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A ——写给仍然不知道地球的污染已经很严重的“人们” 可怕的白色污染 塑料袋受到众多消费者的欢迎白色,在唐诗里被诗人们赞誉为神圣的、纯洁的、崇高的。但是,在今天,由白色所造成的污染已经不再受到人们的欢迎了。最经典的“白色污染”是一次性的餐具。在科技迅速发展以及生活的节奏越来越快的今天,一次性的餐具受到广大群众的欢迎,它方便、快捷、干净、使用简单……在人们享受着一次性的餐具的优点的同时,却常常忽视了因一次性餐具而造成的环境污染的问题。 (上面的文字为“ 第一页 拿起它你已经吃掉森林 当你掰开这双筷子的一刹那,又为伐木工人找到了一个毁掉森林的理由。作为回报他将送给您满天黄沙。流失的水土以及动物流离失所后的尸体等意想不到的礼物,而您也将把它们传给您的子孙。”)一次性塑料餐具首先,是人们喜欢使用一次性的餐具。因为人们讲求干净,所以使用一次性的餐具;因为人们讲求方便,所以使用一次性的餐具;因为人们讲求便宜,所以使用一次性的餐具……人们似乎有很多理由去使用一次性的餐具;在有了使用一次性的餐具的理由以后,人们就会理直气壮地去使用一次性的餐具,完全没有顾及已经日益严峻的环境的问题。街边的大排挡以及小巷里的小作坊的增多,也间接地造成了一次性的餐具的盛行。他们为求成本的“低”以及制作过程的方便,纷纷 第二页制造以及使用一次性的餐具。久而久之,就使一次性的餐具风行市面的一些低廉的餐厅、餐馆以及茶馆等地方的里面,这也使得一些原本不提倡使用一次性的餐具的市民,也“被迫”选择一次性的餐具去进行用餐。 非法而且恐怖的小作坊虽然众多的环保人士一再呼吁大家尽量不要使用一次性的餐具,但大家用餐时对一次性的餐具的默认以及小作坊、大排挡里的人说的所谓的“产业链”以及“财富观”,使得环保组织的呼吁无济于事。其实,大家也是明白一次性的餐具是一种对环境有危害的塑料的制品。但是,在环境的影响下以及利益的驱使下,各方都昧着良心,继续使用着一次性的餐具,继续制造着一次性的餐具,继续默认着一次性的餐具…… 塑料包装膜 农用膜除了一次性的餐具,塑料袋的危害也相当之大。在十八世纪末日本人发明塑料袋的时候,人们把它当作一场革命;但在今天的人看来,这简直就是一场恐怖的浩劫!塑料袋所特有的方便性已经显现出来第三页了,但是,由塑料袋所造成的污染也已经日益严重!到超级市场去买东西的时候,需要使用塑料袋;装生活垃圾的时候,还需要使用塑料袋;药品也要使用塑料袋装载着……可以说,塑料袋在生活中无处不在,给人们带来了方便。而且。塑料袋制作成本低,一般几百个才值几块钱。便宜的特点,也为塑料袋带来市场,受到广大群众特别是低收入者的青睐和喜爱。但是,大家可否知道,塑料袋带来的危害也非常之大,塑料袋一般使用完了一次或者几次就会遭到抛弃。那么,数量如此庞大的废弃塑料袋在使用完了以后又该如何处理呢?埋在地下?起码要几百年才能够分解,而分解塑料袋的速度远远比不上丢弃塑料袋的速度,看来这个办法行不通;将它焚烧?但燃烧所产生的废气,会污染空气,造成二次污染,刚解决了一个问题,又产生一个新问题,这个方法也不行。那么,我们又应该怎么办呢?看来,只好将塑料袋循环再利用了。 香港市新界区西部堆填区其实,杜绝塑料袋浪费的现象才能根本地解决废弃的塑料袋的处理的问题。但是,塑料袋浪费的现象则是在我们的生活中频频地出现。平常,我们购买东西的时候都会看见或感受到这样的现象:为求方便,我们往往会用一个比较大的塑料袋装着一些比较小的塑料袋, 第四页以方便我们携带。但殊不知,我们这个在我们看来再普通不过的行为,却也造成了环境的污染。我们是方便了,但是,我们的子孙在我们造成的“白色污染”里的环境生活着,会感到舒服吗?答案显然否定的。一场由塑料袋带来以及引发的恐怖的浩劫正在向我们慢慢地袭来……据悉,塑料袋是由发泡聚苯乙烯、聚乙烯以及聚氯乙烯或者聚丙烯为原料再加以加工制成的高分子化合物。而这些,都是难以被分解的东西。 发泡聚苯乙烯 聚乙烯 聚氯乙烯 聚丙烯“白色污染”也包括废旧的用塑料制成的包装物。