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欧洲研发新型塑料回收工艺,让塑料制品获得二次生命

2020-07-30 09:08:24来源:废塑料新观察 阅读量:7265

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  【塑料机械网 国际新闻】塑料垃圾是一个日益严重的环境问题,欧洲每年会生产约6000万吨塑料,但只有30%会被回收利用。在所有产生的塑料垃圾中,有79%最终会被填埋或作为垃圾被扔在自然环境中。但是,随着欧洲开始向循环经济转型,即在材料使用寿命结束时得到再利用,而不是被扔掉,改进塑料回收在循环经济中开始发挥重要作用。
 
  最近欧洲委员会采取的一系列措施将有助于提升塑料的可持续性。
 
  据外媒报道,现在有几项新型回收技术正在接受测试,可能会让一次性食品包装、纤维增强型汽车部件和床垫泡沫聚合物等塑料制品拥有二次生命,而且变得跟新的一样。
 
  2018年得到采用的塑料战略,旨在通过改变塑料产品的设计、使用和回收以解决该问题,其中一个关键目标是,到2030年,55%的塑料包装都可被回收再利用。包装的环境足迹很高:大约40%的塑料生产都用于包装,通常在使用之后会被丢弃。
 
  包装通常由几种不同类型的塑料制成,因而回收更具挑战性。
 
  肉类和奶酪等新鲜食品通常有多层保护,如盖子、薄膜和托盘,都不是由同一类塑料制成。在处理不同的塑料时,需要将它们分离,因为在传统的回收过程中,不同的塑料不能很好地混合在一起。但是,分离开又很费时且花费昂贵,因此,此类物品通常不能被回收再利用,或者被认为不可能被回收再利用。
 
  纤维增强型复合材料也面临着相似的命运。此类基于塑料制成的材料,用玻璃或碳纤维加固,可用于各种汽车内饰和外饰部件,从保险杠、纺织品覆盖物到车门面板。由于很难将不同的材料分离,此类材料通常在寿命结束时会被焚化。
 
  不过,现在新型回收技术可以提供帮助。
 
  作为 MultiCycle项目的一部分,Bugnicourt博士与项目合作伙伴将德国慕尼黑弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)研发的一种名为CreaSolv的工艺扩展,该工艺可以让多层包装材料和纤维增强型复合材料一次又一次地重获新生。
 
  采用一种以溶剂为基础的配方,可以萃取不同类型的塑料和纤维,并将其溶解在溶剂中达到分离的目的。然后,此类聚合物(构成塑料的长链分子)以固体形式,从溶液中被回收,之后被重新塑成塑料小球,被回收的纤维也可重复使用。
 
  到目前为止,与现有的方法相比,该工艺显示出更好的前景。
 
  在传统的机械回收法中,塑料在处理过程中通常会被降解,因而用途有限。化学回收法是一种新兴技术,可以将塑料变成小分子或单体,虽然可以制造出高质量的塑料,但此种塑料可能属于能源密集型制品。利用CreaSolv回收法,回收塑料的质量很高,而且该工艺更高效。
 
  现在,该团队一直在采用多层包装和复合材料进行小规模实验,以测试该工艺。与此同时,他们正在巴伐利亚设计一个大规模试验工厂,将于7月开始试验。Bugnicourt博士表示,主要的挑战在于,大规模处理由复杂塑料混合物制成的塑料垃圾。
 
  该团队的成员还在研发一个系统,以监测塑料垃圾的成分,他们希望能够自动识别产品中的塑料和纤维类型,以便根据回收材料的批次优化回收工艺。Bugnicourt博士认为,该系统可以安装在现有的回收工厂,以扩大回收塑料的种类,还可以建专门的设施来处理工业废料。
 
  改进现有的回收工艺也可以减少难以再利用的塑料垃圾对环境的影响。虽然某些常用塑料,如用于制造饮料瓶的PET塑料被广泛回收,但用途更加特殊的塑料往往没有被广泛回收,技术障碍就是原因之一。
 
  西班牙CIRCE能源研究中心的能源与环境小组主任Garcia Armingol博士与同事正在展示提高难以回收塑料回收率的方法,这也是POLYNSPIRE项目的一部分。他们主要关注用于汽车齿轮和气囊等零部件的聚酰胺塑料,以及用于床垫和地毯等产品的聚氨酯柔性泡沫塑料。
 
  该研究小组认为,可以改进传统的回收方式,提高回收塑料的质量。为此,他们正在研究两种技术:添加玻璃材料(一种较新的塑料,既坚韧又有韧性)以及加入高能辐射。Garcia Armingol博士表示:“这两种技术的主要目标都是为了提高回收材料的耐磨性,改善其性能,以便让其可应用于高要求的应用中。”
 
  他们正在探索的其他创新技术可以改进化学回收法,该项技术在实现循环经济方面具有巨大的潜力,因为可以让塑料在保持高质量的同时,被持续回收。
 
  不过,该技术的环境足迹还可以被减少。例如,使用微波或智能磁性材料可以减少产生热量以实现聚合反应(polymerisation)所需的能量。发生聚合反应时,该回收工艺产生的单体会联合在一起,形成组成塑料的长链分子。
 
  到目前为止,该团队一直在实验室中测试此类技术。现在,他们在为该项目的制造阶段做准备,届时会证明此类技术在半工业规模上具有可行性。目前,他们正在进行回收的预处理和净化阶段的工作。
 
  该项目的下一步是证明由此类技术生产的塑料质量足够好,可以替代原始材料。Garcia Armingol博士与同事将专注于某些应用,比如对质量有严格要求的汽车零部件和床垫。与汽车行业、化学和废物管理公司的工业伙伴密切合作也是此类技术是否被采用的关键。

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