高分子廢棄物資源化利用與研究進(jìn)展

1、摘 要高分子材料自問世以來給人類生活帶來便利的同時(shí)也帶來了極大的負(fù)效應(yīng),其形成“白色污染”, 影響生態(tài)環(huán)境和危害人體健康。高分子廢棄物的傳統(tǒng)處理方法是焚燒和填埋，其對(duì)環(huán)境的危害較大。隨著自然資源與能源資源的匱乏廢棄高分子材料循環(huán)利用越來越受到人們的重視，且成為全球環(huán)保界關(guān)注的熱點(diǎn)。本文通過介紹高分子廢棄物的來源、特點(diǎn)及影響，闡明了對(duì)高分子廢棄物回收處理的意義，并系統(tǒng)介紹了國(guó)內(nèi)外高分子廢棄物回收處理現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)外高分子廢棄物回收再生技術(shù)的最新進(jìn)展，并且對(duì)高分子廢棄物循環(huán)利用技術(shù)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：高分子廢棄物；回收；再生；資源化AbstractThe polymer material has l

2、ived since being published for the humanity brings the convenience at the same time also to bring the enormous negative effect, its formation “the white pollution”, affects the ecological environment and the harm human body health. The polymer rejects tradition processing method is burning down and

3、fills in buries, it the harm is big to the environment. Abandon the polymer material circulation use along with the natural resource and the energy resources to be valued peoples more and more deficiently, and becomes the global environmental protection attention the hot spot. This article through t

4、he introduction polymer rejects origin, the characteristic and the influence, had expounded to the polymer waste disposal processing significance, and the system briefed the domestic and foreign polymer waste disposal processing present situation as well as the domestic and foreign high polymer wast

5、e disposal regeneration technology newest progress, and has carried on the forecast to the polymer reject circulation using the technology. Key word: polymer reject; recycling; regeneration; converting into resources目 錄第第 1 1 章章 概概 述述 .1 11.1 引言.11.2 高分子廢棄物的來源、特點(diǎn)及影響 .21.3 高分子廢棄物回收處理的意義 .6第第 2 2 章章 高

6、分子廢棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀高分子廢棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀 .8 82.1 國(guó)外高分子廢棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀 .82.2 國(guó)內(nèi)高分子廢棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀 .102.3 高分子廢棄物資源化利用存在的問題.112.4 本論文研究?jī)?nèi)容.12第第 3 3 章章 高分子廢棄物循環(huán)處理技術(shù)進(jìn)展高分子廢棄物循環(huán)處理技術(shù)進(jìn)展 .13133.1 高分子廢棄物的前期處理.133.2 物理循環(huán)回收技術(shù) .173.3 化學(xué)回收技術(shù) .213.4 熱能再生 .26第第 4 4 章章 高分子廢棄物循環(huán)利用技術(shù)展望高分子廢棄物循環(huán)利用技術(shù)展望 .28284.1 研究高效無污染的廢舊塑料熱能轉(zhuǎn)換焚燒裝置 .284.2 研究能將廢舊塑料改性成高

7、附加值產(chǎn)品的方法和設(shè)備 .284.3 建立健全有關(guān)廢棄物回收的法律法規(guī)，提高全民環(huán)保意識(shí).29結(jié)論結(jié)論 .3030參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .3131致謝致謝 .3333第 1 章 概 述1.1 引言高分子材料自上世紀(jì)問世以來，因具有質(zhì)量輕,加工方便，產(chǎn)品美觀實(shí)用等特點(diǎn)，頗受人們青睞，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著塑料制品消費(fèi)量的不斷增長(zhǎng)，塑料廢棄物也迅速增加，對(duì)環(huán)境的影響日趨突出。廢塑料棄物的處理也成為全球性的問題。況且，高分子材料的原料是石油和天然氣，都是不可再生的資源。近年來，石油原料的有效開采儲(chǔ)量迅速下降，能源價(jià)格不斷上升，更加速了廢舊高分子材料的資源化進(jìn)程。70 年代初，美國(guó)就開始研究塑料對(duì)環(huán)境的

8、污染問題，制止亂丟廢棄物，積極處置廢棄物。他們采取的措施主要是減少來源、回收利用、焚燒作為能源利用、填埋等。西歐國(guó)家對(duì)固體廢棄物的管理采取一致行動(dòng)，目標(biāo)一體化，但也考慮各自的地理環(huán)境、人口、工業(yè)生產(chǎn)能力、國(guó)民的生活習(xí)慣等因素。德國(guó)焚燒技術(shù)較為完善；英國(guó)仍以填埋為主,約占其城市固體廢棄物的 8%1；但是，現(xiàn)在歐洲最重要的發(fā)展趨勢(shì)是塑料原料的回收和再利用。意大利塑料廢棄物的回收利用工作十分活躍，除了回收利用本國(guó)的廢棄聚乙烯制品外，還從其他國(guó)家如德國(guó)、法國(guó)進(jìn)口大量的塑料廢棄物進(jìn)行回收。日本是亞洲塑料廢棄物回收利用工作做得較好的國(guó)家之一，日本塑料廢棄物的收集、分類、處理、利用都已系列化、工業(yè)化。我國(guó)有

9、關(guān)部門已將廢舊塑料資源化列入議事日程：國(guó)家科委已將廢舊塑料資源化列入科技攻關(guān)項(xiàng)目；環(huán)保局將廢棄塑料列為 21 世紀(jì)在環(huán)保領(lǐng)域要控制的三大重點(diǎn)之一，指出必須強(qiáng)化管理，依靠科技進(jìn)步搞好回收利用；國(guó)家經(jīng)委等部門也將塑料棄物的綜合利用列入重點(diǎn)課題。1.2 高分子廢棄物的來源、特點(diǎn)及影響塑料，特別是熱塑性塑料，從生產(chǎn)加工到消費(fèi)使用的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生廢料，我們稱之為廢棄塑料（Waste Plastics） 。生產(chǎn)加工時(shí)產(chǎn)生的廢棄塑料叫消費(fèi)前廢棄塑料或工業(yè)生產(chǎn)廢棄塑料（Preconsumer or Industrial Waste Plastics） ，其總量少、回收成本低且回收價(jià)值大，通常由生產(chǎn)加工部門

10、直接回收。消費(fèi)使用后產(chǎn)生的廢棄塑料叫消費(fèi)后廢棄塑料（Postconsumer Waste Plastics） ，其總量很大、分散地很不集中，這類廢棄塑料回收成本高，容易造成環(huán)境污染。本論文提及的廢棄塑料是指后者。常見的高分子材料有：塑料、橡膠、合成纖維和復(fù)合材料等。圖 1 顯示了2000 年中國(guó)這些材料的消耗量2，據(jù)此可見，它們的循環(huán)回收利用已迫在眉睫。合成纖維 450萬(wàn)噸31%塑料 800萬(wàn)噸55%橡膠 180萬(wàn)噸12%復(fù)合纖維 22萬(wàn)噸2%復(fù)合纖維橡膠合成纖維塑料圖 1-1 2000 年中國(guó)各種高分子材料的消耗量塑料具有質(zhì)輕、耐腐蝕、機(jī)械加工性能好、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)

11、領(lǐng)域。全球塑料年產(chǎn)量十分巨大，表 1 顯示了一些國(guó)家塑料的年產(chǎn)量。表 1-1 各國(guó)塑料的年產(chǎn)量1990 年2000 年2004 年2008 年美國(guó)1000 萬(wàn)噸1700 萬(wàn)噸1900 萬(wàn)噸2000 萬(wàn)噸日本400 萬(wàn)噸1000 萬(wàn)噸1100 萬(wàn)噸1300 萬(wàn)噸意大利-中國(guó)250 萬(wàn)噸-872 萬(wàn)噸-塑料制品廣泛地應(yīng)用工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多產(chǎn)業(yè)上，并和人們的生活密切相關(guān)，同時(shí)也產(chǎn)生了大量塑料廢棄物，廢舊塑料的來源有如下幾個(gè)方面：工業(yè)生產(chǎn)廢棄塑料在這個(gè)環(huán)節(jié)里，產(chǎn)生的廢舊塑料少，也容易回收。（1）來自于樹脂生產(chǎn)。主要是合成樹脂生產(chǎn)中產(chǎn)生的等外品，副產(chǎn)品以及過篩時(shí)殘?jiān)?。這些廢舊塑料，一般廠方采用循環(huán)使用的