据了解,北京市的生活垃圾里面的一百分之三就是废旧的用塑料制成包装东西的物品,每年的总量约十四万吨;上海市的生活垃圾 上海市一百分之七为废旧的用塑料制成的包装东西的物品,每年的总量约为十九万吨;天津市每年产生的废旧的用塑料制成的包装东西的物品也 第五页超过了十万吨。人们对于这种已经发生的不好现象也非常地无奈,对于这种已经发生的不好的现象,人们把因废旧的用塑料制成的包装西的物品而引发的现象戏称为“城郊一片白茫茫”。 “城郊一片白茫茫”的景象“The United States of America淘汰塑料袋有点难。”为什么这样说呢?因为中华人民共和国以及The Commonwealth Of Australia都已经开始逐步禁止使用塑料袋,The Federal Republic Of Germany以及Republic Of Ireland也都已经开始对塑料袋使用者征税了。但是,在The United States of America,塑料购物袋的“统治地位”依然不可动摇。美利坚合众国人一年就要使用掉大约一千亿个塑料袋,而在淘汰塑料袋方面,The United States of America却落后于Europe的国家、Asia的国家以及Africa的国家好几年。 绝大多数的塑料袋最终仍然被扔掉。 在整个美利坚合众国的各地的超市门外,经常可以看到美利坚合众国人推着购物车,车上装满了一打或者更多装有各种货物的塑料袋。即使买的东西再少,比如说在报摊上买一份杂志,也要用上一个 第六页塑料袋。据统计,美利坚合众国人每年用掉一千亿个塑料袋,每个美利坚合众国人平均每年就用掉了三百三十个塑料袋,其中绝大多数最终仍然都被扔掉。 塑料袋因为耐用以及便宜受到众多消费者欢迎,但是,也成为了下水道堵塞、野生动物窒息以及环境污染的一大祸害。据环保主义者们称,塑料袋往往需要四百年至到一千年才能够完全完成分解的过程,而且,即使在分解完了之后,它的化学成分仍然将长期遗留在自然的环境之中! 塑料袋一般是利用原油、天然气以及其它石化产品去制造的。据估计,美利坚合众国的消费者每年使用的塑料袋估计要耗费大约一千二百万桶的石油去生产。 批评者认为,美国在减少以及禁止使用塑料袋方面要比Europe的国家、Asia的国家以及Africa的国家落后好几年。 美利坚合众国的联邦政府仍然不愿意采取有效的行动去控制塑料袋的数量。 美利坚合众国的联邦政府一直不愿意采取可能会干扰市场竞争或者不会受到消费者的欢迎的措施以减少塑料袋的使用量。美利坚合众国的环境保护署虽然鼓励减少使用塑料袋,但并未说明应该如何减少,该机构发言人表示,这种问题应该由地方政府来进行决定。少数已经采取措施减少塑料袋使用量的地方政府倾向于通过第七页回收计划,而不是征税或者是禁止使用的方法。 California刚刚生效的一项法律以及New York刚刚通过的一项法律就明确地要求商场实行塑料袋的回收计划,但批评者表示,根本不相信顾客会对这个行动配合。美利坚合众国的民众并不关心。 美利坚合众国的塑料以及超市行业表示,直接禁止使用塑料袋或者将导致纸袋再度受宠,而纸袋也会造成环境问题,回收纸袋比回收塑料袋所消耗的能源可能还要多。 “如果是为了环保,禁止使用塑料袋肯定达不到我们所想要的结果。”一家美利坚合众国的超市的发言人说,在该超市,顾客重复使用塑料袋,每个将得到2美分的优惠。但是,环保主义者们表示,回收以及折扣优惠并不会减少塑料袋使用量,而是需要各级政府采取行动。 在可以重复使用的服装购物袋已经开始流行的情况下,绝大多数的超市柜台前的顾客通常情况下仍然会选择使用塑料袋。“在美利坚合众国人的头脑中,塑料袋来自塑料袋的国度,我们并不关心它从哪儿来,会到哪儿去。”环保组织“世界观察协会”的成员莉萨如此说道。由保鲜袋所引发以及造成的“白色污染”也不容许我们去忽视。无论是在我们的家里,还是在酒店里,我们常常都有吃完饭后剩下的第八页食物,一般来说,我们都会用一种叫做“保鲜袋”或者类似的物品来将食物进行包装,然后将其放进冰箱或者类似的物品的里面。但是,我们一般会使用完了一次之后便会扔掉,而保鲜袋又是一种塑料制品。