【《废旧塑料的处理现状及再利用方法研究》14000字（论文）】

┊-PAGE14--PAGE13-废旧塑料的处理现状及再利用方法研究目录TOC\o"1-3"\h\u21045第一章绪论 722831.1高分子材料发展史 7309711.2废旧高分子概述 918723第二章废旧高分子材料的再利用概况 1084022.1国内废旧材料再利用概况 1014742.1.1废旧塑料再利用概况 1014522.1.2废旧橡胶再利用概况 11250082.2国外废旧材料再利用概况 12170312.2.1废旧塑料再利用概况 12268272.2.2废旧橡胶再利用概况 1425947第三章废旧塑料的成分与特性 1611573.1废旧塑料的成分 16326743.2废旧塑料的特性 1632488第四章废旧塑料的分类与鉴别 17327534.1废旧塑料的分类 17200234.1.1按来源分 17177804.1.2按化学成分分 17304614.2废旧塑料的鉴别 1793044.2.1根据塑料制品用途鉴别 17325974.2.2根据塑料制品外观鉴别 1726564.2.3根据包装塑料的回收标识鉴别 18115714.2.4根据塑料密度鉴别 18241384.2.5加热鉴别法 19143854.2.6溶剂处理鉴别 20303074.2.7燃烧法鉴别 2124012第五章废旧塑料的前期处理 22288055.1废旧塑料的收集 2242725.1.1国家政策对于废旧塑料回收造成的影响 22198655.1.2企业对于塑料回收的影响 2228935.2废旧塑料分选技术 23201835.2.1人工分选 23165035.2.2筛分分选 23246605.2.3密度分选 23261645.2.4风力分选 2364285.2.5电磁分选和涡电流分选 2451205.2.6颜色分选 2412635.2.7光选 2430721第六章废旧塑料高价值再利用 25197416.1物理回收 257696.1.1直接利用法 25166666.1.2改性法 25105456.2化学回收 2612056.2.1裂解法 2615326.2.2气化法 2664346.2.3解聚单体化法 27254566.2.4代替还原剂或化学原料法 2724371第七章总结 2727153参考文献 2825715致谢 29

第一章绪论1.1高分子材料发展史随着生产和科技发展,人们不断渴求着同时满足多种性能的优异材料。其中高分子材料恰好满足人们的需要,并对人们的生产和生活产生了巨大影响。高分子材料是指所有分子量达到数十万数百万甚至数千万以高分子化合物质基组成的材料。其中既甚至可以囊括包含天然合成蛋白质、纤维素、淀粉、天然橡胶之类的天然人工合成塑料高分子人工复合材料,也甚至可以囊括包含天然合成塑料、橡胶、纤维、粘合剂之类的各种可以人工合成天然物的高分子人工复合材料。因此,所有生命都可看做高分子REF_Ref574\r\h[2]。天然高分子从人类社会早期就进入了人类的视野。棉、麻的种植,桑蚕的养殖、抽丝技术,都证明了高分子材料的优异性。人们学会利用这些天然高分子,在当时物质资源匮乏的时代,学会认识并利用这种大自然馈赠的生产资料,提高了早期人们的生活质量REF_Ref1237\r\h[3]。19世纪30年代末期,人类偶然之间发现了天然一种高分子化学材料后并可经过一系列化学操作即可获得更为优异的化学性能,标志着半导体合成天然高分子化学材料的开始产生,人类从此逐步进入了天然高分子材料化学技术改进的关键阶段。1870年,没美国的科学家hyhyatt成功为人合成一种塑料新型赛璐珞,这塑料是一种由甲基硝化弹性纤维素和硝化樟脑酰胺制成的新型塑料,这是人类第一次完全依靠合成制成高分子材料,具有划时代的里程碑式的意义。1907年出现合成高分子酚醛树脂,这是人类首次有目的的,定向需求合成高分子材料。1953年,德国意大利两位科学家Zieglar和Natta,发明了新型的合成催化剂,使得高分子合成原料不再局限于以前的那些,合成材料来源得到了大幅扩充,新型高分子材料也出现了井喷式的爆发。使得聚乙烯和聚苯烯材料得到了高速发展,普及度达到了每家每户的程度。同时也象征着人工高分子材料成为人类朝着文明社会发展的一项重要标志。人类使用金属材料和无机非金属材料的历史已有数万年,虽然人类使用高分子材料的历史不过几千年,合成高分子甚至不过一两百年。