回收废旧塑料识别方法之一文档格式.docx
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1、前言
随着科学技术的发展，人工合成材料得到广泛应用，已经深入到人类生产、生活中的各个领域，与钢铁、水泥、木材等一起成为现代工业的四大基础材料，在国民经济占据重要地位。
塑料工业的迅速发展带来两个现实而重要的课题：
废弃塑料的回收与塑料的改性。
至2000年全世界塑料总产量已超过11,000万吨，并且每年还已8%左右的增长速度继续增加，改革开放以来，中国塑料的消费一直保持两位数的增长速度，到2005年我国塑料制品达到2,198.55万吨[1]。
塑料制品的广泛应用方便了人们的生产与生活，也带来了引起全社会高度关注的“白色污染”问题。
塑料的广泛应用对材料性能提出更高的要求，单一高分子材料已经不能满足生产和生活的需求，必须对材料进行改性。
所谓塑料改性，是指通过物理、化学或物理/化学的方法使塑料的性能满足生产、生活的需要，或使生产成本降低、或使材料的性能得到改善，或被赋予全新的功能[2]。
2、塑料改性的研究概况
塑料的改性方法很多，总体上可以划分为共混改性、填充与纤维增强改性、化学改性和表面改性等方法[3]。
2.1共混改性
共混改性是塑料改性最为简单而直接的方法，主要是指在基体聚合物中添加一种或一种以上的其它聚合物或改性剂制备成宏观均匀的材料的过程，通常包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三种情况。
在某种意义上讲，聚合物大分子链的化学结构没有发生剧烈的变化，主要是体系组成与微观结构发生变化。
将不同性能的塑料共混，可以大幅度提高聚合物的性能，塑料的增韧改性在生产实践中得到广泛应用，是共混改性中非常成功的范例之一。
吴驰飞等[4-6]以回收PET瓶片为主要原料，同时借鉴了低温固相加工与反应挤出的优点，利用同向双螺杆挤出机对PET/PC/SEBS体系进行共混挤出，采用4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为扩链剂进行扩链和增容，制备出了简支梁缺口冲击强度>
65kJ/m2，同时具有较好强度与韧性的新型高分子合金。
Guimariä
es等[7]研究了HDPE/POE共混体系的力学性能和热性能，结果显示HDPE和POE有一定的相互作用，共混物的拉伸性能得到明显的改善，当POE用量达到5wt%时，可得到室温超韧材料。
冯卫星等[8]研究了PP/POE共混体系的相结构和增韧机理，结果表明POE在PP中形成均匀的Salami结构，可有效提高PP的常温、低温冲击强度。
采用共混技术不仅可以利用不同塑料的性能的互补性制备性能优良的新型聚合物材料，而且可以实现将价格昂贵的塑料与价格相对低廉的塑料共混，在不降低或略微降低前者性能的前提下降低生产成本。
2.2填充与纤维增强改性
在聚合物加工成型过程中，为了达到提高塑料某一性能或降低生产成本的目的，多数情况下会在塑料中添加不同比例的填充剂，这些填充剂大多数是无机粉体或纤维等材料。
在填充改性体系中，比较成功的例子是纳米碳酸钙和蒙脱土在塑料中的应用。
胡圣飞等[9]人对PVC/CaCO3体系和PVC/ACR/CaCO3体系的研究表明，当纳米CaCO3的用量为10wt%时，材料的拉伸强度达到最大，比相应的PVC和PVC/ACR共混物的拉伸强度高；
同时，材料的抗冲强度也得到明显的改善。
任显诚[10]等对纳米CaCO3增韧增强PP体系进行研究发现，当加入CaCO3少量时，它主要起到补强的作用，随着CaCO3用量的增加，复合材料内部的柔性界面层体积分率上升，柔性界面层在外力作用下先于基体发生屈服，导致材料的拉伸强度降低。