所以,保鲜袋也会造成家庭污染和“白色污染”。 塑料灯具 保鲜袋在黑夜中为我们指路的明灯也能造成“白色污染”。一般来说,我们的灯具几个月就需要更换一次,从光污染中,我们可以间接地看出“白色污染”(因为只有灯具在数量比较多而且比较明亮的时候才能造成光污染,而灯具多则证明灯具的废料多,灯具废料多就能够造成“白色污染”了)。 电视机外壳 电器外壳 计算机外壳“白色污染”还包括我们身边的电器外壳。从洗衣机外壳到电视机的外壳到电器的插座外壳;从电器的插座外壳到计算机外壳;再从计算机的外壳到电视机的外壳;从电视机的外壳到电子计算机的外壳……等等的这类东西数不胜数。而电器则在我们身边随处可见,如果当这些电器都损坏了以后,它们的外壳就会成为没用的东西,也就第九页是“白色垃圾”了;虽然它们不一定全是白色的,但由于它们是由塑料制成的,它们就会造成使我们后怕的“白色污染”。“白色污染”的危害多多,主要包括“视觉中的污染”和“潜在的污染”。首先是“视觉污染”。“视觉中的污染”就是指我们所看到的这些“白色污染”。主要是指在城市、旅游区、江河湖海以及道路两旁散落的废旧塑料包装物(如塑料袋、农用膜以及一次性餐具等)给人们的视觉带来不良的刺激。不仅如此,“白色污染”还影响城市、风景点的整体美感,破坏市容、景观,由此造成“白色污染”中的“视觉中的污染”。 “视觉污染”而危害更加深以及更加远的是“潜在的危害”。废旧塑料包装物进入环境以后,由于很难分解,所以长期不能与环境“融为一体”。 塑料袋危害动物第十页这样,就会造成长期性的以及深层次的危害,如当我们把废弃的塑料袋丢进海洋中的时候,鱼类就会把废弃的塑料袋当做食物吞进肚子里恩(此类情况在动物园、牧区以及海洋中已经屡见不鲜),直接或者间接导致所吞食废弃塑料袋的生物死亡或者甚至造成更加严重的后果(如影响生物链等)。要想彻底地根除这些可恶的“白色污染”,我们首先要了解塑料袋的主要成分:合成树脂 合成树脂是塑料制品中最主要的成分, 合成树脂它在塑料制品中的含量一般都在百分之四十至百分之一百左右。由于合成树脂在塑料制品中所占的比例比较大,所以合成树脂的是可以决定塑料的性质的,甚至有人认为塑料其实就是合成树脂。例如人们常把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料混为一谈以及把酚醛树脂和酚醛塑料混为一谈。实际上,合成树脂与塑料是两个不同的物质与概念:树脂是一种未加工的原始的聚合物,它不仅用于制造塑料,而且还是制造涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分塑料以外,大部分的塑料的合成树脂所占的比例都不是百分之一百,所以,还要加入其它材料才能制造塑料。填料 塑料填料 第十一页填料又叫填充剂,填充剂不但可以提高塑料的强度以及耐热的性能,同时还可以降低制造塑料的成本。例如在酚醛树脂中加入木粉后就可以大大地降低成本,使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一,同时还能显着地提高机械强度。填料还可以分为有机的填料和无机的填料两类,有机的填料有木粉、碎布、纸张以及各种织物纤维等,而玻璃纤维、硅藻土、石棉以及碳黑等则都是无机的填料。 酚醛塑料 玻璃纤维 硅藻土 石棉 碳黑 增塑剂增塑剂增塑剂可以增加塑料的可塑性以及柔软性,同时降低脂性,使塑料更加容易加工成型。增塑剂一般是能够与树脂混溶,无毒以及无臭,对光以及热稳定的高沸点有机化合物。其中,邻苯二甲酸酯类是最常用的。例如在生产聚氯乙烯塑料时,如果加入较多的增塑剂就可以变成软质的聚氯乙烯塑料;如果不加入或者少加入(指当增塑剂在聚氯第十二页乙烯塑料的所占比重少于或等于百分之十时)增塑剂,便可以得到硬质的聚氯乙烯塑料了。稳定剂 有的时候,我们为了防止合成树脂在加工和 稳定剂使用的过程中受光以及热的作用分解以及破坏,同时为了延长这个塑料的使用寿命,就会在塑料之中加入一定数量的稳定剂去“稳定”塑料。常用的稳定剂有硬脂酸盐、环氧树脂等等。着色剂 着色剂在塑料中没有过多的“地位”,所以着色剂 着色剂一般都不重要,在塑料中可有可无。