12、方法來處理，而實(shí)際上沒有形成廢料。（2）來自于塑料制品的生產(chǎn)。塑料制品中不可避免有余邊、澆口、次品，這些都屬于廢料之列。塑料二次加工所產(chǎn)生的邊角料、次品等也是廢舊塑料的來源，但大多數(shù)加工廠可自行消化解決。消費(fèi)后廢棄塑料在這個(gè)環(huán)節(jié)里，產(chǎn)生的廢舊塑料多。占的比例也比較大，使用壽命也比較短促，回收也比較困難。（1）工、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的廢舊塑料。我國(guó)是一個(gè)制造工業(yè)大國(guó)，也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，工、農(nóng)用塑料占塑料制品中的比重大，這個(gè)比例還在逐年上升。工業(yè)領(lǐng)域中的廢舊塑料制品來源有包裝材料、管件、管道等;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的廢舊塑料制品來源有下列幾個(gè)方面：農(nóng)用地膜和棚膜；編織袋，如化肥、種子、糧食的包裝編織袋；農(nóng)用水利管件，包

13、括硬質(zhì)、軟質(zhì)、排水、輸水管道：塑料繩索和網(wǎng)具等。（2）商業(yè)部門廢棄的塑料制品。經(jīng)銷環(huán)節(jié)：雜貨店和私人經(jīng)營(yíng)店、批發(fā)店，這些部分可回收塑料制品為一次性包裝材料，它們本身基本上無污染，該類塑料制品可通過一次回收、分類，即可再生處理；消費(fèi)環(huán)節(jié)：旅店、飯店、旅游區(qū)、餐廳、火車、汽車等出售的食品盒、飲料瓶、包裝袋等塑料雜品，這一類塑料制品均用過，有污染，除了分類之外，還要進(jìn)行清洗處理。（3）家庭中日用廢舊塑料用品。日常生活中所用的塑料用品在整個(gè)塑料用品中比重大，且呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。一次性塑料用品：主要是包裝材料，如包裝繩、包裝袋、包裝盒、家用電器的聚苯乙烯泡沫塑料的減震材料；非一次性用品:各種塑料器皿、燈具、

14、文具、飲具、廁具、化妝用具等塑料物品。這幾種日常用品被隨時(shí)隨地丟棄，這類廢棄塑料數(shù)量很大，大部分存在于城市生活垃圾之中，約占城市生活垃圾的 2%一 10%，回收利用時(shí)分選、清洗等前期處理成本高，無論是直接回收利用，還是改性綜合利用都很困難3。目前己經(jīng)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，通常所說白色垃圾，主要是指這部分廢棄塑料。它們基本是聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。由于具有良好的理化性質(zhì)，高分子材料被廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車等產(chǎn)品中。隨著這些產(chǎn)品的報(bào)廢，大量的熱固性塑料被廢棄。廢棄熱固塑料主要具備以下特性：（1）高增長(zhǎng)性目前我國(guó)電視機(jī)的社會(huì)保有量達(dá) 3.5 億臺(tái)、冰箱社會(huì)保有量達(dá) 1.3 億臺(tái)、洗衣機(jī)

15、社會(huì)保有量達(dá) 1.7 億臺(tái)。這些電器多是 20 世紀(jì) 80 年代中后期進(jìn)入家庭的，按 10 年至 15 年的使用壽命計(jì)算，從 2003 年起，我國(guó)每年至少有 500 萬(wàn)臺(tái)電視機(jī)、400 萬(wàn)臺(tái)冰箱、600 萬(wàn)臺(tái)洗衣機(jī)要報(bào)廢。電視機(jī)外殼、冰箱內(nèi)膽、冷凍盒、冷藏盒、洗衣機(jī)桶、面板等都是高分子廢棄物的主要貢獻(xiàn)因子。另外，每年拆解的報(bào)廢汽車約為 100 萬(wàn)輛，廢棄高分子材料約 2 萬(wàn)噸。據(jù)汽車行業(yè)專家預(yù)測(cè)，隨著我國(guó)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，隨后的 20 年我國(guó)將進(jìn)入汽車報(bào)廢的高峰期，高分子廢棄物的產(chǎn)生量也會(huì)大大增長(zhǎng)。（2）難處理性高分子材料具有獨(dú)特的三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，具有不溶不熔的性質(zhì)。這種性質(zhì)充分體現(xiàn)了熱固

16、性塑料作為基礎(chǔ)材料的優(yōu)越性，但是，高分子材料遭到廢棄后，其不溶不熔的性質(zhì)便成為再生利用的最大技術(shù)障礙。（3）價(jià)值再生性高分子材料又是不可多得的再生資源。廢棄高分子材料通過資源化技術(shù)再生，可用作生產(chǎn)活性炭、物流托盤等產(chǎn)品的原材料。1.2.3 高分子廢棄物的影響塑料的大量生產(chǎn)，也導(dǎo)致大量廢棄塑料的產(chǎn)生，美國(guó) 1989 年塑料廢棄物的排放量為 1050 多萬(wàn)噸，到 2000 年已經(jīng)增加到 1600 多萬(wàn)噸，日本 1990 年塑料生產(chǎn)量為 1260 萬(wàn)噸，塑料廢棄物量 550 多萬(wàn)噸，塑料廢棄物量接近生產(chǎn)量的一半。如果這些廢棄塑料全部進(jìn)入環(huán)境，在自然環(huán)境中逐漸積累起來，形成了白色污染，生態(tài)環(huán)境就會(huì)不堪

17、重負(fù)4，由此帶來的損害主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）廢棄塑料的逐漸積累造成垃圾堆放點(diǎn)增多，填埋所用耕地面積加大，費(fèi)用增加，同時(shí)耕地的減少，又會(huì)引發(fā)糧食問題5。.（2）焚燒廢棄塑料6雖然可以獲得能量，由此而產(chǎn)生的二氧化碳、氯化氫、二噁英等有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。（3）大塊泡沫塑料、農(nóng)用地膜等進(jìn)入土壤，殘留時(shí)間長(zhǎng)，特別是聚苯乙烯泡沫塑料，在土壤中可數(shù)百年不分解，影響了土地的滲透性，使土質(zhì)變壞，長(zhǎng)期影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。（4）江河、湖泊及海洋漂浮物中多半以上是廢棄塑料，水生物誤食或纏結(jié)后，大量死亡。1984 年，意大利居民在亞德利亞海打撈上一頭死鯨魚，經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)，它吞下了 50 多個(gè)塑料袋，有幾個(gè)塑料袋卡

18、在喉嚨窒息而死。圖 1-2 顯示了被白色垃圾嚴(yán)重污染的楠溪江景區(qū)。圖 1-2 被白色垃圾嚴(yán)重污染的楠溪江景區(qū)（5）廢棄塑料中?；煊懈鞣N污染物和有害物，生活垃圾主要來源于家庭及商業(yè)服務(wù)業(yè)，這類塑料夾雜著大量污染物并攜帶各種細(xì)菌和病原體，污染環(huán)境。醫(yī)療塑料中含有更多的細(xì)菌，象結(jié)核桿菌、肺炎球菌等。它們?cè)谑占?、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的條件下，會(huì)發(fā)生細(xì)菌病原體的蔓延與繁殖，以及有機(jī)物腐敗會(huì)產(chǎn)生惡臭氣味和黑臭垃圾水，這些污染物進(jìn)入環(huán)境，會(huì)造成直接或潛在的嚴(yán)重危害7。（6）造成資源的巨大浪費(fèi)，熱固性塑料的高分子材料基本成分（單體）主要來自石油。一樣，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看石油等資源不會(huì)“取之不盡，用之不竭” ，因此與其它自然資源，