纤维增强复合材料具有“轻质高强”的特点，是一类性能突出的材料，在国民生产中得到广泛的应用。
常用的纤维品种有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，热塑性塑料基体有PP、PA、PBT、PC、ABS、POM、PPS和PEEK等[3]。
2.3化学改性
化学改性可以赋予塑料更好的物理、化学和力学性能，常用的手段有嵌段共聚、接枝共聚、交联和互穿聚合物网络（IPN）等技术。
在化学改性技术中，嵌段共聚和接枝共聚在塑料的化学改性中应占有重要的地位，其中制备嵌段共聚物常用的方法有活性加成聚合和缩聚合两种，制备接枝共聚物常用的方法有链转移接枝、化学接枝和辐射接枝等。
接枝共聚物不仅能够与相应的均聚物共混，改善均聚物的性能，如IPS就是通过采用苯乙烯与PB进行接枝共聚得到的产品。
接枝共聚物即能作为物理共混的增容剂，又能通过接枝的反应性基团发挥反应性增容剂的作用。
华东理工大学高分子合金研究室以LLDPE-g-MA为相容剂，制备了性能优良的超韧PET/LLDPE合金材料，该材料能够在常温下进行类似金属材料的塑性加工。
接枝技术的应用还能赋予塑料特殊功能，如郑安呐等[11-13]人利用接枝技术，制备了具有广谱抗菌功能PP功能材料，产品可以广泛应用于包装、管材、无纺布、汽车、家电等行业。
TaekHyeonKim[14]在PE分子链上接枝含有位阻酚基团的马来酰亚胺，研究结果表明，接枝后的PE的抗氧化性能得到明显改善。
嵌段接枝改性塑料品种较多，应用广泛，如透明包装材料、分离膜材料、医用材料等。
对冲击性能不理想的硬而脆的塑料而言，在分子链上通过接枝共聚技术在分子中引入低体积分数的软嵌段，可以明显改善材料的冲击性能。
如无定形星型苯乙烯-丁二烯聚合物是由75%的聚苯乙烯链段和25%的聚丁二烯链段组成的嵌段共聚物，这种材料的韧性与一般橡胶改性的聚苯乙烯相似，且透明性好，可以用作透明包装材料[3]。
互穿聚合物网络（IPN）是一种应用目前尚不广泛而非常有前景的塑料化学改性方法，其特点是通过化学作用强迫各组分的分子链相互缠结形成相互贯穿的交联聚合物网络，实现抑制不相容聚合物热力学上相分离的目的，增加组分间的相容性，形成更加精细的共混物结构[3]。
2.4表面改性
随着高分子材料工业的的发展，不仅对塑料的内在性能提出更高的要求，而且对材料的表面的要求也越来越高，如吸附、粘合、润滑、染色、电镀、印刷、防雾等都要求塑料有适当的表面性能[3，15]。
为了适应现代化工业对材料多功能化的需求，需要对聚合物表面进行改性，常用的塑料表面改性方法有化学改性和物理改性。
物理改性包括表面机械改性、表面涂覆改性、表面真空镀、溅射、喷射及物理气相沉积等方法；
化学改性包括表面火焰改性、溶液处理、放电、射线辐射、电镀、离子镀、接枝聚合、渗氮及化学气相沉积等方法[16]。
等离子体法是塑料表面改性的重要手段之一，一般聚合物材料经等离子体处理后，在表面会产生一些新的基团，从而改变聚合物的表面性质，如亲水性或疏水性、增加表面粘结性、改善印染性等。
吴越等[17]人利用等离子体接枝法对超高分子量聚乙烯纤维进行表面处理，在纤维表面产生活性官能团，有效地提高了纤维/环氧复合材料的剪切强度（从5.93MPa提高到17.5MPa）,就接枝效果而言，等离子体-紫外接枝法比离子焊接法好。
Hsieh等[18]研究发现，等离子体对聚合物表面的处理效果随时间衰退。