然而它在各类高分子金属属性材料的重要应用地位已与有机复合金属材料、无机硅和非金属分子属性等材料并驾齐驱。并凭借其独特的资源丰富、原料广的优势,在科学技术、经济建设领域承担着举足轻重的作用,同时高分子材时兼具金属材料或无机非金材料的某项或某些例如质轻、强度高、耐腐蚀、绝缘的性质,加上工艺简单,容易为人所用REF_Ref1629\r\h[4]。虽然这种高分子复合材料的科学发展史只有短短几十年,但其凭借这优异的化学性能和吸引人类的好奇,爆炸般的发展速度是其他任何材料无法企及的。之所以高分子材料能在世界范围内迅速爆火,并以雷霆万钧之势发展,一方面确实是其拥有"过硬"的实力,能在任意领域找到其用武之地,另一方面,赶上"人类历史发展"的红利:人们迫切的需要找寻新型材料以满足不断提高的要求。高分子材料也确实"回应"了人类的这种需求,人类获得的收益远远超出了预期,其投入与收益比远远低于其他材料。特别到了80年代,工业发达国家的生产出现偏移,逐渐由钢铁专项塑料材料。80年代的钢铁工业发达国家,钢铁工业产量开始呈迅速衰减之势,而塑料则如日中天,正当是高速发展的时期。而美国在刚刚进入过去的40年间,塑料袋的年均产量更是逐年上升猛增了100倍之多。因为该产品塑料优型钢铁的材质轻,如果按普通塑料钢铁体积及其大小进行计算,塑料优质钢铁的年产量则大大程度超过了普通塑料钢铁。20世纪末,高分子金属复合材料的产品全球市场总产量已经首次达到了惊人的20亿吨。在当今我们人类的许多日常生活之中,高分子作为化学材料扮演了十分重要的角色,它出现在人类生活的角角落落。无论是民用工业、农业,还是民用交通、运输,高分子复合材料都不可或缺。其与其他金属、陶瓷一并发展成为古代人类制造社会中三类最重要的制造材料。我国对于这种高分子复合材料的应用科研起步晚,是从上世纪50年代中期开始。当时由于我国正在依据国内所独特的科研资源配置情况,在相关国家的政策扶持下互相配合下对工业基础建设项目进行有机合成表征仿制,在这样的过程中与其他科研项目互相联合,建立各种测试性的表征仿制手段,终于在艰苦卓绝的努力之下,培养了大批的工业生产和应用科研工程技术专业力量,为以后的进一步不断深入科学研究仿制奠定了技术基石。我国也在60年代将深入研究新塑料技术和高分子技术工程塑料的市场需求已经提上议事日程,研制大量特种工程塑料,在基于氟、硅高分子的塑料研究上已经取得重大突破,并且逐渐得到了新的耐热塑料高分子及一般民用工程塑料。如浇筑聚碳酸酯、浇筑尼龙、聚芳酰胺、聚甲酯等,还包括之前被国外所垄断的应用于轮胎的顺丁橡胶。我国甚至还在1965年前就抢先在整个世界最大范围内用牛奶人工合成的这种方式研发制造并提出了一种结晶源于牛奶的胰岛素。这次也是目前世界史上唯一首例实现人工合成人类蛋白质,使现代人类重新揭开了其生命中的奥秘,并产生了里程碑式的历史意义。高分子物理搭着高分子化学的顺风车也一路高速发展,人们从研究中了解了结构与性能的关系。高分子材料的发展逐渐成为今天的样子,贴近人们的生活,成为人们生活的一部分。1.2废旧高分子概述如果按照目前全球人们对于耐用塑料的消费需求的不断发展增加速度,全球各类废弃耐用塑料的产量将迅速暴涨,将从2016年的2.6亿吨每年到2030年的增速接近翻倍,将迅速达到4.6亿吨每年,使得环境问题堪忧。近期,麦肯锡咨询公司公布了一份研究报告,报告内容展示了全球的塑料来源、回收二次利用途径以及经济效益。并且分析并提出到了2030年全球塑料的回收比率将达到50%,是目前水平的5倍之高,从塑料回收利用的举措之中也能创造无可估量的价值。通过回收废弃塑料,石化和塑料领域的利润也将达到惊人的600亿美元,占了16年到30年整个行业利润增长的67%。废弃塑料有两大主要来源：或工业生产过程中的固体废料，如边角料、不良品之类；或城市生活产生的废弃物，如包装废料、完成使用寿命的其他塑料制品等。自从《促进中国的清洁生产》成为国家示范项目，国家环保局加大力度监督整治。我国工业产能结构得到调整，生产过程中的废弃塑料呈下降趋势。另一方面，由于生活水平的提高，城市废弃塑料的产生则呈现上升之势。从塑料废弃物的形态来看，工业生产过程中的固体废料大多较为单一，经过简单筛查便可再次作为物料重新投入生产；而城市中的生活垃圾则不相同，它们来源多样，形态多样，是各种生活废弃塑料的混合物。如何将混合的生活垃圾分离并提高回收再用率，是塑料回收再生的主要问题，也是当今社会讨论的焦点。