19、可以通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)再利用的廢棄熱固塑料也是一種再生資源。如果廢棄熱固塑料直接廢棄，將造成巨大的資源浪費(fèi)。（7）廢棄熱固塑料對(duì)環(huán)境的影響，廢棄熱固塑料填埋處理對(duì)環(huán)境的影響一直以來，填埋是處理廢棄熱固塑料的主要方法。眾所周知，一是填埋侵占有限耕地，嚴(yán)重浪費(fèi)國(guó)土資源:二是熱固性塑料性質(zhì)穩(wěn)定，填埋后經(jīng)久不腐，貽害未來。它們滯留在土壤里就破壞了土壤的透氣性能，降低了土壤的蓄水能力，影響了農(nóng)作物對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收，阻礙了禾苗根系的生長(zhǎng)，從而造成農(nóng)作物的大幅度減產(chǎn)，使耕地劣化。此外，塑料添加劑中的重金屬離子及有毒物質(zhì)會(huì)在土壤中通過擴(kuò)散、滲透，直接影響地下水質(zhì)和植物生長(zhǎng)。耐腐蝕抗細(xì)菌本是塑料制品的一大優(yōu)點(diǎn)，

20、但它們成為垃圾后卻成為科學(xué)家們頭痛的難題，在無空氣無光照的情況下，微生物難以分解有機(jī)物，塑料垃圾在填埋中需 200 年后方能分解殆盡。三是填埋后塑料垃圾經(jīng)雨水長(zhǎng)期沖刷，使大量有害物質(zhì)帶入人類的生活壞境，造成對(duì)子孫后代的危害。由上述所見，采用填埋法處理廢棄熱固塑料對(duì)環(huán)境的污染是一種長(zhǎng)期累積效應(yīng)，百害而無一利。廢棄熱固塑料焚燒處理對(duì)環(huán)境的影響焚燒是廢棄熱固塑料處置的另一種方法。塑料在熱分解過程中，聚合物發(fā)生裂解，釋放出大量的有害氣體，如聚氨酯燃燒產(chǎn)生氰化物，焚燒含氯塑料，不僅產(chǎn)生對(duì)環(huán)境破壞極大的氯氣、氯化氫及二噁英氣體，而且還產(chǎn)生 CO、NOx、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的

21、影響。在塑料焚燒過程中，作為塑料填充、染色等無機(jī)金屬也被揮發(fā)于大氣之中，如 Pb、As 等有害物質(zhì)，造成大氣污染。這些有害物質(zhì)對(duì)人體的傷害極為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為肝功能紊亂和神經(jīng)受損，并使癌癥的病發(fā)率上升等?？傊瑖?yán)重危害生態(tài)環(huán)境的塑料廢棄物己成了全球公害，治理廢棄塑料污染已是迫在眉睫的問題。1.3 高分子廢棄物回收處理的意義廢舊塑料的回收利用，從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)角度來說，有著巨大的潛在力和現(xiàn)實(shí)意義8。廢舊塑料是城市固體廢物中含有能量最高的一種，拋棄廢舊塑料就等于拋棄了有價(jià)值的能源。將廢舊塑料回收利用，制造各種再生制品如一般的塑料包裝材料，節(jié)約了用于制造樹酯的石油原料和樹酯制造能耗，故回收利用廢舊塑料是

22、值得的。當(dāng)然，焚燒廢舊塑料也可以回收能量，但利用率不及再生制品。加之，我國(guó)一方面塑料的原料不足，且需求量又大，所以應(yīng)該回收再利用廢舊塑料作為二次材料源。塑料原料的價(jià)格，隨油價(jià)的上升而上升。新原料塑料制品的價(jià)格比回收利用再生制品的價(jià)格高得多，只要滿足使用的要求條件，再生制品的潛在價(jià)格優(yōu)勢(shì)相當(dāng)可觀。利用廢舊塑料可以制成具有一定質(zhì)量級(jí)別再生制品，雖然性能較新的制品差一些，色澤外觀要降級(jí)，但是其價(jià)格比新原料塑料制品低得多，何況再生制品在某些部門，如農(nóng)業(yè)、建筑和工業(yè)的某些領(lǐng)域并不構(gòu)成安全隱患問題。PVC 聚氯乙烯直接利用廢舊 PVC 潛力很大，廢舊 PVC 制品量年均 26 萬(wàn)噸之多。再生管材如普通的再

23、生制品建筑業(yè)中的電線外管，其要求在受熱可彎曲不塌陷。然而在具體做法上，應(yīng)注意 PVC 制品的類別，鈣型 PVC 制品（己有大量的填料） ，再生料的溶融流動(dòng)性及力學(xué)性能低，這時(shí)應(yīng)該與其它添料適當(dāng)配合使用。廢舊塑料的綜合利用主要包括下面兩個(gè)方面：一 燃料化因廢舊塑料是熱量值很高的材料，用其制造料也是很有價(jià)值的。對(duì)于那些難以清洗、分選處理、無法回收利用的混雜廢舊塑料，可以在焚燒爐中焚燒，回收其散發(fā)的熱能，木材的燃燒熱約為 15GJ/Kg，聚乙烯的燒熱為 43GJ/Kg，聚氯乙烯的燃燒熱為 18GJ/Kg，廢舊塑料的燃燒熱一般皆高于木材，其熱能回收頗具有潛力，是一種理想的燃燒，它可以制成固體燃料，也可

24、先液化油類，再制成液體燃料，但用于燃燒，其中氯的量應(yīng)控制在 0.4%以下。二 原料化1 多樹脂膠：用廢舊塑料生產(chǎn)多功能的樹脂膠、木板膠、印刷膠。利用聚苯乙烯塑料可于苯的同系物和鹵代烷系列等有機(jī)溶劑的特性，可制成多種涂料和膠粘劑。2 防滲劑：它主要以廢舊塑料中的聚苯乙烯泡沫塑料為原料，加入少量增塑劑，采用熱熔工生產(chǎn)而成，此法生產(chǎn)的防滲劑具有良好的密封性，附著力強(qiáng)，耐酸堿、抗老化、本低、效益好，其防水、防腐蝕性大大超過瀝青油膏，使用壽命可達(dá) 20 年以上。3 防銹劑：用廢舊塑料生產(chǎn)的防銹漆，成本低廉，可直接涂于鋼鐵表面，有防滲透、防銹、防腐作用，還可以適用于民用家具的表面油漆。第 2 章 高分子廢

25、棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀2.1 國(guó)外高分子廢棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀二十世紀(jì)九十年代以來，廢舊塑料的回收利用受到了世界各國(guó)的更大關(guān)注。各國(guó)政府相繼制訂了相關(guān)的政策法規(guī)，采取了有效的對(duì)策和措施，廢舊塑料的簡(jiǎn)單回收利用、化學(xué)回收利用及能源回收利用技術(shù)有了較大進(jìn)步，回收利用率達(dá)到60%以上。美國(guó)、日本、意大利、德國(guó)是目前世界上回收利用廢舊塑料工作做得較好的國(guó)家。下面以這四國(guó)為例，簡(jiǎn)略分析廢舊塑料的回收利用狀況。（1）美國(guó)美國(guó)一直是世界上塑料生產(chǎn)的第一大國(guó)，它每年的塑料廢物也居世界首位。據(jù)美國(guó)塑料生產(chǎn)者協(xié)會(huì)匆算，到 2000 年美國(guó)的廢舊塑料將超過 1600 萬(wàn)噸。美國(guó)回收利用廢舊塑料品種的比例約為包裝制品占 50%