着色剂可以使得塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用的着色剂有机染料和屋脊颜料作为着色剂。润滑剂 润滑剂的作用在塑料中也很少。主要的作用 润滑剂是为了防止塑料在成型的时候不会粘在金属模具的上面。同时,还可第十三页以使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸以及硬脂酸里面所 硬脂酸 镁盐含有的钙、镁盐等的金属元素。其实,塑料不只是含有这些东西,还有其它的成份,由于这些成份对塑料的性质、作用等产生不大的影响,所以,在这里,我们就不一一地对它们进行详细地列举以及对它们进行说明了。另外,我们还要对塑料的主要的几种分类进行一定的了解:塑料种类很多,直到目前为止,世界上投入生产的塑料大约有三百多种。塑料的分类方法较多,常用的有以下的两种: 热塑性塑料结构图 两种不同的热塑性塑料垃圾工艺框图一、第十四页1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料 热塑性塑料分子结构都是线型结构,在受热时发生软化或者是熔化,可塑制成一定的形状,冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化,冷却后又变硬,这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯以及聚苯乙烯等。热塑性塑料成型过程比较简单,能够连续化生产,并且具有相当高的机械强度,因此发展很快。 热固性塑料的分子结构是体型结构,在受热时也发生软化,可以塑制成一定的形状,但受热到一定的程度或加入少量固化剂后,就硬化定型,再加热也不会变软以及改变形状了。热固性塑料加工成型后,受热不再软化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料以及环氧树脂等都属于此类塑料。热固性塑料成型工艺过程比较复杂,所以连续化生产有一定的困难,但是,他的耐热性好以及不容易变形,而且价格也比较低廉。 2、根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料 通用塑料是指产量大、价格低以及应用范围广的塑料,主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料以及氨基塑料这五个大品种。人们日常生活中使用的许多塑料制品都是由这些通用塑料制成。工程塑料是可作为工程结构材料以及代替金属制造机器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜以及聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越以及加工成型容易等特点,广泛应用于汽车、电第十五页器、化工、机械、仪器以及仪表等工业,同时也应用于宇宙航行、火箭以及导弹等方面。根据我在上文所说的塑料的分类的方法,常用的塑料可以分成的的种类有以下这五种: 部分热塑性塑料的玻璃化温度①聚氯乙烯(即PVC) 它是建筑中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙烯的密度为每一立方厘米的里面就有一点三八克至到一点四三克,它的特点有机械强度高以及化学稳定性好,使用的场所的温度范围一般在负十五摄氏度至到正五十五摄氏度之间,适宜制造塑料门窗、下水管以及线槽等。 ②聚乙烯(即PE) 聚乙烯塑料在建筑上主要用于制造排水管以及卫生洁具。 ③聚丙烯(即PP)聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的,约为零点九左右。聚丙烯常用来生产管材以及卫生洁具等制品。 ④聚苯乙烯(即PS) 第十六页聚苯乙烯为无色透明类似玻璃一样的塑料。聚苯乙烯在建筑中主要可以用来生产泡沫隔热材料以及透光材料等制品。 ⑤ABS塑料 ABS塑料是改性的聚苯乙烯塑料,以丙烯睛(即A)、丁二烯(即B)以及苯乙烯(即S)为基础的三组分所组成。ABS塑料可以用来制作压有花纹图案的塑料装饰板等。二、(一)、按使用特性分类 根据名种塑料不同的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。 ①通用塑料 一般是指产量大、用途广、成型性好以及价格便宜的塑料。通用塑料有五大品种,即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯以及ABS。它们都是热塑性塑料。 ②工程塑料 一般指能承受一定外力作用,具有良好的机械性能和耐高、低温性能以及尺寸稳定性较好,可以用作工程结构的塑料,如聚酰胺以及聚砜等。 在工程塑料中又将工程塑料分为通用工程塑料以及特种工程塑料这两大类。 (1)通用工程塑料包括:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯第十七页醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物以及乙烯醇共聚物等。 (2)特种工程塑料又有交联型以及非交联型之分。交联型的有:聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺以及耐热环氧树指等。而非交联型的则有:聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺以及聚醚醚酮(即PEEK)等 ③特种塑料 一般是指具有特种功能,可用于航空以及航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料以及有机硅具有突出的耐高温以及自润滑等特殊的作用,增强塑料以及泡沫塑料具有高强度以及高缓冲性等特殊的性能,这些塑料都是属于特种塑料的范畴的。 (1)强塑料:增强塑料原料在外形上可以分为粒状(如钙塑增强塑料等)、纤维状(如玻璃纤维或者是玻璃布增强塑料等)以及片状(如云母增强塑料等)三种。如果按材质分的话,就可以分为布基增强塑料(如碎布增强或者是石棉增强塑料等)、无机矿物填充塑料(如石英或者是云母填充塑料等)以及纤维增强塑料(如碳纤维增强塑料等)三种。 (2)泡沫塑料:泡沫塑料可以分为硬质、半硬质以及软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料的特点是:没有柔韧性,压缩硬度很大,只有达到一定应力值才会产生变形以及应力解除后不能恢复原状;软质泡沫塑料的特点是:富有柔韧性,压缩硬度很小,很容易变形,应力第十八页解除后能恢复原状以及残余变形较小;半硬质泡沫塑料的特点是: 半硬质泡沫塑料的柔韧性以及其他性能介于硬质泡沫塑料以及软质泡沫塑料之间。 (二)、按理化特性分类 根据各种塑料不同的理化特性,可以把塑料分为热固性塑料以及热塑料性塑料这两种类型。 ⑴热固性塑料 热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或者是具有溶于水以及不熔于火特性的塑料,如酚醛塑料以及环氧塑料等。热固性塑料又分甲醛交联型和其他交联型两种类型。受热时变软,冷却时变硬,能够反复软化以及硬化并保持一定的形状。可以溶于一定的溶剂,具有可熔以及可溶的性质。热塑性塑料具有优良的电绝缘性,特别是聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP)都具有极低的介电常数以及介质损耗,宜于作高频以及高电压绝缘的材料。热塑性塑料易于成型加工,但耐热性较低,易于蠕变,其蠕变程度随承受负荷、环境温度、溶剂以及湿度变化而变化。为了克服热塑性塑料的这些弱点,满足在空间技术以及新能源开发等领域应用的需要,各国都在开发可熔融成型的耐热性树脂,如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASU)以及聚苯硫醚(PPS)等。