)構(gòu)，兩相界面之間存在相互作用，形成過渡層，這時(shí) 21 所獲得的共混物往往會(huì)表現(xiàn)出獨(dú)特的性能。由此可見，在制備共混物時(shí)，形成微觀或亞微觀相分離是一個(gè)關(guān)鍵問題。我們研制的專用高分子相容劑，在共混過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只依靠自身對(duì)兩種共混聚合物的親和力和粘結(jié)力，使原來相容性差的兩種聚合物相容，形成具有良好界面作用的聚合物共混物。 （ 2）各類材料的配方體系 根據(jù)汽車零件的使用要求，對(duì)各類材料的配方組成，包括基體樹脂、增韌劑、填充劑、增強(qiáng)劑、抗老 化劑等組分進(jìn)行篩選及試驗(yàn)： 基體樹脂：對(duì)小本體 PP、均聚 PP、共聚 PP 等基體樹脂從力學(xué)均衡性、加工流動(dòng)性能等方面考慮進(jìn)行篩選及試驗(yàn)。 增韌劑：對(duì) SBS、 EPDM、 POE 等增韌材料，進(jìn)行篩選及試驗(yàn)。 填充劑：填充粒子的粒徑、表面處理劑對(duì)共混物的性能至關(guān)重要，應(yīng) 采用合適細(xì)度與處理方法的填充劑。 增強(qiáng)劑：采用無堿、無捻長玻璃纖維或短切玻璃纖維。 抗老化劑：根據(jù)不同材料的老化源及實(shí)際使用要求，選擇相應(yīng)的抗老化劑。 納米無機(jī)填充料：對(duì)納米滑石粉、納米 CaCo3 和納米蒙托土進(jìn)行篩選。 通過對(duì)上述各組分的 篩選，同時(shí)根據(jù)各材料的使用要求，對(duì)各組分之間配比協(xié)調(diào)，確定各類材料的配方。 目前這種“改性”的技術(shù)方法在國內(nèi)只有本公司掌握，公司擁有研究中心，并與許多國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)有廣泛的合作，同時(shí)，公司與韓國現(xiàn)代工程塑料株式會(huì)社，日本三菱化工，德國斯圖加特大學(xué)高分子研究室，進(jìn)行技 22 術(shù)研發(fā)合作及部分產(chǎn)品技術(shù)有償服務(wù)等合作。依靠自身的研發(fā)能力并通過合作技術(shù)的消化吸收、多次試驗(yàn)，通過“改性”技術(shù)解決了目前利用廢舊塑料做原料生產(chǎn)工程塑料存在的諸多問題，掌握了生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)，司擁有該技術(shù)的全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品經(jīng)制件的性能試驗(yàn)及 運(yùn)行實(shí)踐，已達(dá)到國外同類塑料產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)水平，并可替代進(jìn)口。該項(xiàng)目運(yùn)用公司自行研制的高分子材料改性技術(shù)，技術(shù)上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，產(chǎn)品以其技術(shù)含量高、性能穩(wěn)定而得到了各大汽車生產(chǎn)廠商的廣泛歡迎。 第 三 章 、市場(chǎng)分析 我國包裝用廢舊塑料的市場(chǎng)狀況分析 隨著我國塑料工業(yè)的發(fā)展及消費(fèi)水平的提高，塑料包裝制品的應(yīng)用已深入到社會(huì)的每個(gè)角落，從工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到衣食住行，塑料包裝制品無處不在。目前可回收利用的塑料廢棄物主要來自兩個(gè)方面：一是塑料加工廠產(chǎn)生的副產(chǎn)物、污染的樹脂及加工過程的邊角殘料、 清潔的廢塑料制品，這部分材料易于收集，可進(jìn)行有效的回收利用；另一部分是各工業(yè)部門、商業(yè)、家庭、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域使用過的嚴(yán)重沾污的塑料包裝制品，如廢棄的農(nóng)膜、工業(yè)用品包裝物、日用品包裝塑料等。目前，不僅廢棄的聚氯乙烯（ PVC）、聚乙烯（ PE）、聚丙烯（ PP）、聚酰胺（ PA）、聚苯乙烯（ PS）、聚酯（ PS）、酚醛等塑料被回收利用，而且廢棄的泡沫塑料、熱固性塑料等也得到利用。 23 2021 年，我國的塑料包裝物制品產(chǎn)量（規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)）達(dá)到 1651萬噸，如果算上小型企業(yè)，保守估計(jì)就超過 2021 萬噸，今年又保持了強(qiáng)勁增長的勢(shì) 頭。若按塑料制品中有 20％為可回收塑料計(jì)算，則我國可回收的塑料包裝廢棄物每年約有 400 萬～ 500 萬噸，而這還不包括企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的邊腳料和沒使用過的殘次塑料制品回收?！对偕Y源回收利用十五規(guī)劃》中提出，到 2021 年國內(nèi)要達(dá)到回收廢舊包裝塑料 500 萬～ 600 萬噸，而實(shí)際上，我國去年回收的廢舊塑料包裝物只有約 200 多萬噸。 包裝用廢舊塑料的回收利用作為一項(xiàng)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的措施，普