城市固体废弃物中的废塑料主要成分是聚氯乙烯（PVC）、泡沫聚苯乙烯（PSF）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS），其他成分还有ABS塑料、聚氨酯(PU)等，带有这些成分的物质已经被应用在现实领域中了。比如泡沫聚苯己烯（PSF）被广泛用作包装材料和隔音绝热材料等，聚苯乙烯（PS）被应用为绝缘材料等。目前全球废旧塑料的回收率令人堪忧，回收率只有不到12%。目前主流处理方式填埋或倾倒，占到废弃塑料总量的六成，除去填埋、倾倒和回收再利用，剩下的约1/4则被焚烧处理。不恰当的处理方式不仅造成了资源的浪费，同时还造成了土地的占用，环境的污染。废弃塑料的回收利用技术主要包括物理回收、单体回收以及裂解类过程中将废塑料再加工成液体原料REF_Ref2654\r\h[5]REF_Ref2661\r\h[6]。第二章废旧高分子材料的再利用概况2.1国内废旧材料再利用概况2.1.1废旧塑料再利用概况塑料制品具有良好的保温防水防潮性能,抗腐蚀耐热性能,化学性质稳定性和力学强度都比高点有点,并且由于塑料制品具有较好的隔热耐用性,使用寿命长,易塑耐蚀性能较好,逐渐被我国生产化工行业广泛研究运用,也多次被国内相关专业媒体和学术期刊所广泛报道,逐渐被现代人们所广泛关注,塑料这一新的概念也被现代人们所广泛熟知,塑料制品也逐渐的的渗透到现代人们的各种日常生活之中,渐渐地已经成为了现代人们日常生活中不可或缺的一部分。塑料之所以如此可以广泛渗透到现代人们的一些日常生活的各个方方面面主要还是依赖其优异的导热性能使它可以有效满足现代人们的一些日常生活种种所需,因此,越来越来的小作坊使用塑料味主要原材料来制作人们日常生活中会使用的制品(如:碗筷等),这也就使得塑料的消耗量大幅度提高,但是,因为塑料点不易降解的特性,也就使得塑料废弃物的激增,无法有效的处理塑料废料,也就导致了环境污染的日益严重。由于塑料是长链高分子结构，发展历史也较为短暂，并且具有极强的稳定性，也不能被自然环境中的微小生物所降解，塑料在社会上的使用量也较高，这也就使得塑料成为21世界危害自然环境和违背环保理念的最主要的材料之一。根据联合国相关媒体和期刊所报道的环境数据显示，世界范围内的废弃塑料的堆积总量已经高达49吨，然而对于这些废弃塑料的利用率不足一成。我国凭借着巨大的人口基数，人们在日常生活中对于塑料制品的使用也较为频繁，这也就使得我国的塑料制品行业兴起，我国也顺势成为塑料生产大国，同时也顺势成为塑料消费大国，然而，在我国，塑料制品行业对于废弃塑料的回收利用率只占到生产使用总量点13.9%，很多废弃塑料都被传统的方法埋填起来，这不仅会污染土地，使得土地质基软化，并且，在一定程度上会污染临近水源，严重危害生态环境，并且大量的废弃塑料被填埋，无法二次回收利用，这也在一定程度上造成了资源点浪费。因此塑料回收资源化和可降解塑料的生产也就成为了当今时代人们所关注点热点话题。最近在废塑料应用领域的研究取得了重大突破，几种新的化学方法，实现废塑料成为一种再生资源，减少废塑料的排放，节约了资源，减少了污染。通过新的方法，能够将塑料分解成合成塑料前的单体，一些低分子的碳氢石油产物，或者将废弃塑料作为一种热能资源。这些新型塑料再利用方式包含醇解法、裂解产气产油法、催化制氢法和热能回收法等。被废弃的塑料，无论经过醇解、裂解，还是直接作为热能回收，均可达到废塑料资源化再利用的目的，得到社会认可。但这些方法中，有的尚未完善，存在一定的局限性。例如能效低，产生二次污染等。因此，企业一定要承担起责任，优化自身产业结构、加强研发水平，采取一定的环保举措，使得提高产能，排放达到国家要求水平。总体来说，从减量化、资源高值化利用和可持续发展角度，塑料再生还是利大于弊，通过化学方法回收再利用废旧塑料值得推广REF_Ref7259\r\h[7]。2.1.2废旧橡胶再利用概况随着科学技术的大力发展,进入20世纪70年代以后,人们发现回收利用废橡胶可以节约大量原油,而这些原油是生产、合成橡胶所消耗的不可再生资源,于是人们开始把废橡胶称为“新型黑色黄金”,设法回收利用,从而开始了废橡胶利用的黄金时代。再生橡胶产业的蓬勃发展,使再生橡胶成为重要的橡胶补充资源。到2014年止,我国废旧橡胶的综合利用方式,主要为再生胶、胶粉和轮胎翻新3种。其中,再生胶占71.3%,胶粉占7.5%,轮胎翻新占11.8%,其他形式占9.38%。