26、、建筑材料占 18%，消費(fèi)品占11%，汽車配件占 5%，電子電氣制品占 3%。其塑料品種所占比例分別為聚烯烴類占 61%，聚氯乙烯占 13%，聚苯乙烯占 10%，聚醋類占 11%、其他占 5%.近年來，美國(guó)各級(jí)政翁色畜告了七些涉及塑料廢棄物的法規(guī)，除聯(lián)邦議會(huì)關(guān)于處理塑料廢棄物的措施及開發(fā)研究議案外.各州制定了近 800 項(xiàng)有關(guān)城市垃圾管理的法規(guī)。尤其是對(duì)塑料廢棄物，各州的立法不盡相向。除了用立法的強(qiáng)硬措施解決塑料廢棄物問題外，民間組職也來取了有效措施和切實(shí)可行的辦法。如新澤西州的塑料再生中心（CPRR）建造了不處理熱塑性塑料的浪置，具有年產(chǎn) 3500 噸再生粒料的能力，為了消除廢塑料對(duì)生態(tài)環(huán)境

27、的長(zhǎng)期危害，美國(guó)在 80 年代中期曾推行可降解塑料，由于技術(shù)問題，現(xiàn)在轉(zhuǎn)而又以回收利用為主要措施來解決廢塑料制品對(duì)環(huán)境的危害。（2）日本日本是世界僅次于美國(guó)的第二大塑料生產(chǎn)國(guó)，塑料的年產(chǎn)量超過 1400 萬(wàn)噸，消費(fèi)量近 1000 萬(wàn)噸，90 年代初廢塑料年排出量約為 560 萬(wàn)噸，現(xiàn)己增至約 900萬(wàn)噸，廢塑料占生活垃圾體積的 3050%。日本國(guó)土狹小、人口稠密，日益增多的廢塑料已經(jīng)不能再采用焚燒（造成大氣污染）和掩埋（造成土壤與地下水污染）。廢塑料的危害對(duì)日本人的生存環(huán)境形成了嚴(yán)重的威脅。為了促進(jìn)廢塑料的回收利用工作的開展，日本早在 1971 年就設(shè)立了“塑料處理促進(jìn)協(xié)會(huì)” ，但那時(shí)日本社會(huì)

28、對(duì)廢塑料回收利用工作并未給子足夠的重視。直到 80 年代末約有 15%的廢塑料通過垃圾焚化發(fā)電回收能量，作為材料回收的僅限于發(fā)泡聚苯乙烯家電包裝緩沖材料和盤碟餐具、PVC 農(nóng)膜、少量聚酯瓶。1991 年 4 月日本政府制定了“再生資源利用促進(jìn)法” ，其中規(guī)定了飲料等包裝瓶在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)加上材料種類標(biāo)志，以便于廢棄后回收重用。1993 年通產(chǎn)省發(fā)表了“21 世紀(jì)廢塑料處理規(guī)劃計(jì)劃” ，2000 年廢塑料回收重用率達(dá)到 65%（其中熱能回收 50%，材料回收 15%） ，21 世紀(jì)初回收重用率達(dá)到 90%（熱能回收 70%，材料回收 20%） 。1996 年 6 月制定了“容器包裝分別收集及再資源化法

29、” ，規(guī)定 1997 年 4 月開始強(qiáng)制實(shí)行 PET 瓶的回收，2000 年 4 月開始強(qiáng)制實(shí)行 PET 以外的塑料容器包裝的回收。有關(guān)建筑行業(yè)的廢塑回收法也在擬定中。（3）意大利在歐洲回收利用廢舊塑料工作做得最好的是意大利。意大利 90 年代塑料原材料年產(chǎn)量已超過 300 萬(wàn)噸，年均排出廢塑料約 140 萬(wàn)噸，其中聚乙烯占 42%，聚丙烯占 10%，聚氯乙烯（含苯乙烯共聚物）12%其他類占 18%意大利研制出從城市固體垃圾中分離廢舊塑料的機(jī)械系統(tǒng)，可以有效地分離并處理聚乙烯膜。再生粒料的大宗用途是與部分聚乙烯樹脂混合后生產(chǎn)垃圾袋，袋類制品。得到的聚乙烯還可生產(chǎn)管材及異型材、中空制品、注塑制品

30、等再生產(chǎn)品。意大利科學(xué)家最近發(fā)明了一種新技術(shù)?？梢詮膹U塑料的混合物中生產(chǎn)出高強(qiáng)度高價(jià)值的聚合物。這種技術(shù)是通過分解廢塑料的分子，然后使這些分子重新化合成雜交分子，從而產(chǎn)生均勻熔化。最新的方法是在混合物中添加固體二氧化碳，二氧化碳在一定壓力下變成液體，從而產(chǎn)生像熱球碰撞一樣的輕微爆炸，部分二氧化碳在幾秒鐘內(nèi)蒸發(fā)成氣體，結(jié)果是各種分子碎片在分解鏈的端點(diǎn)和不成對(duì)的電子發(fā)生高速反應(yīng)，迅速重新化合，形成堅(jiān)固的新聚合物。由此所得的復(fù)合材料具有同純聚乙烯一樣的強(qiáng)度，與 PVC 塑料一樣堅(jiān)硬和耐用。（4）德國(guó)德國(guó)（指原西德）的廢棄物處理法是 1972 年制定的，比日本 1970 年出臺(tái)的廢棄物處理擴(kuò)清掃法規(guī)晚

31、了兩年，但歷經(jīng)四次修改后提高到一個(gè)很高的水平。1991 年 6 月。德國(guó)頒布了包裝條例 ，它是世界上第一個(gè)針對(duì)所有包裝廢物進(jìn)行回收的條例，塑料是該條例規(guī)定的包裝材料之一。為了與這個(gè)政令相結(jié)合，成立了德國(guó)雙向回收系統(tǒng)公司，在德國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)負(fù)責(zé)商品包裝廢物的回收利用。1993 年 3 月，德國(guó)聯(lián)邦議會(huì)通過了新的廢棄物處理法。這個(gè)法律主張“用再資源化代替簡(jiǎn)單的廢棄物處理” 。（5）其他國(guó)家目前，世界各國(guó)投入大量人力和物力，積極推廣和開發(fā)各種回收利用廢舊塑料既高效又經(jīng)濟(jì)、易于推廣的關(guān)鍵技術(shù)。致力于開拓其適合的應(yīng)用領(lǐng)域和開發(fā)高附加值產(chǎn)品。英國(guó)、法國(guó)等一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家也非常重視廢舊塑料的回收利用，均通過立

32、法、實(shí)施行政措施等方法促進(jìn)這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展，并取得了較好的成效，回收利用率不斷提高。在發(fā)展中國(guó)家，塑料制品的人均消費(fèi)比發(fā)達(dá)國(guó)家低得多，相應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物較少，但是各國(guó)政府對(duì)廢舊塑料的回收利用仍很重視。廢舊塑料的回收利用已被公認(rèn)為解決塑料污染的有效途徑。2.2 國(guó)內(nèi)高分子廢棄物循環(huán)利用現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)廢塑料回收業(yè)作為一新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)為我國(guó)廢舊塑料資源再生、治理“白色污染”、保護(hù)生態(tài)環(huán)境作出了一定的成績(jī)。突出的有：以浙江省東陽(yáng)廢塑城為首的七大廢舊塑料集散地；大連、成都、重慶、沈陽(yáng)、株洲、青島、邯鄲、張家口、北京、鄭州等地分別從日本、德國(guó)引進(jìn)了20余套熔融再生利用廢舊塑料生產(chǎn)裝置；山東省棗莊市山亭區(qū)桑村鎮(zhèn)用廢舊