采用腐蚀性试剂对塑料表面进行处理是化学表面改性的重要重要组成部分，如工业中在对PP、PE、ABS等塑料镀金前常用铬酸洗液对其表面进行清洗，清晰后的塑料表面不仅表面的无定形聚合物被清除，在表面形成结构复杂的孔穴，而且还有可能在表面引入极性基团，有利于金属在塑料表面沉积。
近年来，表面光接枝技术也得到充分的发展，已由传统的表面改性向更高层次的表面高性能化或表面功能化方向发展[3]。
这种方法最突出的特点是在不改变本体性能的前提下获得不同于本体性能的表面特征，常用光源是工业成本相对较低而选择性好的紫外光。
3、结束语
塑料改性技术不仅是企业降低成本，增加经济效益的重要手段，而且是企业提高产品技术含量，增加产品附加值的重要途径。
尽管改性塑料的应用已经深入到国民经济的各个领域，但仍有一系列的难题需要解决。
如共混改性塑料时面临产品成型加工的尺寸稳定性问题，塑料填充改性时面临的产品“增重”和填充物表面处理问题，湿法表面改性中产生的大量废液问题等等。
随着科学技术的进步，新的改性技术的不断出现，一些关键问题也面临着历史性的突破。
一旦这些技术的某些环节取得进展，必将给塑料行业的发展带来革命性的变化。
如华东理工大学高分子合金研究室正在研究的低温固相挤出工艺，不仅有效地解决了回收PET在二次加工中的降解问题，而且制备的PET合金的力学性能优于新料产品。
对塑料进行改性是获得具有独特功能新型高分子化合物最便捷的途径之一。
为了满足某种用途的要求，如抗老化、抗静电、抗菌等，开发一种全新结构的高分子化合物有时是不可能的，或者可能耗子巨大，而采用对高分子材料的功能化改性技术相对简单得多。
塑料回收再用的主要技术应用
迄今为止，包装工业仍是中国塑料工业最大的应用领域。
专家预测，2005包装用塑料同比将增长15%以上，达到625万吨。
与应用量的不断增长相比，中国包装用塑料的回收利用却极不乐观。
废塑回收应用领域狭窄，可谓回收发展的一大障碍。
本期特别介绍国内外关于废塑料回收再用的几种主要技术。
燃料
最初，塑料回收大量采用填埋或焚烧，造成大量的资源浪费。
因此，国外将废塑料用于高炉喷吹代替煤、油和焦，用于水泥回转窑代替煤烧制水泥，以及制成垃圾固形燃料（RDF）用于发电，效果理想。
RDF技术最初由美国开发。
近年来，日本鉴于垃圾填埋场不足、焚烧炉处理含氯废塑料时HCI对锅炉腐蚀严重，而且燃烧过程中会产生二恶英污染环境，利用废塑料发热值高的特点混配各种可燃垃圾制成发热量20,933kJ/kg和粒度均匀的RDF后，既使氯得到稀释，同时亦便于贮存、运输和供其他锅炉、工业窑炉燃用代煤。
高炉喷吹废塑料技术也是利用废塑料的高热值，将废塑料作为原料制成适宜粒度喷入高炉，来取代焦炭或煤粉的一项处理废塑料的新方法。
国外高炉喷吹废塑料应用表明，废塑料的利用率达80%，排放量为焚烧量的0.1%~1.0%，产生的有害气体少，处理费用较低。
高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治理“白色污染”开辟了一条新途径，也为冶金企业节能增效提供了一种新手段。
德国、日本从1995年就已有成功的应用。
发电
垃圾固形燃料发电最早在美国应用，并已有RDF发电站37处，占垃圾发电站的21.6%。
日本已经意识到废塑料发电的巨大潜力。
日本结合大修已将一些小垃圾焚烧站改为RDF生产站，以便集中后进行连续高效规模发电，使垃圾发电站的蒸汽参数由30,012提高到45,012左右，发电效率由原来的15%提高到20%~25%。
日本环境省正在大力支持以废塑料为主的工业垃圾发电事业，并在2003年度的预算中提出10亿日元的额度，以着手辅助对5处废塑料发电设施的整备工作。