当前由于全球社会能源和人力资源由于过度大量消耗以至于相对紧张,并且其中的废旧专用橡胶塑料作为"黑色污染",是如今国际社会上继使用废旧塑料"白色污染"之后的另一项重大技术难题。相较于塑料来说,橡胶制品更容易老化,成分更为复杂,分子存在交联结构,因此回收利用更为困难。和其他塑料相同,废旧环氧橡胶的主要填埋处理方式也可能包含分层填埋。但因其具有交联性,又不能用于采用任何醇解、裂解等加工方式,相对的说它只能用于使用各种原物料再利用、翻新和再回收、生产改性胶粉和再生胶等REF_Ref7680\r\h[8]REF_Ref10671\r\h[9]。2.2国外废旧材料再利用概况2.2.1废旧塑料再利用概况废旧塑料目前主要可以采用干法填埋、焚烧和处理回收再综合利用。因各国国情的不同,各国处理方式各有不同。美国因其土地辽阔,因此多采用填埋的方式;欧洲、日本则因土地狭窄,多以焚烧为主。而这两种填埋方式同样都会对室内环境健康产生不小的不良影响:由于塑料制品填埋密度小,通常填埋体积又大,且在自然环境下难以充分降解,填埋过程导致它会形成一种软质状的地基,且长久不能再利用;而塑料的高热值又会导致焚烧释放的大量热量损伤焚化炉,间接提高了处理塑料的维护成本和人力成本,再加上焚烧塑料产生大量有温室气体甚至有毒有害气体导致环境恶化。而塑料回收再用的利用则是既耗时而又耗力,回收利用成本高,目前为止世界上可回收再用用的塑料仅中国占全球消费量的15%左右。在焚烧塑料等方面,德国、日本等发达国家拥有丰富的经验先进的技术。他们投入大量的资金与精力,将世界范围难以回收的废旧塑料经燃烧转化为热能。这些塑料大多体积大、含有水分、甚至有毒害等,因此难以被处理,而发达国家则有一套自己的回收处理设备,经燃烧回收的塑料,所产生的有毒有害气体等也能一并处理。德国政府早在在1990年6月12日,就为了大量包装废弃物产生这一问题的出现,颁布了第一部食品包装加工废弃物综合处理行业法规《包装——包装废弃物的处理法令》。该自律法规同样对食品生产加工企业质量作出严格要求,要求他们对所有产品质量负责,减少废料、余料和不良品,同时对包装进行回收,进一步减少了废弃塑料包装。并则先后成立了运输、代理、销售、包装、以及批发回收,让他们在整个行业链形成塑料产品的闭环,减少乃至避免塑料包装的外泄导致的污染也浪费。为了不断加大力度,德国还分别成立了公司dsd回收系统——依据本法所规定成立的一家专门从事工业废弃物处理回收的专业公司。与德国相同,英国对于塑料制品的回收力度也随着时间的递进而推进。从1995年到2001年成功实现了翻番,从最初的11.25万吨到29.5万吨,短短六年间增长了1.5倍还多,年均增幅达到惊人的23.2%。英国的塑料包装回收从1995年的75.1%到2001年的91.2%。几乎所有的塑料加工厂都回收热成型废料和不合格制品,因此在生产阶段,塑料浪费低于1%。塑料的优异使用性能在各种包装应用领域中被体现的最为明显,塑料在各种包装应用领域被大量广泛应用,任何其他材料都没有塑料在包装领域应用得广泛,其用量增速快过任何其他材料。美日和爱德花在中国包装的纸和塑料分别销量占到其总包装销量的27.2%、32.8%以及27.2%。纽西兰、芬兰、克罗地亚、南非、意大利、西班牙等去年国内外包装用品和塑料产品消费量均超过了全国塑料总产量消费的40%。而这其中,纽西兰更是达到了惊人的55%。为了对包装材料的各项资料数据进行统筹规划，以及分类回收，1993年奥地利建立了ARA机构及其名下的8个不同分支的回收公司。塑料与金属、木质、纺织、陶瓷以及复合材料被共同交与其中一个名叫ARGEV的公司所管理。意大利通常将塑料碎片与纸片一齐收集,并用干法分选。回收料与新料混合使用,避免再生产品因回收料品质过多降低。混合后的新型塑料制品可用于生产大型垃圾袋、异型材、管材类中空塑料制品等。20世纪90年代初,日本回收利用废旧塑料率为7%,燃烧利用热能率为35%。日本在混合废旧塑料的开发应用方面也处于世界领先地位。美国早在20世纪60年代就已展开废旧塑料回收利用的广泛研究。美国在燃烧废旧塑料利用热能、热分解提取化工原料等方面进行了大量工作并取得了一些成果。REF_Ref14260\r\h[10]。2.2.2废旧橡胶再利用概况各国处理废旧橡胶的方式虽然各有千秋,但废旧橡胶的主要处理方式却始终无法脱离直接利用、生产胶粉、再生橡胶以及热能利用等。