以它们作为基体树脂的复合材料具有较高的力学性能以及耐化学腐蚀性,能热成型和焊接,层间剪切强度比环氧树脂好。如用聚醚醚酮作为基体树脂以及第十九页碳纤维制成复合材料,耐疲劳性超过环氧或者是碳纤维。它的耐冲击性好,在室温下具有良好的耐蠕变性,加工性好以及可以在二百四十摄氏度至到二百七十摄氏度连续使用,是一种非常理想的耐高温绝缘材料。用聚醚砜作为基体树脂与碳纤维制成的复合材料在二百摄氏度具有较高的强度和硬度,在负一百摄氏度尚且能够保持良好的耐冲击性;无毒,不燃,发烟最少以及耐辐射性好,预期可用它作航天飞船的关键部件,还可以模塑加工成雷达天线罩等。 甲醛交联型塑料包括酚醛塑料以及氨基塑料(如脲-甲醛-三聚氰胺-甲醛等)等。 其他交联型塑料包括不饱和聚酯、环氧树脂以及邻苯二甲二烯丙酯树脂等。 ⑵热塑料性塑料 热塑料性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料,如聚乙烯以及聚四氟乙烯等。热塑料性塑料又分烃类、含极性基因的乙烯基类、工程类以及纤维素类等多种类型。热加工成型后形成具有不熔于火以及不溶于水的固化物,其树脂分子由线型结构交联成网状结构,再加强热则会分解破坏。典型的热固性塑料有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、呋喃以及聚硅醚等材料,还有较新的聚苯二甲酸二丙烯酯塑料等。它们具有耐热性高以及受热不易变形等优点。缺点则是机械强度一般不高,但可以通过添加填料,制成层压材料或模压材料来提高其机械强度。 第二十页以酚醛树脂为主要原料制成的热固性塑料,如酚醛模压塑料(俗称“电木”)等,具有坚固耐用、尺寸稳定以及耐除强碱外的其他化学物质作用等特点。可以根据不同用途和要求,加入各种填料以及添加剂。如要求高绝缘性能的品种,可以采用云母或者是玻璃纤维为填料;如要耐热的品种,可以采用石棉或其他耐热填料;如要求抗震的品种,可以采用各种适当的纤维或橡胶为填料以及一些增韧剂以制成高韧性材料。此外还可以采用苯胺、环氧、聚氯乙烯、聚酰胺以及聚乙烯醇缩醛等改性的酚醛树脂以满足不同用途的要求。用酚醛树脂还可以制成酚醛层压板,它的特点是机械强度高,电性能良好,耐腐蚀,易于加工以及广泛应用于低压电工设备等。 氨基塑料有脲甲醛、三聚氰胺甲醛以及脲素三聚氰胺甲醛等。它们具有质地坚硬、耐刮痕、无色以及半透明等优点,加入色料可制成彩色鲜艳的制品(俗称“电玉”)。由于它耐油,不受弱碱以及有机溶剂的影响(但是并不耐酸),可以在七十摄氏度以下长期使用,短期内可以耐住一百一十摄氏度至到一百二十摄氏度,可以应用于电工制品。三聚氰胺甲醛塑料比脲甲醛塑料硬度高,有更好的耐水以及耐热一级耐电弧性,可以做成耐电的弧绝缘材料。 以环氧树脂为主要原料制成的热固性塑料品种很多,其中以双酚A型环氧树脂为基材的约占百分之九十。它具有优良的粘接性、电绝缘性、耐热性以及化学稳定性,收缩率以及吸水率小,机械强度好等特点。 第二十一页(待续) 
摘要:系统总结国内外废旧塑料的主要回收利用技术,针对目前我国回收处理废旧塑料的现状,指出提高分类筛选水平,吸收开发关键技术,是我国回收处理废旧塑料的必要途径。由于治理白色污染是个庞大的系统工程,政府部门须在制定法规和加强管理的同时,提高全社会的科技意识、环保意识和参与意识,这样才是减少和消除白色污染,提高资源综合利用水平的根本途径。 关键词:废塑料,白色污染,回收,再生,热解,技术进展 废旧塑料通常以填埋或焚烧的方式处理。焚烧会产生大量有毒气体造成二次污染。填埋会占用较大空间;塑料自然降解需要百年以上;析出添加剂污染土壤和地下水等。因此,废塑料处理技术的发展趋势是回收利用,但目前废塑料的回收和再生利用率低。究其原因,有管理、政策、回收环节方面的问题,但更重要的是回收利用技术还不够完善。 废旧塑料回收利用技术多种多样,有可回收多种塑料的技术,也有专门回收单一树脂的技术。近年来,塑料回收利用技术取得了许多可喜的进展,本文主要针对较通用的技术做一总结。 1 分离分选技术 废旧塑料回收利用的关键环节之一是废弃塑料的收集和预处理。