33、塑料制編織袋加工基地等。另外，還有各地塑料加工企業(yè)或引進(jìn)或開發(fā)的不同生產(chǎn)規(guī)模的各類廢舊塑料回收加工裝置等。這些廢舊塑料集散地、加工基地、回收加工裝置等已經(jīng)初步形成了我國(guó)的廢舊塑料加工業(yè)，消耗掉相當(dāng)數(shù)量的“白色垃圾”。如山東省的桑村鎮(zhèn)塑料編織袋加工基地，擁有塑料顆粒加廠201家，塑料編織廠23家，形成了廢舊塑料的收購(gòu)、運(yùn)輸、加工、印刷一條龍，每年吃掉“白色垃圾”12萬(wàn)噸，年產(chǎn)編織袋5億條，年銷售額3.5億元。但是，與國(guó)外廢舊塑料回收利用加工業(yè)相比，無論從技術(shù)、規(guī)模、回收率以及經(jīng)營(yíng)管理等各個(gè)方面，我國(guó)在總體上還是相對(duì)比較落后的。例如：上世紀(jì)80年代末，美國(guó)的廢舊塑料回收率為9%，20世紀(jì)末達(dá)到35

34、%以上；而我國(guó)上世紀(jì)80年代末約在5%左右，20世紀(jì)末仍不足20%。在一些重視能源回收利用的國(guó)家，其塑料回收率極高，如瑞典高達(dá)91%，其中78%用于能源回收；丹麥的回收率為85%，其中76%用于能源回收。德國(guó)、奧地利、瑞士、荷蘭、比利時(shí)等這些歐盟國(guó)家都有相當(dāng)高的回收利用率。1992 年我國(guó)在有關(guān)部門支持下，中國(guó)塑料工業(yè)協(xié)會(huì)成立了全國(guó)廢舊塑料回收利用專業(yè)委員會(huì)來指導(dǎo)全國(guó)廢舊塑料的回收利用工作。據(jù)農(nóng)業(yè)部和中國(guó)輕工業(yè)總會(huì)等部門估計(jì)，我國(guó) 1994 年產(chǎn)生廢塑料的量達(dá) 400 萬(wàn)噸，約占當(dāng)年塑料消費(fèi)（810 萬(wàn)噸）的 50%左右，這一數(shù)量還將隨著消費(fèi)水平的提高而增加。中國(guó)目前一年生的廢塑料達(dá) 500

35、萬(wàn)噸，其中只有 10%加以回收利用，2030%被焚燒或填埋，6070%被堆放、任意丟棄或倒入江河湖海。廢塑料的組成中聚乙烯的比例最大，其次是聚氯乙烯和聚丙烯。我國(guó)廢塑料的再生利用起步較早，到 80 年代初，廢塑料的再生利用率（指再生樹脂占塑料制品生產(chǎn)的比例）已超過 20%，高于當(dāng)時(shí)有些歐美國(guó)家。目前，每年約有 130 萬(wàn)噸的廢塑料（包括進(jìn)口廢塑料和國(guó)內(nèi)回收的廢塑料）用于再生利用。1994 年 810 萬(wàn)噸塑料消費(fèi)中就有 16%為再生塑料制品。雖然從絕對(duì)數(shù)量上看廢塑料的回收和再生利用有很顯著的增長(zhǎng)，回收量從1980 年 24 萬(wàn)噸增加到了 1994 年 73 萬(wàn)噸，但比較而言，國(guó)內(nèi)廢塑料的回收率

36、（即回收量占消費(fèi)量的比例）和再生利用率都有明顯下降的趨勢(shì)89。我國(guó)廢塑料回收利用技術(shù)經(jīng)過了近 20 年的探索，有一定的進(jìn)展，回收利用企業(yè)也初具規(guī)模。但技術(shù)的發(fā)展局限性很大，回收方式單一，目前僅在熔融再生利用方法上具備一定的基礎(chǔ)，而在熱分解回收油和氣、回收化工原料、焚燒回收熱能等利用方面進(jìn)展較緩慢，可以說才剛剛起步。至于混合廢塑料的分選分離技術(shù)，更是落后，基本上還未涉足。而且，廢塑料回收利用的加工企業(yè)，絕大部分是小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，甚至很多是個(gè)體企業(yè)。由于條件所限，普遍存在工藝技術(shù)落后，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋，工人素質(zhì)差，產(chǎn)品質(zhì)量低等現(xiàn)象，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來我國(guó)相繼從日本、德國(guó)引進(jìn) 20 余

37、臺(tái)熔融法再生加工利用廢塑料的裝置，這些設(shè)備的進(jìn)口，促進(jìn)了我國(guó)廢塑料回收利用技術(shù)的研究，在相當(dāng)程度上加強(qiáng)了我國(guó)廢塑料回收利用裝備力量。但從應(yīng)用情況來看，大部分引進(jìn)設(shè)備存在著一些問題，主要表現(xiàn)在:能耗高，直接增大了運(yùn)行費(fèi)用，影響回收利用效益;吞吐量大，因回收環(huán)節(jié)的原因，造成一些設(shè)備“吃不飽” ，處于半開機(jī)或停機(jī)狀態(tài)，易損件配套跟不上，致使整機(jī)性能難于充分發(fā)揮，影響著產(chǎn)品質(zhì)量；不適合國(guó)情，因國(guó)內(nèi)廢塑料品種、成分等與國(guó)外有差異，設(shè)備的運(yùn)用效果受影響10。我國(guó)政府加強(qiáng)法律法規(guī)建設(shè)，促進(jìn)廢棄資源回收利用。修訂環(huán)境保護(hù)法 ，在總則中對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出原則性規(guī)定，在分則中單列清潔生產(chǎn)和資源的回收、再利用、再生利用

38、規(guī)定?；?qū)⑵浞稚⒌轿廴痉乐?、資源與生態(tài)保護(hù)的章節(jié)之中。制定與清潔生產(chǎn)促進(jìn)法相銜接的循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法 ，規(guī)定循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本方針、指導(dǎo)思想、基本原則、具體的法律制度和責(zé)任。修訂固體廢物污染環(huán)境防治法 、 水污染防治法 、 礦產(chǎn)資源法等專門性的環(huán)境法律，對(duì)資源的節(jié)約、回收、再用做出特殊的規(guī)定；修訂政策采購(gòu)法 、 稅收征管法和商業(yè)銀行法等法律，在其中納入政府扶持和經(jīng)濟(jì)刺激的內(nèi)容。我國(guó)政府正在努力營(yíng)造一個(gè)利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的良好的法律環(huán)境，但是，國(guó)家缺乏對(duì)廢棄塑料回收利用行業(yè)和再加工企業(yè)扶持的具體政策，針對(duì)廢棄熱固塑料回收的法律法規(guī)以及經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策更是處于真空狀態(tài)。我國(guó)廢棄塑料的回收主要依靠傳統(tǒng)的物資回收系

39、統(tǒng)進(jìn)行，輔助以人工從垃圾或其他渠道回收，集中后再進(jìn)行分類、然后再進(jìn)行加工處理的模式，到目前為止這種模式仍然發(fā)揮著重要作用，而且完全市場(chǎng)化。但是，目前的家電產(chǎn)品以及汽車所使用的塑料種類不盡相同，同一產(chǎn)品中由于廠家不同所用塑料原料的種類也不同，有時(shí)塑料原料種類相同而所使用的添加劑或者配方和功能母料不同，傳統(tǒng)的物資回收系統(tǒng)無論在回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還是分類技術(shù)開發(fā)方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)，回收壓力較大。2.3 高分子廢棄物資源化利用存在的問題通過對(duì)國(guó)內(nèi)外廢棄熱固塑料的回收現(xiàn)狀的分析不難看出，目一前我國(guó)廢棄塑料回收存在的問題主要是以下幾個(gè)方面：（1）全社會(huì)對(duì)這個(gè)行業(yè)缺少理性認(rèn)識(shí)和政策扶持。主要表現(xiàn)在，人們環(huán)保意識(shí)普