按国家发展的趋势,各国对于废旧橡胶的处理都经历了填埋、燃烧、热能利用和生产胶粉等过程。期初,为了处理堆积如山的废弃橡胶,人们选择填埋。然而因为填埋燃烧破坏不了土壤结构,随后便可以选择填埋燃烧和回收热能综合利用,在充分认识接受到填埋燃烧和回收热能综合利用同时会对土壤环境健康造成各种严重影响之后,且同同一时期进行回收的各种再生塑料橡胶利用性能相对较差。表2.1国外废旧橡胶处理现状国家或地区废旧橡胶的处理方式及占比欧洲国家物料回收38.7%能量回收32.8%轮胎翻新11.3%美国能量回收52.8%铺地橡胶16.8%建筑应用11.9%在发达国家的橡胶处理方式中，占比最大的是利用其化学能转化为热能或电能；其次为生产胶粉，应用在道路建设上，平时柏油沥青路面常常会因为太阳曝晒以及车轮碾压而老化，而橡胶制成的胶粉中，所含有的抗氧化剂能延缓沥青路面老化，从而达到平整路面延长其使用寿命的作用，同时还提高了道路的弹性，提高驾驶员的驾车体验，降低了汽车轮胎在滚动过程中与路面摩擦所产生的噪声美化了城市的环境；最后是用于生产再生橡胶。

第三章废旧塑料的成分与特性3.1废旧塑料的成分在回收废弃塑料包装，并利用其再次生产塑料的过程中，会产生现阶段相较难以处理的废弃物，其中不仅有固体废料，还有液态的渗出液，以及大量废气，其中不乏有毒有害成分。当废旧塑料在成为再生资源被投入造粒机时，在二次改造的过程中，物理的剪切与高温加热的共同作用下，一些化学键断裂，低分子有机气体就会从中被释放出来，结合一些塑料中含有的苯环、有毒有害烃类化合物，有毒有害气体就这样产生了。这些排放出来的废气吸入人体后会对人体造成巨大伤害。如果废气不经处理直接排入大气，会对环境造成危害，大气结构发生变化，温室效应加剧，也会形成雾霾等光学烟雾，影响城市交通。而企业生产中的废气如不经过处理，也会影响员工的身体健康。尤其是大型企业，更是需要承担责任，积极处理REF_Ref11889\r\h[11]。3.2废旧塑料的特性废旧塑料含有相当大的热量，其热值与煤相当，甚至更高。直接焚烧可获得其中的能量，可将其进行转化和利用，是一种简便的回收废旧塑料的方法。但也因其热值高，燃烧会对焚化设备造成一定的损伤，对于设备以及维护人员又是一种挑战与额外成本开支。通常，废旧塑料质量小体积大，如采用填埋方式处理会导致大量填埋地的地基软化无法利用，且塑料自然降解时间长，降解后渗出的毒性分子还会污染土地。对比下，虽然同样会释放有毒物质的焚烧法，造成环境污染，但废旧塑料燃烧后可大量减少固含量甚至达90%以上，减少填埋所需要的土地，具有良好的社会效益和经济效益。同时，燃烧产生的高温能破坏一些有毒有害物质，所以焚烧适应用于化学结构复杂，或老化降解以及毒性残留的包装物等。第四章废旧塑料的分类与鉴别4.1废旧塑料的分类塑料制品正愈来愈受人们欢迎，并凭借其经济实用、质轻、便于加工、外观美等特性逐步取代玻璃、木材、砖石等传统材料。一方面，塑料种类繁多，不同塑料物理、化学性质差异较大；一方面，因其不同特性，塑料的泛用性极广。因此，若不对废旧塑料进行鉴别分类，既不利于加工，又是对资源的一种浪费。4.1.1按来源分废旧塑料的来源主要有两个，工业用后废料和消费后塑料。工业用后废料主要是制作加工过程中，如注塑或挤出产生的边角废料，亦或残次废品等。这部分废料一方面处在加工的源头，相对集中且不必要进行分类鉴别等前期预处理，另一方面这些废料加工次数少，化学性质稳定，更便于进行回收再利用。同时这部分废料也是回收成本最低，经济效益最好的那部分。消费后塑料则是五花八门，有农用薄膜塑料包装等，也有完成使用寿命后老化淘汰的部分。这其中例如农用塑料薄膜，完成使用使命后烂在土地中回收起来耗时耗力，不能再生，回收效益低；也有医用废料这种有毒有害废料，不过一般医用废料有专门的回收渠道；再者相对方便回收的废旧塑料瓶，以及废弃包装。4.1.2按化学成分分按塑料化学成分的划分,塑料主要有三种：低密度改性聚乙烯LDPE)、高密度改性聚乙烯（HDPE）之分等。具体成分及常用用途、外观特性如表4.1表4.2。4.2废旧塑料的鉴别4.2.1根据塑料制品用途鉴别废弃塑料制品来源于不同的渠道，在回收时可依据塑料制品的用途进行初步的分析与判断。一些常用的塑料用途如表4.14.2.2根据塑料制品外观鉴别不同塑料通常呈现不同的外观特点，观察与触摸可进行简单的初步鉴别。见表4.2。