计划到2010年在日本全国共建150个废塑料发电设施，使工业垃圾发电成为新能源的重要一翼。
目前日本每年形成的废塑料总量近500万吨，2000年为489万吨。
其中25%作为塑料原料回收循环再用；
42%埋掉；
6%白白烧掉；
只有3%用来发电。
当然如果能100%回收循环利用最好，但有些废塑料目前尚无法循环再利用。
用废塑料进行发电可以减少煤炭、石油的消耗，以及二氧化碳的排放。
日本计划到2010年将目前垃圾发电量提高5倍，使年垃圾发电量达400万千瓦以上。
油化
由于塑料是石油化工的产物，从化学结构上看，塑料为高分子碳氢化合物，而汽油、柴油则是低分子碳氢化合物，因此，将废塑料转化为燃油是完全可能的，也是当前研究的重点领域。
国内外在这方面均已取得一些可喜的成绩，如日本的富士回收技术公司，利用塑料油化技术，从1公斤废塑料中回收0.6升汽油、0.21升柴油和0.21升煤油。
他们还投入18亿日元建成再生利用废塑料油化厂，日处理10
吨废塑料，再生出1万升燃料油。
美国肯塔基大学发明了一种把废塑料转化为燃油的高技术，出油率高达86%。
中国北京、海南、四川等地均有关于塑料转化为燃油研究成果的报道，但尚未看到工业化的实际应用。
建筑应用
各种废塑料都不同程度地粘有污垢，一般须加以清洗，否则会影响产品质量。
利用废塑料和粉煤灰制造建筑用瓦对废塑料的清洗要求并不十分严格，有利于工业化应用中的实际操作。
向塑料中加入适当的填料可降低成本，降低成型收缩率，提高强度和硬度，提高耐热性和尺寸稳定性。
从经济和环境角度综合考虑，选择粉煤灰、石墨和碳酸钙作填料是较好的选择。
粉煤炭表面积很大，塑料与其具有良好的结合力，可保证瓦片具有较高的强度和较长的使用寿命。
将消泡后的废聚苯乙烯泡沫塑料加入一定剂量的低沸点液体改性剂、发泡剂、催化剂、稳定剂等，经加热可使聚苯乙烯珠粒预发泡，然后在模具中加热制得具有微细密闭气孔的硬质聚苯乙烯泡沫塑料板，可用作建筑物密封材料，保温性能好。
复合再生
复合再生所用的废塑料是从不同渠道收集到的，杂质较多，具多样化、混杂性、污脏等特点。
由于各种塑料的物化特性差异大而且多具有互不相容性，它们的混合物不适合直接加工，在再生之前必须进行不同种类的分离，因此回收再生工艺比较繁杂。
国际上已有先进的分离设备可以系统地分选出不同的材料，但设备一次性投资较高。
一般来说，复合再生塑料的性质不稳定，易变脆，故常被用来制备较低档次的产品，如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨鞋等。
目前，国内渖阳、青岛、株洲、邯郸、保定、张家口、桂林以及北京、上海等地分别由日本、德国引进20多套（台）熔融法再生加工利用废塑料的装置，主要用于生产建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充剂等。
合成新材料
匈牙利科学家研究出将塑料垃圾转化成为工业原料并进行再利用的新技术，从而改变了以往将这些垃圾随便丢弃或进行焚烧的做法。
据介绍，科学家们使用该项新技术能将塑料垃圾加工成一种新型合成材料。
实验表明，这种合成材料与沥青按比例混合后可以用来铺路，增加路面的坚硬程度，减少碾压痕迹的出现，还可以制成隔热材料而广泛用于建筑物上。
专家认为，由于该技术是塑料垃圾转化为新的工业原料，不仅在环保方面意义重大，而且还能够减少石油、天然气等初级能源的使用，达到节约能源的效果。
中科院广州化学所科学家经多年研制而成的SPS高效减水剂系列产品，可赋予混凝土良好的保塑性能、防水性能及抗冻结性能。