40、遍不強(qiáng)，對(duì)廢舊塑料回收利用認(rèn)識(shí)不足；民眾普遍認(rèn)為用再生塑料制成的產(chǎn)品是劣質(zhì)產(chǎn)品；國(guó)家缺乏對(duì)廢棄塑料回收利用行業(yè)和再加工企業(yè)扶持的具體政策。（2）缺少完善的廢棄塑料回收體系。我國(guó)傳統(tǒng)的物資回收系統(tǒng)缺乏規(guī)劃和管理，在管理和專業(yè)技術(shù)方面存在很大缺陷。（3）借鑒國(guó)外技術(shù)、專利，直接從事塑料回收利用應(yīng)用技術(shù)試驗(yàn)的研究較多，缺少逆著塑料合成路線探索塑料裂解機(jī)理的理論探索。沒有足夠的理論指導(dǎo)，是我國(guó)廢舊塑料回收利用技術(shù)缺少根本性進(jìn)展的一大原因。（4）國(guó)內(nèi)各地各單位在廢舊塑料回收利用技術(shù)研究一定程度上存在著重復(fù)性，總體上缺乏系統(tǒng)性。如：從事單一品種廢塑料回收技術(shù)研究的多，從事混合廢舊塑料研究的少；從事廢舊塑料

41、再生或裂解技術(shù)研究的多，從事混合廢舊塑料分揀技術(shù)研究的少；從事廢舊塑料焚燒回收能源技術(shù)的少，從事廢舊塑料裂解催化劑研究的少；從事實(shí)驗(yàn)室技術(shù)試驗(yàn)的多，進(jìn)行配套工藝設(shè)備研究開發(fā)的少等。（5）廢舊塑料回收利用技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用重視不夠，許多實(shí)驗(yàn)室成果并沒有及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。（6）對(duì)于污染最嚴(yán)重、收集最困難的居民家庭廢棄塑料的回收應(yīng)用技術(shù)，沒有引起足夠的重視，沒能進(jìn)行技術(shù)研究，而這類廢棄塑料恰恰是污染最嚴(yán)重的。（7）我國(guó)廢舊塑料回收加工業(yè)規(guī)模仍然相對(duì)較小，與我國(guó)這個(gè)塑料生產(chǎn)、消費(fèi)大國(guó)每年產(chǎn)生大量廢舊塑料的規(guī)模極不相稱，且簡(jiǎn)單加工的多，技術(shù)含量低。（8）我國(guó)廢舊塑料引起的環(huán)境污染問題，沒有引起像歐美國(guó)家那樣

42、的全社會(huì)的廣泛關(guān)注，國(guó)民環(huán)保意識(shí)不夠，國(guó)家重視不夠，環(huán)保立法不夠。2.4 本論文研究?jī)?nèi)容本論文共分為四個(gè)部分。第一章為第一部分，作為全篇的開端，通過查閱大量的文獻(xiàn)資料，介紹高分子廢棄物的來源及影響，通過這些介紹，提出了高分子廢棄物回收處理的意義。第二部分為第二章，系統(tǒng)介紹了國(guó)內(nèi)外高分子廢棄物回收利用現(xiàn)狀，通過對(duì)比國(guó)內(nèi)外的一些情況，提出了國(guó)內(nèi)高分子廢棄物回收利用過程中存在的一些問題。第三章為第三部分，作為是本論文的主題部分，從高分子廢棄物的前期處理、物理回收方法、化學(xué)回收方法、熱能再生四個(gè)方面介紹了高分子廢棄物回收處理技術(shù)，并對(duì)每種方法進(jìn)行系統(tǒng)、全面的分析、評(píng)價(jià)，第四部分為第四章，通過對(duì)前面各種

43、方法和技術(shù)的總結(jié)，提出了高分子廢棄物回收利用新見解，對(duì)高分子廢棄物回收利用進(jìn)行展望。第 3 章 高分子廢棄物循環(huán)利用技術(shù)進(jìn)展高分子廢棄物回收利用技術(shù)主要有前期處理、物理方法、化學(xué)方法以及熱能再生技術(shù)。圖 3-1 廢塑料資源化利用技術(shù)3.1 高分子廢棄物的前期處理廢棄塑料的收集是回收過程的第一步，由于廢棄塑料分散在各個(gè)地方，收集措施、方式的不同，直接影響收集效率、收集成本。我國(guó)的塑料生產(chǎn)工業(yè)近幾年發(fā)展很快，但廢棄塑料的回收工作相對(duì)落后11，我國(guó)廢棄塑料的回收率不及世界平均水平的三分之一，原因是我們的收集方法落后，收集成本高、效率低，民眾環(huán)境意識(shí)差等。廢棄塑料回收業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家十分重視以下幾點(diǎn)：（1

44、）建立完善的廢棄塑料收集體系。此點(diǎn)涉及諸多因素，如專業(yè)社會(huì)收集體系的建立，垃圾的分類投放，收集點(diǎn)的廢棄塑料盛放儀器，運(yùn)輸車輛，減容設(shè)備等。我國(guó)目前為止沒有形成專業(yè)的社會(huì)收集體系，也沒有專門的收集法規(guī)，絕大多數(shù)城市還沒有實(shí)現(xiàn)垃圾分類投放。（2）強(qiáng)制執(zhí)行塑料制品的標(biāo)識(shí)碼。標(biāo)識(shí)碼有助于消費(fèi)者的投放及回收企業(yè)的分離，己被很多國(guó)家采用，并證明是行之有效的方法。我國(guó)也于 1996 年底制訂了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，但執(zhí)行的塑料生產(chǎn)企業(yè)很少，有必要強(qiáng)制執(zhí)行。（3）引導(dǎo)企業(yè)放棄一些不利于塑料回收的制品設(shè)計(jì)方案。如日本在 1997 年就頒布了設(shè)計(jì)的“管理指導(dǎo)準(zhǔn)則”：不準(zhǔn)在塑料瓶直接印刷；塑料瓶上的標(biāo)簽必須能用物理方法去掉；

45、不用染色的聚酯瓶等，其目的就是為了收集方便，降低回收成本。（4）加大宣傳力度，提高國(guó)民環(huán)境保護(hù)意識(shí)。廢棄塑料的來源很復(fù)雜，不僅含有各種雜質(zhì)，而且種類不同的塑料也混雜在一起，給回收利用帶來困難，同時(shí)由廢料生產(chǎn)的制品質(zhì)量也大大降低。在廢棄塑料回收利用前，必須進(jìn)行預(yù)處理12，工藝過程為:收集、分選、破碎、分離雜質(zhì)、沖洗、干燥和造粒。其中分選工序最重要，現(xiàn)有的分選技術(shù)有：人工分選、電選、風(fēng)選、密度分選、水選、浮選、磁選、溶解分選及光選等方法，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往采取一種或幾種方法相結(jié)合來分選。（1）人工分選 盡管這種方法最為原始，但目前仍然廣泛使用，分選步驟：去雜質(zhì)、按原制品分類、按樹酯品種分類、按顏色

46、質(zhì)量不同分類。（2）風(fēng)篩分選 利用廢棄塑料密度不同，使空氣從橫行或縱向吹過來實(shí)現(xiàn)分選。風(fēng)篩分選的裝置有兩種13，圖 3-2 與圖 3-3：圖 3-2 橫式風(fēng)力篩選裝置 圖 3-3 立式風(fēng)力篩選裝置（3）磁性分選利用磁性除去廢棄塑料中的鐵質(zhì)金屬。（4）溶解分選 利用不同塑料對(duì)有機(jī)溶劑溶解性的差異來實(shí)現(xiàn)分選。常用溶劑有甲苯、二甲苯。大學(xué)在溶劑分選聚氯乙烯（PVC） 、低密度聚乙烯（LDPE） 、聚苯乙烯（PS）等時(shí)采用以下工藝14 ，如圖 3-4：圖 3-4 Houston 大學(xué)的溶劑分選流程（5）密度分選利用不同密度的塑料在特定密度溶液中的沉浮特性的不同將塑料分選。常用的分離液有水、飽和食鹽水、