表4.1常见塑料成分及用途表4.2常见塑料成分及外观4.2.3根据包装塑料的回收标识鉴别目前包装领域是塑料行业的大头，应用方面最为广泛，而包装塑料会添加色素等改变其性状，并且经使用完成使用任务或寿命的包装塑料通常难以从外观进行分类鉴别。因此，为更好再利用塑料制品，我国参照美国塑料协会（SPE）提出并实行了材料品种标记定制了GB/T16288“塑料包装制品回收标志”，包装用塑料在外包装处标注了可回收利用的标志，能依据此标识鉴别包装的类别、材质等信息，不同材质对应标识码见表4.3。表4.3各塑料名称对应标识码4.2.4根据塑料密度鉴别不同种类塑料通常大致密度也不相同,知晓同类塑料各种材料的大致密度,即可大致上的了解不同塑料的大致密度品种。测定固体塑料浮沉密度最简单的测定方法也就是塑料浮沉密度法。浮沉法是通过观察被测物在不同密度溶液的浮沉情况,据此判断塑料的密度区间,间接的知晓塑料的大致种类。采用初步密度鉴别法对各种塑料制品进行初步密度鉴别时,需将各种塑料粉碎后分为细小颗粒或片状薄片,洗涤干燥,然后将其放置于提前配置好的固定浓度的溶液中,静置,观察塑料在溶液中的情况,根据其上浮或是下沉的情况进行初步判断。一些常用塑料密度如下：聚乙烯（PE）0.94~0.98g/cm3聚丙烯（PP）0.85~0.92 g/cm3聚氯乙烯（PVC）1.35~1.45g/cm3聚苯乙烯（PS）1.04~1.09g/cm3聚碳酸酯（PC）1.20~1.22g/cm3改性聚苯乙烯（ABS）1.01~1.06g/cm3几种常用鉴别塑料密度溶液配制方法和鉴别方法见表4.4表4.4几种鉴别常用塑料密度的溶液配制方法及鉴别方法（浮沉法）4.2.5加热鉴别法塑料按其化学结构、性能性质可以细分为热压加塑性复合塑料和热固性复合塑料两种三大类。热水中塑性软化塑料经高温加热之后会迅速发生塑性软化,进一步加热超过融融温度即可熔融,熔融态的塑料可发生流动。热固性复合塑料由于其内部的线性交联晶体结构,使得其在高温加热后也不会直接经历高温软化与加热熔融。目前仅在我国市场能得到回收的大多数都是热熔可塑性有机塑料。不同热塑性塑料加热软化和熔融温度不同，可依据此鉴别塑料的种类。常见热塑性塑料软化或熔融温度范围表见表4.5。表4.5常见塑料软化或融融温度范围4.2.6溶剂处理鉴别不同塑料基于其分子量与特征基团具有不同的溶解。几种常见塑料的溶解性能见表4.6。表4.6常见塑料溶解性能4.2.7燃烧法鉴别常见塑料燃烧燃烧性状与燃烧情况见表4.7，通过观察塑料燃烧的难易度火焰状况等性状以及气味鉴别不同塑料。REF_Ref16246\r\h[12]表4.7常见塑料燃烧时性状

第五章废旧塑料的前期处理5.1废旧塑料的收集5.1.1国家政策对于废旧塑料回收造成的影响中国我国作为世界塑料制品生产和加工消费中的大国,其塑料产量始终一直保持较高平均水平快速增长。具体情况来看,根据国家统计局网站发布的去年相关统计数据分析显示,在2011-2016年期间,在市场需求的驱动下,我国塑料制品产量逐年递增,发展到2016年增长至7717.2万吨;随后在国家"减塑"、"禁塑"政策的影响下,其产量有所下降,在2018年减少至6042.1万吨;但在2019年又回升至8184.7万吨。我国的废塑料制品市场产量的不断增加,为我国废塑料制品回收处理行业快速发展壮大提供了丰富的资金来源。近年来,随着发展我国城镇居民废物回收环保意识逐步得到提升,以及在相关政策的影响下,我国废塑料回收利用量及利用价值均保持波动式增长。根据商务部发布的相关数据显示,在2018年,我国废塑料回收量回升至1830万吨,较上一年增长8.1%,占据着塑料制品总产量的30%以上,较上一年提升了7.8个百分点;同年,我国废塑料回收价值也增长至1189.5亿元,较上一年增长10.0%;预计在未来几年内,随着环保政策的日趋严格,国内废塑料回收行业仍有发展潜力。5.1.2企业对于塑料回收的影响我国塑料再生企业数量达104多家,回收网点遍布全国,已经形成一批较大规模的再生塑料回收交易市场和加工集散地,其中浙江余姚、宁波、东阳、慈溪、台州,广东南海、东莞、顺德、汕头,江苏兴化、常州、太仓、连云港、徐州,河北文安、保定、雄县、玉田,山东莱州、章丘、临沂,河南安阳、长葛、漯河等地再生塑料回收、加工、经营市场规模较大。塑料再生过去大多以家庭作坊的形式存在，这种生产形式能耗高、效率低，不符合市场发展的规律。