车用废旧塑料及其再生利用（二）

4废旧塑料分解产物的利用

　　4.1废旧塑料的热分解

　　热分解技术的基本原理是，将废旧塑料制品中原树脂高聚物进行较彻底的大分子链分解，使其回到低摩尔质量状态，而获得使用价值高的产品。不同品种塑料的热分解机理和热分解产物各不相同。PE、PP的热分解以无规断链形式为主，热分解产物中几乎无相应的单体;玲的热分解同时伴有解聚和无规断链反应，热分解产物中有部分苯乙烯单体;PVC的热分解先是脱除氯化氢，再在更高温度下发生断链，形成烃类化合物。废塑料热分解工艺可分为高温分解和催化低温分解，前者一般在600一900℃的高温下进行，后者在低于450℃甚至在300℃的较低温度下进行，两者的分解产物不同。废塑料热分解使用的反应器有:塔式、炉式、槽式、管式炉、流化床和挤出机等。该技术是对废旧塑料的较彻底的回收利用技术。高温裂解回收原料油的方法，由于需要在高温下进行反应，设备投资较大，回收成本高，并且在反应过程中有结焦现象，因此限制了它的应用。而催化低温分解由于在相对较低的温度下进行反应，因此研究较活跃，并取得了一定的进展。

　　4.2废旧塑料的化学分解

　　化学分解是指废弃塑料的水解或醇解(乙醇解、甲醇解及乙二醇解等)过程通过分解反应，可使塑料变成其单体或低相对分子质量物质，重新成为高分子合成的原料。化学分解产物均匀，易控制不需进行分离和纯化，生产设备投资少。但由于化学分解技术对废旧塑料预处理的清洁度、品种均匀性和分解时所用试剂有较高要求，因而不适合处理混杂型废旧塑料。目前化学分解主要用于聚氨醋、热塑性聚脂、聚酞胺等极性类废旧塑料。

　　5可降解塑料的开发

　　降解塑料是塑料家族中带降解功能的一类新材料，它在用前或使用过程中，与同类普通塑料具有相当或相近的应用性能和卫生性能，而在完成其使用功能后，能在自然环境条件下较快地降解成为易于被环境消纳的碎片或碎末，并随时间的推移进一步降解成为二氧化碳和水，最终回归自然。目前可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料和同时具有可控光降解与生物降解双重降解功能的塑料。

　　5.1光降解塑料

　　国外对可降解塑料研究得较早，其中最先进行的是光降解塑料的研究，其技术也最成熟。光降解塑料是在高分子聚合物中引人光增敏基团或加人光敏性物质，使其在吸收太阳紫外光后引起光化学反应而使大分子链断裂变为低分子质量化合物的一类塑料。根据其制备方法可分为合成型和添加型两种。前者主要是通过共聚反应在高分子主链上引人碳基型光增敏基团而赋予其降解性。其中对PE类光降解聚合物研究较多，这是由于PE降解成为相对分子质量低于500的低聚物后可被土壤中微生物吸收降解，具有较高的环境安全性。后者则是通过将光敏剂添加到通用聚合物中制得。在光的作用下，光敏剂可离解成具有活性的自由基，进而引发聚合物分子链的连锁反应达到降解作用。光降解塑料的降解受紫外线强度、地理环境、季节气候、农作物品种等因素的制约较大，降解速率很难准确控制，使其应用受到一定限制。近年来，国内外对单纯的光降解塑料的研究已经逐渐减少，而将重点转向生物降解塑料和光一生物降解塑料。

　　5.2生物降解塑料

　　生物降解塑料是指在一定条件下能被生物侵蚀或代谢而降解的塑料，降解机理是生物物理反应和生物化学反应。生物降解塑料降解后能够更好地符合保护大自然的要求，避免了二次污染，满足了降解塑料的最终目的，因此这类材料倍受青睐。生物降解塑料按照其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料;按照其来源则可以分为微生物合成材料、天然高分子材料、化学合成材料、掺混型材料等。微生物合成高分子聚合物是由生物发酵方法制得的一类材料，主要包括微生物聚酷和微生物多糖，其中以前者研究较多。微生物合成型降解材料中最典型的是经基丁酸和经基戊酸共聚物(PHBV)。这类产品有较高的生物分解性，且热塑性好，易成型加工，但在耐热和机械强度等性能上还存在问题，而且其成本太高，还未获得良好的应用，现正在尝试改用各种碳源以降低成本。化学合成型材料大多是在分子结构中引入酷基结构的脂肪族聚醋，在自然界中其酷基易被微生物或酶分解。目前已开发的主要产品有聚乳酸(PLA)、聚己内醋(PCL)、聚丁二醇丁二酸酷(PBS)等。对这一类降解塑料而言仍需研究如何通过控制其化学结构，使其完全分解。另外，成本也是不容忽视的问题。天然高分子材料是利用淀粉、纤维素、甲壳质、蛋白质等天然高分子材料而制备的一类生物降解材料。这类物质来源丰富，可完全生物降解，而且产物安全无毒性，因而日益受到重视。但是它的热学、力学性能差，不能满足工程材料的性能要求，因此目前的研究方问是，通过天然高分子改性，得到有使用价值的天然高分子降解塑料。