47、酒精溶液和氯化鈣水溶液等。分選聚丙烯（PP） 、低密度聚乙烯（LDPE） 、高密度聚乙烯（HDPE） 、聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC）的混合物時(shí)，分選工藝如圖 3-5：圖 3-5 密度分選法流程圖（6）靜電分選 利用塑料靜電感應(yīng)后帶有不同電荷的特性進(jìn)行分離15一種用于細(xì)粒分選的新型靜電分選機(jī)，它與密度無關(guān)。方法是先將廢舊塑料干燥，粉碎成小塊;加入調(diào)節(jié)劑和表面活性劑等，以提高其摩擦帶電性；強(qiáng)力攪拌，使之摩擦帶電，不同塑料產(chǎn)生相反電荷。當(dāng)帶電荷的塑料顆粒自由落體經(jīng)過 120kV 的高壓電場(chǎng)時(shí)，受到兩極的吸引，帶正電荷的被吸到負(fù)極一側(cè)。此裝置底部有兩塊擋板，可將不帶電荷塑料粒子重新返回裝置，進(jìn)

48、行分離。基本原理如圖 3-6 所示：圖 3-6 靜電分選的基本原理靜電分選最適合于兩種廢棄塑料混合物，多種廢棄塑料混合物效果差，只有聚氯乙烯總是帶負(fù)電能從中分離出來。（7）浮游分選利用廢棄塑料的疏水性和親水性進(jìn)行分選。使用潤(rùn)濕劑改變塑料表面的潤(rùn)濕性，使部分塑料由疏水性變?yōu)橛H水性而下沉，而疏水性的塑料表面附著小氣泡仍然上浮，達(dá)到分離目的。此方法可與密度分選的沉浮法互補(bǔ)使用。塑料廢棄物來源復(fù)雜，通常附著灰塵、泥沙、油污等異物，為提高回收塑料再造制品的質(zhì)量，必須對(duì)其表面進(jìn)行清洗。堿水或石灰水清洗、刷洗、冷水漂洗和晾干。間歇式清洗：將廢棄塑料放入水槽中用水沖洗，機(jī)械攪拌下去掉污垢，如沙子、水泥等，沉入

49、水槽底部；用裝有專用泵的沉淀池將碎木、紙屑凈化;手工方法將附著牢固的油墨、標(biāo)簽等去掉后，放入堿液中，在機(jī)械攪拌下去掉污垢。最后將清洗過的碎廢舊塑料送入離心機(jī)中甩干，經(jīng)過兩次空氣干燥后，殘留的水分0.5%。連續(xù)式清洗：將廢棄塑料用傳送帶送入粉碎機(jī)，進(jìn)行粗粉碎，然后送到大塊分離段，沙石等沉入水底，并按時(shí)運(yùn)走，上浮的物料經(jīng)過輸送輥送入濕磨機(jī)，然后進(jìn)入沉淀池，所有比水重的東西都被分離出來。將濕的塑料碎屑在旋風(fēng)分離器中機(jī)械干燥，然后通過隧道式干燥機(jī)進(jìn)行熱空氣干燥，將干燥后的物料收集起來，準(zhǔn)備造粒。3.2 物理循環(huán)回收技術(shù)物理回收循環(huán)利用技術(shù)主要是指簡(jiǎn)單再生利用和復(fù)合再生利用(或改性再生)。簡(jiǎn)單再生系指回

50、收的廢舊塑料制品經(jīng)過分類、清洗、破碎、造粒后直接進(jìn)行成型加工。如聚氛乙烯廢舊硬質(zhì)板材、管材等硬制品經(jīng)過上述處理后可直接擠出板材，用于建筑物中的電線護(hù)管。這類再生利用的工藝路線比較簡(jiǎn)單，且表現(xiàn)為直接處理和成型。因?yàn)槲床扇∑渌男约夹g(shù)，再生制品的性能欠佳，一般只作檔次較低的塑料制品。改性再生利用指將再生料通過機(jī)械共混或化學(xué)接枝進(jìn)行改性，如增韌、增強(qiáng)并用復(fù)合活性粒子填充的共混改性，或交聯(lián)、接枝、氯化等化學(xué)改性，使再生制品的力學(xué)性能得到改善或提高，可以做檔次較高的再生制品。這類改性再生利用的工藝路線較復(fù)雜，有的需要特定的機(jī)械設(shè)備，并且要求塑料的成分單一;對(duì)一些特殊的工藝，條件要求苛刻，比如溫度、改性劑

51、的用量及配置等難以控制。氣巴嘉基公司生產(chǎn)出一種含抗氧劑、共穩(wěn)定劑和其他活性、非活性添加劑的混合助劑，可使回收材料性能基本上恢復(fù)到原有水平。荷蘭也有人開發(fā)出一種化學(xué)增溶劑，能將包含不同聚合物的回收塑料健和在一起。美國(guó)報(bào)道采用固體剪切粉碎工藝進(jìn)行機(jī)械加工，無須加熱和熔融便可將數(shù)脂進(jìn)行分子水平剪切，形成互熔的共混物。共混物大部分由 HDPE 和 LLDPE 組成，極限拉伸強(qiáng)度和撓曲模量可與由HDPE 和 LLDP 純料相比美。近兩年出現(xiàn)的固相剪切擠出法、反應(yīng)性共混法、多層夾心注塑技術(shù)以及反應(yīng)擠塑法則使一些難以回收的廢塑料的再生利用成為可能。改性再生需重點(diǎn)關(guān)注的是日本寶冢市工業(yè)技術(shù)研究開發(fā)試臉?biāo)l(fā)明了

52、一種方法，可將廢紙和廢聚乙烯加工合成水材，這種合成幾木材可以和天然木材一樣加工，質(zhì)地也和天然木材一樣好。澳大利亞克萊頓聚合物合作研究中心研究出一種用聚乙薄膜邊角料和廢紙纖維素纖維生產(chǎn)建筑業(yè)上用木材替代物的生產(chǎn)工藝，該加工過程系在一臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)進(jìn)行，工藝溫度低于 200，能避免纖維的降解。用該方法生產(chǎn)的新聞紙/聚乙烯復(fù)合材料的外觀，密度和機(jī)械性能與硬纖維板相似，可用標(biāo)準(zhǔn)工具進(jìn)行切割、成型等，再釘釘子時(shí)防裂性能好。目前，我國(guó)大連、成都、重慶、青島、鄭州、沈陽(yáng)、株洲、邯鄲、保定、張家口、桂林、北京等地己從日本、德國(guó)引進(jìn) 20 多套熔融法再生利用廢塑料的裝置，主要用于建材、再生塑料制品、土木材料、

53、涂料、塑料填充劑等。3.2.1 塑木技術(shù)塑木技術(shù)使用木粉式植物纖維高份額填充聚乙烯和聚丙烯樹脂，同時(shí)添加部分增粘及改性劑經(jīng)擠出、壓制或擠壓成型為板材，可替代相應(yīng)的天然木制品，除具有木材制品的特性外，還具有強(qiáng)度高、防腐、防蟲、防濕、使用壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用、阻燃等優(yōu)點(diǎn)。近年來國(guó)內(nèi)外塑木板材制品的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速。木粉填充改性塑料國(guó)外早已開始研究，但高份額的木粉填充則是近幾年才有較大發(fā)展。在日本，有名的“愛因木”就是該產(chǎn)品；加拿大的協(xié)德公司也已開發(fā)出類似的塑料制品；奧地利辛辛那提公司及 PPT 模具公司開發(fā)出各種塑木板材制品；我國(guó)唐山塑料研究所、國(guó)防科技大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)等在早些時(shí)候在低份額木