现在这些家庭作坊正在向工业化、集群化、简约化过渡，把塑料回收交给市场，将过去的能耗高、效率低的不环保的企业自然淘汰，优化整个行业结构。大量小企业的存在和发展是当前我国再生塑料行业发展的真实状况,是经济发展的一个阶段性特征.小的再生利用企业由于条件简陋、技术含量不高,难以获得高品质的再生原料和生产高品质的制品,也难以解决分散的污染问题,各级环境保护主管部门的监管难度大REF_Ref17852\r\h[13]。5.2废旧塑料分选技术5.2.1人工分选人工分选是操作人员进行分选，人工分选非常依赖操作人员的操作手法和工作经验，分选效率与准确率因操作者的不同而各不相同，对于仪器的要求则相对较低。人工分选因操作者不同效果差距明显，因此具有明显的弊端：人工分选只能对诸如家电外壳、塑料家具、大件塑料包装等大型塑料制品进行分拣，难以应付大批量小型繁琐的塑料制品，同时对于分拣者的操作经验有着极高的要求。虽然人工分拣有诸多不便（效率低、强度大），但其不能被机器分拣所完全替代，许多地区依旧保留了人工分选。5.2.2筛分分选筛分分选是将所有收集的塑料洗涤干燥再经过粉碎，将经处理过的塑料碎片通过筛分仪器的传送带输送，通过翻滚、震动等方式经过大小不同的筛孔，以达到分选的目的。筛分分选无法识别塑料的种类，因此经过筛分分选后通常还需要再进行其他分选，单独经过筛分分选的废旧塑料远远无法达到再次利用的水平REF_Ref17852\r\h[13]。5.2.3密度分选密度分选是依据不同塑料的不同密度进行分离的技术，首先将废弃塑料进行洗涤粉碎等预处理，再配置不同浓度的溶液，将经过处理的塑料通入溶液中，不同密度的塑料在不同溶液中停驻的情况也不同。该方法对于密度差异越大的塑料效果越好。该方法操作简单,适用于分离密度差异较大的塑料颗粒,但这种方法会产生大量废水,对于水资源稀缺的国家或地区不太适用，对于密度相近的塑料也无法进行有效的分离。5.2.4风力分选风力分选与密度分选原理相似，都是依据塑料的密度进行分选。同样将塑料进行洗涤干燥粉碎，将粉碎的塑料碎片通入气流管道，依据塑料吹出管道后飞出的距离进行分离，不同密度的塑料碎片会停驻在不同的区间，最终再进行简单的人工分选。筛分分选法是目前对于混合塑料应用最广泛的分离方法，对于形状尺寸均匀但密度差异较大的塑料颗粒效果最佳，也可分离混入塑料中的砂石金属等杂质，通常与筛分分选联动使用。5.2.5电磁分选和涡电流分选电磁分选是利用分选设备产生的磁场使磁性物质从混合废旧塑料中分离出来的方法,该方法主要用于去除废旧塑料中混杂的铁磁性金属杂质。另一方面,涡电流分选是利用物质导电率不同的一种分选技术,适用于高电导率低密度物质与低电导率高密度物质及导体与非导体之间的分离。涡电流分选可有效回收混合废旧塑料中的有色金属(如铜、铅、锌等)。电磁分选和涡电流分选联合使用,可同时去除废旧塑料中的铁磁性和非铁磁性金属杂质。5.2.6光选不同种类的塑料具有不同的光谱性能,通过不同的光介质对聚合物进行扫描,可以快速、准确地鉴别出废旧塑料的材料种类。目前,应用于废旧塑料鉴别的光学分选方法主要有X射线分选(XRT/XRF)、近红外光谱分选(NIR)、中红外光谱分选(MIR)、激光光谱分选(LIBS)等。其中,近红外光谱分选由于具有光谱分析信号获取容易和信息量丰富的优点,加上该光谱谱区自身具有的谱带重叠、吸收强度较低等特点,是目前废旧塑料分选领域中使用最广泛和最具规模的光学分选方法。该方法适用于大多数塑料的识别,而且快捷、可靠、灵敏度高,但缺点是无法识别深色的塑料。因此,常在废旧塑料的分选过程中,联合颜色分选使用,提高分选效果REF_Ref18094\r\h[14]。

第六章废旧塑料高价值再利用6.1物理回收物理回收不改变塑料的化学组分，一般将收集的废旧塑料进行如筛选、洗涤之类的简单初步操作，之后进行粉碎熔融等一系列操作制备新的塑料制品。6.1.1直接利用法经过简单处理，废旧塑料即可回收再利用，经过前期的分选、粉碎、清洗干燥，然后再对熔融后的塑料碎片执行熔融、挤出、冷却、切粒等作业，废旧塑料便可成为塑料粒二次、三次利用。直接利用法前期需要进行洗涤干燥的操作,这部操作需要大量热能。因此,这种只是用于回收旧的一种方式而且同时能耗高。据某大型企业造粒机艺过程工序制造车间生产企业的2010年年度统计数据,造粒机艺工序生产车间的造粒生产现场用电量和造粒泵站用电占该车间企业总造粒生产车间用电量的97%。由此可见,如此高的能耗从收益上说是否值得,此处存疑。