SPS高效减水剂主要由废旧聚苯乙烯塑料构成，根据聚苯乙烯较容易引进离子基团的性质，通过化学反应，将离子基团引入到废旧聚苯乙烯苯环上，使经过改性的废旧聚苯乙烯，具有表面活性剂作用，能使水泥丧失包裹拌合水的能力，达到减水的效果。
另外，由于聚苯乙烯是分子量很高的高分子物质，在水泥混凝土凝固过程中，这种改性聚苯乙烯分子可在水泥颗粒表面形成薄膜，提高水泥颗粒间粘合力，从而增强水泥混凝土的强度，因而成为优良的水泥防水、减水剂和增强剂。
制取基本化学原料、单体
混合废塑料经热分解可制得液体碳氢化合物，超高温气化可制得水煤气，都可用作化学原料。
德国Hoechst公司、Rule公司、BASF公司、日本关西电力、三菱重工近几年均开发了利用废塑料超高温气化制合成气，然后制甲醇等化学原料的技术，并已工业化生产。
近年来，废塑料单体回收技术也日益受到重视，并逐渐成为主流方向，其工业应用正在研究中。
现时研究水平已达到单体回收率聚烯烃为90%，聚丙烯酸酯为97%，氟塑料为92%，聚苯乙烯为75%，尼龙、合成橡胶为80%等。
这些结果的工业应用也在研究中，它对环境及资源利用将会产生巨大效益。
美国Battelle
Memorial研究所已成功开发出从LDPE、HDPE、PS、PVC等混合废塑料中回收乙烯单体技术，回收率58%（质量分数），成本为3.3美元/kg。
人造沙
2004年起，日本V-ARC公司开始将家电以及汽车等产生的废塑料粉碎制成人造沙。
废塑料制成的人造沙将应用于地基改良材料以及混凝土二次制品等。
将废塑料再利用为人造沙的例子非常罕见。
V-ARC公司计划在2005年5月将其发展成年产值5亿日元的大事业。
资料显示，日本国内每年有500万吨左右的废塑料不能被再利用，其中大部分不得不采取掩埋以及焚烧的方法处理。
V-ARC打算把这些废塑料粉碎有效利用为人造沙。
人造沙的颗粒大小在1.5毫米到7.0毫米间，能够根据用途自由设定。
与天然沙相比，人造沙的特征是成本低、重量轻（不到天然沙的一半）；
颗粒大小均一，不含水等。
人造沙可以应用于各种建筑材料、屋顶绿化材料、地基改良材料、瓦片、瓷砖以及外墙材料等。
科技进步为塑料回收描绘绿色前景
当你将一个用过的塑料瓶扔进回收桶时，你或许会为自己有道德的举动而颇感自豪。
没错，你这个看似简单的举手之劳，却避免了这个塑料瓶被埋入垃圾堆的命运，使得它可以被回收利用。
尽管你的愿望是美好的，但事实上，目前的塑料回收没你想象的那样环保。
现存回收技术不环保
目前大多数塑料回收厂，特别是那些设在亚洲的回收厂，使用的还是水洗技术。
塑料瓶被送到回收厂后，先是被切成碎片，然后通过浮选槽，由于塑料瓶的瓶体是由聚对苯二甲酸乙二酯（PET）制成，瓶体碎片将沉降在槽底，而瓶盖则漂浮在水面上，由此将两者分开，分别加以回收处理。
分离出的聚对苯二甲酸乙二酯通过另一个洗涤槽，洗去商标碎片、胶粘剂及其他杂质，然后再经淋洗、干燥就可以融化，供再次使用。
按照上述方法，每处理1斤塑料，平均要消耗2升水。
这意味着回收厂不能建在水源缺乏的地区。
漂洗槽中的水通常含有化学污染物、胶粘剂、商标碎片、食品残渣等等，如何处理这些洗涤用水也是个问题。
在美国，根据各个州的法律要求，这些废水要么进入地下排污系统，要么直接排入附近的河流中，回收厂因此经常因为排水达不到当地环保要求而被惩罚。
另外，经过这种方法处理回收的塑料不能满足食品和饮料行业的要求，从而无法进入食品和饮料包装这个最大、也是最有利可图的市场，只能转化成一些工业包装用品和纺织原料，换取微薄的利润。
上世纪90年代曾在美国俄亥俄州开过塑料回收厂的加理·
德劳仁提斯说：
“我们每回收500克塑料，只能赚1美分，而且还要不停地交罚款，没办法，工厂只好关门。
”