54、粉改性填充樹脂體系中進(jìn)行塑木產(chǎn)品專用設(shè)備的開發(fā)。此外，無錫、杭州及安徽等地也有企業(yè)和個(gè)人進(jìn)行這方面的研究。目前,塑木板材主要使用在如下場(chǎng)合；公園、建筑材料、隔音材料、包裝材料、圍墻以及各種墊板廣告地板等。比利時(shí)先進(jìn)回收技術(shù)公司將混雜塑料合金化，生產(chǎn)出塑料木材制成柵欄、跳板、公園座椅、道路標(biāo)志等；日本一家公司利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料制造低成本的消音材料，收到良好的消音效果，目前它已被用作發(fā)電站隔音設(shè)施的墻壁、天花板以及高速公路隔音墻等。日本“愛因木”制造工藝：混合熔融造粒。將廢木材或鋸末等木屑粉碎到50200m 并干燥脫水，以不同比例和干洗凈的廢塑料混合后加入該公司開發(fā)的混合熔融機(jī)，加熱熔融后再

55、用愛因技術(shù)制成顆粒小球。此時(shí)，木粉和廢塑料已達(dá)到分子級(jí)結(jié)合。擠出熔融成型。將混合球熔融后，利用擠出機(jī)壓入模具中擠緊,使木粉的纖維結(jié)合后從前方引出，利用中空模具制成中空板材，亦可制成其它形狀的產(chǎn)品。表面處理。將復(fù)合木材表面研磨處理后露出木紋，給人以高度的木材感。特點(diǎn)：比膠合板強(qiáng)度大，具有和鋁板一樣的尺寸穩(wěn)定形，不易變形，吸水少，適于戶外使用。120下不軟化，有優(yōu)良的耐熱性，對(duì)螺釘?shù)谋３至?qiáng)，約為膠合板的 3.5 倍?？勺杂赏垦b和連接，具有高耐水性。研磨后木質(zhì)感強(qiáng)，可用于汽車內(nèi)裝和家具之用。此項(xiàng)技術(shù)除在日本推廣外，我國(guó)天津中欣再生資源開發(fā)有限公司正在引進(jìn)該技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備。建成后應(yīng)抓緊掌握并消化吸收

56、，以便及時(shí)推廣，用廢塑料再生利用解決我國(guó)禁伐天然林后的木材短缺問題。3.2.2 土工材料化土工材料只要求某些物理性能和化學(xué)性能的技術(shù)指標(biāo)，因此利用廢塑料生產(chǎn)土工制品的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益較好。例如利用廢 PP 或 HEPE 加工成降低地表水位的盲溝或防止滑坡塌方的土工格柵；用廢 PP 制土筋等。美國(guó)得克薩斯州大學(xué)采用黃砂、石子、液態(tài)寵物和固化劑為原料制成的混凝土；日本一家公司利用廢塑料制成園藝用新型培養(yǎng)土。黃玉惠等將廢舊附言改性制成附加值高的高效水泥減水增強(qiáng)劑，對(duì)水泥減小率高于 19%，并可將水泥的最終強(qiáng)度提高 40%，可廣泛用于水壩、橋梁和高樓等大型土建工程。用廢橡膠可以制成人工魚礁、水土保持

57、材料、緩沖材料和鐵路路基。在許多國(guó)家廢車胎用來作山區(qū)或沙岸、堤壩的水土保持材料。如圖 3-7 所示，將水土易流失的斜面修出一定的坡面，再將廢胎平鋪于坡面上。在土質(zhì)松軟的地段，每17 條平鋪的廢胎豎直埋入一條輪胎加固,在廢胎腔內(nèi)填土，植入樹草等。圖 3-7 用廢車胎作水土保持材料示意圖廢舊塑料替代鋼鐵、水泥等作為土木建筑材料既減少了鋼材的使用量降低了生產(chǎn)成本又提高了材料的耐腐蝕、保溫、方便等使用性能。英國(guó) Delleve 塑料公司花費(fèi)多年時(shí)間研究回收的乳酸飲料瓶與高密度聚乙烯共混物添加增容劑經(jīng)過沖壓改性制成單層和雙層的波紋管材，用于公路排水、農(nóng)業(yè)及地基設(shè)施等建設(shè)。Oshima16，Atwood1

58、7利用廢舊塑料生產(chǎn) U 型路邊排水溝、蓋子、公路的隔離帶和護(hù)欄等綠化設(shè)施。Mahmoud18將不同粒徑的沙子與聚乙烯熔融共混，獲得密度和抗壓強(qiáng)度均令人滿意的裝飾材料，當(dāng)廢舊塑料的含量為3040%時(shí)，材料的性能最好。由于使用種類不同的彩沙，裝飾材料顏色各異，美觀大方。張化廷19以聚氯乙稀、聚乙烯和聚丙烯等再生廢舊塑料和功能性添加劑濃縮粒料生產(chǎn)阻燃、抗靜電及力學(xué)性能都適合煤礦井下用的管材。廖兵20用廢舊聚苯乙烯塑料制備了附加值高的水泥減水增強(qiáng)劑 ,使經(jīng)過改性的聚苯乙烯具有表面活性作用，能使水泥顆粒及其水化粒子由于電荷而相斥，使水泥喪失包裹攪拌水的能力，達(dá)到減水的作用。另外由于聚苯乙烯的分子量很高，

59、在水泥混凝土凝固過程中，改性的聚苯乙烯分子可以在水泥顆粒表面形成薄膜，提高水泥顆粒之間的粘合力，從而增強(qiáng)水泥混凝土的強(qiáng)度，用于橋梁、水壩等大型土建工程的建設(shè)。3.2.3 塑料枕木在美國(guó)，由回收廢塑料制成的塑料枕木生產(chǎn)周期短、使用壽命長(zhǎng)，已得到鐵路部門的認(rèn)可，為廢塑料的再利用找到了很好的途徑21。Polywood22公司制造的高性能枕木是用廢舊高密度聚乙烯和一定含量的廢舊聚苯乙烯制成 ,高密度聚乙烯和絲狀聚苯乙烯微?；旌闲纬刹幌嗳莸幕旌衔?，二者相互纏繞貫穿于聚合物復(fù)合材料中。Nosker 等23利用廢舊高密度聚乙烯塑料，使用一種特殊的方法，使長(zhǎng)短不一的玻璃纖維在模具內(nèi)沿著物料流向的軸向高度取向，

60、從而提高復(fù)合材料的強(qiáng)度，作為塑料枕木使用。Cahill24將回收 PET 與少量廢舊輪胎橡膠粉碎后添加增容劑、擴(kuò)鏈劑和水解穩(wěn)定劑進(jìn)行共混，通過擠出加工成型方法生產(chǎn)塑料枕木，與同類材料相比，成本降低。3.2.4 涂料和膠粘劑近年來，廢舊塑料制漆的再生方法在國(guó)內(nèi)得到了極大的發(fā)展。Zhang25用粉碎裝置將廢棄的發(fā)泡塑料餐具及包裝材料切成碎片后熔融，添加消泡劑、稀釋劑后生產(chǎn)出油漆料，再根據(jù)需要添加顏料等輔料，就可生產(chǎn)出不同品種的成品漆，用于金屬儀器、防腐金屬設(shè)備的表面涂裝。李湘洲26將回收的廢聚苯乙烯泡沫塑料經(jīng)過加工、溶制改性、乳化等工序，制成用于內(nèi)外墻使用的乳膠漆涂料，具有成本低、耐擦洗、裝飾效果