但从环境保护来说,回收的塑料本身就减少了对环境的污染,另一方面,回收废弃塑料节约了原料,使得不可再生的石油资源能够持续的使用。6.1.2改性法改性塑料消费量逐年上涨，年增长率甚至达到了15%。这些材料大头都是在汽车行业以及家用电器之中。塑料化学改性除了使用机械共同制混以外还有进行化学交联的多种方法,对那些达到起不到综合使用性能的工业废弃物和塑料可以进行化学改性交联操作,在其中添加增塑剂。阻燃剂、交联剂等,亦或者加入其它金属或无机材料,以达到预期效果。这些添加剂能大大改良成品塑料的蠕变强度、疲劳强度、耐热、耐老化性能等。同时,改性添加的矿物、无机物等,相较原料的成本大大降低。建筑材料的缺口庞大,同时拥有非常可观的利润。将80%的热氧化塑性钢和塑料混合制成的作为建筑用钢筋混凝土,不仅有热塑性塑料的可塑性,同时具有混凝土一样的强度。改性相较直接利用也有不足：一方面，金属矿物密度过大，改性后的材料密度增大，直接导致了改性材料大大增重；一方面，填料表面技术的欠缺，使得改性材料可能无法达到预期；最后，改性再生材料难以分离，无法三次利用，或者成本巨大，失去再利用价值。6.2化学回收化学回收与物理回收不同，大多是采用裂解等化学工艺，或回收碳氢化合物等石油原料，或进一步断裂化学键，通过回收能量的方式进行回收。6.2.1裂解法裂解法就是将石油原料聚合成塑料高聚物制品的逆过程,将已经完成使用寿命或功能的塑料废弃物通过裂解的方式重新回到碳氢化合物的石油原料。裂解的主要方法通常认为是在一种高温高湿环境或同时在多种催化剂的作用条件下,将一些废旧塑料再次裂解转化而成为具有再生性的石油品如汽油等。或当做燃料直接使用,或作为化工原料再次生产其他产品。在合适的催化条件恰当的两种催化剂相互作用下,甚至可以生产优质的汽油柴油等。热和冷裂解法、热和冷裂解-催化改质法、催化热和冷裂解改质法分别是用于回收收和利用各类废旧塑料的三种主要的热裂解技术方法。裂解法依旧存在技术上的难关，例如反应的条件，催化剂的选择，都是需要攻克的难关。同时裂解产物成分复杂，使得裂解产物的品质参差不齐，难以满足标准汽油/柴油指标，高成本低收益也同样限制了行业的发展。6.2.2气化法利用大量惰性空气、氧气或其他惰性水蒸气等多种惰性化学气体材料作为化学介质,分解生成惰性气体塑料,得到广泛用于如今的塑料一氧化碳、氢气、甲烷等简单碳氢氧化合气体,如裂解产物一样,这些简单气体可作为热值气体直接燃烧以发电、发热;或者作为化工原料生产甲醇、合成氨等。6.2.3解聚单体化法光照强烈曝晒、盐溶液或盐水高温或在氧气与多种微生物相互共存的高温环境等自然条件下,使得固体塑料结构中的多个化学配位键被迅速切断,造成固体塑料迅速老化,其化学综合性能属性随之下降。人类也希望可以充分利用这一自然性质,模仿可以再现废旧塑料加速老化的自然环境,使这些废旧塑料可以加速发生老化并加快分解,最后以塑料达到再生和利用的主要目的。6.2.4代替还原剂或化学原料法废旧塑料在高炉中会分解出一氧化碳和氢气，可代替交谈充当还原剂将铁矿石还原成铁。塑料进入高炉后的最终产物是水和二氧化碳，既对废弃塑料进行了再利用，又减少了有毒有害气体的排放。但塑料被吹入高炉之前对塑料粒有要求，这在无形之中又增加了整体成本REF_Ref19358\r\h[15]REF_Ref19361\r\h[16]。

第七章总结人类在不断进步,社会在不断稳步发展,生活用品质量文化水平在不断稳步增长提高。人类近年来又发明了一种名为高分子级的化学材料,它的大量成功出现大大程度改变了当今社会人们的一些日常生活以及工作思维方式,全体人类都因此受益。然而在发展的道路上并非一帆风顺,它的出现也带来了许多问题:环境污染,资源浪费等,这些问题在第三世界国家显得更为严重。人类从初次认识高分子到现在已经经历了一百多年，对于它的认识也愈来愈深入，它可以是人们的得力助手，也可以是自然环境的致命杀手。而人类既然创造了它，使用了它，那就有义务对它负责到底，让它回到最初的样子，而不是让它不加修饰得回归自然。或许人造高分子就不应该出现，但它实在是太好用了，人类认识到了它的好，但也不能放任它的坏，竭泽而渔不可取。改变也许是痛苦的，但是改变能带来长久的利益，对高分子材料进行回收再利用也是。对于高分子废弃物的回收工作，功在当代，利在千秋。

参考文献王丹红,朱曙梅,吴文晞,郑旭华.废旧塑料种类鉴别方法的探讨[J].引进与咨询