类似的回收厂在美国已不多见。
事实上，2005年，全美国共回收约5.3亿公斤塑料，其中的一半以上被运往亚洲国家。
英国的情况更严重，每年9000万公斤回收塑料约有3/4运往亚洲，因为亚洲国家的劳动力便宜，政府对环保的要求没那么严格。
unPET回收技术有进步
位于美国南加州斯巴腾伯格的联合资源回收公司不甘寂寞，发明了一种称为unPET的回收技术。
他们先用腐蚀性的药剂（如氢氧化钠）将那些切成碎片的塑料表面“啃”去一层，这样留下的就是干净的PET。
为了加快上述过程，需要在200℃加热4小时。
然后用少量磷酸洗去残留在塑料上面的氢氧化钠。
世界上第一家使用unPET技术的塑料回收厂于2000年在瑞士开业，目前全世界共有8家类似的回收厂。
美国食品及药物管理局已经批准，经过这种方式回收的塑料，可以用于食品及饮料包装。
这些工厂看来不用担心关门了，因为他们的利润要丰厚一些。
即便如此，unPET技术仍不适合那些水源稀缺的地区，因为在实施腐蚀过程以前，仍然需要用水洗涤塑料，尽管用水量只是通常方法的一半。
澳大利亚木林道夫的一家回收厂建立了自己的循环水处理系统，基本上能够自给自足。
新型回收技术环保好
加理·
德劳仁提斯不甘心失败。
他在加州成立了一家ECO2公司，最近开发了一种革命性的塑料回收技术。
按照该技术，先将切碎的塑料浸泡在一种称为乳酸乙酯的溶剂中进行清洗，然后用液态二氧化碳对这些碎片进行激烈的冲洗，将所有残留的乳酸乙酯带走。
清洗好的塑料可以融化供再次使用。
二氧化碳及其夹带的乳酸乙酯则用泵抽入一个蒸馏装置内，二氧化碳在常温下即挥发，而乳酸乙酯则要加热蒸发，二者分别收集供循环使用。
蒸馏装置底部剩余的则是那些塑料污染物和溶剂残留，在常温下是固体，很容易处理。
因为二氧化碳和乳酸乙酯是循环使用的，而且没有废液产生，不需要特别的环保许可，因此大大降低了工厂的运行成本，加理估计每回收500克PET可赚10美分。
乳酸乙酯由甜菜根和玉米制造，美国食品及药物管理局已经批准其可作为食品制造机器的清洁剂，因此乳酸乙酯作为回收塑料的清洗剂应该是安全的，用这种方法回收的塑料可以用于食品和饮料包装。
ECO2公司正在等待美国食品及药物管理局的批准书，以便其在加州的工厂开工。
如果开足马力的话，这家工厂一年能回收2700万公斤PET。
石油价格的不断上涨刺激了对回收塑料的需求，越来越多的工厂在兴建。
加理计划在年底前在南加州再开一家年回收2700万公斤PET的工厂。
无独有偶，英国一家使用unPET技术的塑料回收厂今年12月份将在伦敦开张，它可以处理英国每年9000万公斤回收塑料的1/3。
但需要回收的塑料瓶数却没有同步增加。
据统计，2005年，在美国，所有使用过的PET塑料瓶的回收率只有23％。
在英国，回收率也只在23％—30%之间。
专家担心如果这种状况得不到改善，将阻碍这一产业的发展，运往亚洲国家的塑料瓶也必然会减少，没有原料，谁也开不成工厂。
回收聚丙烯的改性利用
增强改性:
回收PP的拉伸强度较低，一般制品在18~25MPa左右，用短玻璃纤维（SGF）增强后，其拉伸强度可达30~35MPa左右。
为了改进纤维与树脂的界面性能，常用偶联剂如KH550、KH560、
KH570等，偶联剂的用量一般是纤维含量的0．2％一1．5％，对不同情况有必要试验确定。
聚丙烯的氯化:
回收PP也可像回收PE一样进行氯化，氯化产物具有广泛的
应用。
如APP经氯化可得到氯化APP（CAPP），它具有优良的粘
结性能，可制造粘结剂，用于粘结PE、PVC、PA、
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