　　5.3光一生物降解塑料

　　光一生物降解塑料是利用光降解和生物降解相结合的方法制得的一类塑料，是较理想的降解塑料。这种方法不仅克服了无光或光照不足的不易降解和降解不彻底的缺陷，还克服了生物降解塑料加工复杂、成本太高、不易推广的弊端，因而是近年来应用领域中发展较快的一门技术。其制备方法是采用在通用高分子材料(如PE)中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和作为微生物培养基的生物降解助剂等的添加型技术途径。光一生物降解塑料可分为淀粉型和非淀粉型2种类型。目前采用淀粉作为生物降解助剂的技术比较普遍。降解塑料的研究开发是治理“白色污染”必要的辅助手段，但在我国，要进行大规模的推广应用还有赖于降解塑料的可焚烧技术和堆肥化技术的完善。因此，在研究降解塑料的同时，必须强调:增加材料的可焚烧性，即降低塑料废弃物焚烧对大气的二次污染;增加高分子材料的可堆肥化;降解材料的可回收性。近年来，可降解与可焚烧技术的结合已发展成为实现废旧塑料适应垃圾综合处理的技术方法之一。通过添加30%以上经表面生物活化处理的超细碳酸钙，不仅可促进生物降解，而且可减少光敏剂的用量，降低成本，有利于实现垃圾焚烧及掩埋综合处理的方式，并可达到节省资源的目的。

　　6废弃塑料再生利用的市场前景及环境保护的和谐发展

　　6.1废弃塑料再生利用的市场前景

　　随着塑料在汽车上用量增加，加之人们的环境保护意识增强以及所面临的全球性能源和原材料危机，如何处理与利用好这些废旧塑料将是摆在世人面前的一大难题，对废旧汽车塑料的回收、再生和利用的任务将会十分艰巨。无论是从充分利用地球资源角度，还是从环境保护的立场来看，都必须积极开展汽车废旧塑料的回收利用技术的研究。废弃塑料应用途径很广，除了显著降碗料制品成本以外，还能加工很多产品，具有很大市场开发前景。例如塑木制品，用于建筑材料、铁道枕木、界桩、隔音板材，下水井盖、农用的简单制品、家具和装演等。有的塑料还能用作涂料原料，PET饮料瓶在增豁后还能再用于做食品饮料瓶，在钢铁厂用作还原剂。在日本用来发电，在挪威用来建设高速公路，在美国用来做铁道枕木。总之废弃塑料有很多用途，鱼待开发利用。据了解，目前我国废弃塑料应用市场非常火爆，市场价值在1000亿元以上。近年塑料原料涨价对该市场起到了巨大推动作用，废弃塑料价格有很大增幅，较为纯净的PE、PP回收料价格最高达6000多元，几乎接近未涨价前原料的价位。另一方面，据有关人士讲，大城市垃圾中除了一次性塑料袋和快餐盒外，几乎找不到塑料制品的影子。这表明废弃塑料的回收程度很高。但是不能否认，如果一些废弃塑料进入食品包装领域是不合适的，应该严格禁止，这个问题应引起社会各界的高度重视。

　　6.2塑料制品与环境保护的和谐发展

　　塑料制品加工相对容易、耗能少、大部分制品可回收再利用，产品优点很多，应用范围广，是值得推广使用的产品。有的产品替代了传统产品，为保护环境做出重大贡献，如合成革/人造革代替真皮革，真皮制革对环境有较大污染，而合成革/人造革生产过程对环境的破坏就相对很小。又如防渗材料，在垃圾场建设上防止环境污染立了大功，塑料制品对减少人类对环境的破坏和降低能源消耗方面做出了贡献。这是社会进步的结果，当然不正当的使用、过度的使用和不科学的应用，塑料制品也会对环境造成危害，对此我们应研究并防止其发生，使塑料制品为环境保护和节约能源起到积极作用。目前，废弃塑料回收利用存在的问题主要有:人们环保意识不强;对废旧塑料再生利用认识不足;国家缺乏对废弃塑料回收利用扶持的具体政策;没有充分发挥环保部门和行业协会的作用，尚待制定法律法规和建立市场准人机制。材料回收利用技术工作还应当配合环保法规的制定和废旧材料回收体系的建立，因此也是一项系统工程。塑料废弃物的处理和回收利用必须坚持4原则，即:减少来源、再使用、循环、回收。目前国外主要采用燃烧热能利用的方法来处理废旧塑料，同时通过清洁装置处理无法利用的废气和废渣。不过日本和欧洲国家近年来分别提出了对汽车废旧塑料的利用要求，还规定了具体年限。政府的高度重视，促进了汽车废旧塑料的利用。美国福特公司目前开始回收汽车塑料，并将这些塑料与细石料混合用放路面铺设，这对放各国汽车塑料“废物利用”无疑是一个极好的启示。废旧塑料的回收利用技术，在国外已经渐渐成为热点，并成为产业。有关专家一致认为，废旧塑料回收、再生和利用更应从源头抓起。科学地进行汽车部件新产品的选材，使材料品种趋砖集中统一，便龄分类回收和整体回收，更能促进塑料的回收和再生利用。国外现在已开始在材料设计和生产实践中倡导材料综合应用的观念，以充分提高材料的应用率。随着中国汽车工业的迅速发展，对废旧塑料等造成的环境污染也应作出相应的对策，比如建立研发基地和示工程，培育大型废旧物资回收企业集团等，避免新技术和新材料的发展对环境造成无法挽回的损害。当今，塑料工业可持续发展围绕着“塑料与环境”这一中心展开，我们有理由相信通过提高人们的环保意识，制定相关政策、法规，加强塑料废弃物的回收利用工作，必将推进塑料行业的科技进步，促进环境保护，提高资源利用率，造福人类的千秋事业。有关部门今后要积极开展推广塑料环境标识和标志、塑料制品环境认证工作:加大力度宣传废弃塑料回收利用和环境保护的重要意义。让我们赖以生存的地球和环境得到保护，使塑料制品生产与环境保护和谐发展。