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做座废旧塑料制品的回收及再生利用技术综述下

发布时间:2021-10-15 05:22:20 阅读: 来源:千斤顶厂家

废旧塑料制品的回收及再生利用技术综述(下)

4 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CO2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。

4.1 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入光增敏基团或加入光敏性物质,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入羰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[18]。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[19]。典型的光敏剂有芳香酮、芳香胺、乙酰丙酮铁、2 羟基 4 甲基苯乙酮肟铁、硬脂酸铁、二烷基二硫代氨基甲酸铁和二茂铁衍生物。在PE、PP、PVC和PS等聚合物中适量添加这些光敏剂都是行之有效的[20]。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 生物降解塑料。

4.2 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[21]。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,国家质检局展开严查罗纹钢质量行动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[18]。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,主要包括微生物聚酯和微生物多糖,其中以前者研究较多。研究发现,目前可用于合成微生物聚酯的细菌约有80多种,发酵底物主要为C1—C5的化合物[22]。微生物合成型降解材料中最典型的是羟基丁酸和羟基戊酸共聚物(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3 液压系统的连接源以降低成本。

化学合成型材料大多是在分子结构中引入酯基结构的脂肪族聚酯,在自然界中其酯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)、聚己内酯(PCL)、聚丁二醇丁二酸酯(PBS)等。目前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。掺混型材料是将2种或2种以上的高分子物共混聚合,其中至少有1种组分为生物可降解的。该组分多采用淀粉、纤维素等天然高分子,其中又以淀粉居多,主要有淀粉填充型、淀粉接枝共聚型和淀粉基质型。

4.3 光-生物降解塑料

光 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[23]。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2013年3月14日添加光敏剂、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[18]。光 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。如福州师范大学环境材料研究所开发的可降解、可焚烧塑料材料,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,并可达到减量化、节省资源的目的[24]。

5 展 望

塑料制品对人类社会仍具有不可替代的功用,并且其消费量还将不断增大,但它对环境的影响却是人类长期面临的课题。要彻底治理“白色污染”,必须政策和技术两方面并重,积极采取有效措施。

(1)加强回收利用,这是有效治理“白色污染”的主要途径。一方面,要把废塑料回收工作与垃圾的分类结合起来,尽可能在废塑料进入垃圾堆之前,就将其分类收集起来。另一方面,技术上要支持和加强回收利用工艺的研究工作,不断开发出不同类型的具有较高使用价值的产品,扩大废塑科再生利用应用领域。

(2)不断规范废塑料回收再利用的交易、加工市场的经营,逐渐形成废塑料交易、加工基地,使废塑料行业逐渐由松散型向紧密型发展。

(3)开发降解塑料。国家应大力支持降解塑料特别是完全降解塑料的开发研究,推动降解塑料在各个领域的应用。

(4)治理“白色污染”不能光靠企业和个人的自觉性,必须加强环境保护及相关法律建设,制定必要环保政策。

(5)加强宣传教育。治理“白色污染”是一个庞大的系统工程,需要全社会的共同支持和参与,因此要大力开展宣传教育,提高公民的环保意识。 我们相信只要持有积极的、负责的态度,依靠科学技术,发挥我们的聪明才智,请取出备用保险丝安装便可把回收及再利用工作做好,塑料工业的发展与自然环境的保护就一定能和谐共处,共创双赢。

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