尤其我国,造成回收率低的重要原因是垃圾分类收集程度很低。由于不同树脂的熔点、软化点相差较大,为使废塑料得到更好的再生利用,最好分类处理单一品种的树脂,因此分离筛选是废旧塑料回收的重要环节。对小批量的废旧塑料,可采用人工分选法,但人工分选效率低,将使回收成本增加。国外开发了多种分离分选方法。 1 仪器识别与分离技术 意大利Govoni公司首先采用X光探测器与自动分类系统将PVC从相混塑料中分离出来[1]。美国塑料回收技术研究中心研制了X射线荧光光谱仪,可高度自动化的从硬质容器中分离出PVC容器。德国Refrakt公司则利用热源识别技术,通过加热在较低温度下将熔融的PVC从混合塑料中分离出来[1]。 近红外线具有识别有机材料的功能,采用近红外线技术[1]的光过滤器识别塑料的速度可达2000次/秒以上,常见塑料(PE、PP、PS、PVC、PET)可以明确的被区别开来,当混合塑料通过近红外光谱分析仪时,装置能自动分选出5种常见的塑料,速度可达到20~30片/min。 2 水力旋分技术 日本塑料处理促进会利用旋风分离原理和塑料的密度差开发了水力旋风分离器。将混合塑料经粉碎、洗净等预处理后装入储槽,然后定量输送至搅拌器,形成的浆状物通过离心泵送入旋风分离器,在分离器中密度不同的塑料被分别排出。美国Dow化学公司也开发了类似的技术,它以液态碳氢化合物取代水来进行分离,取得了较好的效果[2]。 3 选择性溶解法 美国凯洛格公司和Rensselaser工学院共同开发了一种利用溶剂选择性溶解分离回收废塑料的技术。将混合塑料加入二甲苯溶剂中,它可在不同的温度下选择性溶解、分离不同的塑料,其中的二甲苯可循环使用,且损耗小[1,3]。 比利时Solvay SA公司开发了Vinyloop技术,采用甲乙酮作溶剂,分离回收PVC,回收到的PVC与新原料密度相差无几,但颜色略呈灰色。德国也有溶剂回收的Delphi技术,所用的酯类和酮类溶剂比Vinyloop技术少得多。 4 浮选分离法 日本一家材料研究所采用普通浸润剂,如木质素磺酸钠、丹宁酸、Aerosol OT和皂草甙等,成功地将PVC、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)和PPE(聚苯醚)等塑料混合物分离开来[4]。 5 电分离技术[5] 用摩擦生电的方法分离混合塑料(如PAN、、PE、PVC和PA等)。其原理是两种不同的非导电材料摩擦时,它们通过电子得失获得相反的电荷,其中介电常数高的材料带正电荷,介电常数低的材料带负电荷。塑料回收混杂料在旋转锅中频繁接触而产生电荷,然后被送如另一只表面带电的锅中而被分离。 2 焚烧回收能量 聚乙烯与聚苯乙烯的燃烧热高达46000kJ/kg,超过燃料油的平均值44000 kJ/kg,聚氯乙烯的热值也高达18800 kJ/kg。废弃塑料燃烧速度快,灰分低,国外用之代替煤或油用于高炉喷吹或水泥回转窑。由于PVC燃烧会产生氯化氢,腐蚀锅炉和管道,并且废气中含有呋喃,二恶英等。美国开发了RDF技术(垃圾固体燃料),将废弃塑料与废纸,木屑、果壳等混合,既稀释了含氯的组分,而且便于储存运输。对于那些技术上不可能回收(如各种复合材料或合金混炼制品)和难以再生的废塑料可采用焚烧处理,回收热能。优点是处理数量大,成本低,效率高。弊端是产生有害气体,需要专门的焚烧炉,设备投资、损耗、维护、运转费用较高。 3 熔融再生技术 熔融再生是将废旧塑料加热熔融后重新塑化。根据原料性质,可分为简单再生和复合再生两种。简单再生主要回收树脂厂和塑料制品厂的边角废料以及那些易于挑选清洗的一次性消费品,如聚酯饮料瓶、食品包装袋等。回收后其性能与新料差不多。 复合再生的原料则是从不同渠道收集到的废弃塑料,有杂质多、品种复杂、形态多样、脏污等特点,因此再生加工程序比较繁杂,分离技术和筛选工作量大。一般来说,复合回收的塑料性质不稳定,易变脆,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、雨衣及器械的包装材料等。 4 裂解回收燃料和化工原料 1 热裂解和催化裂解技术 由于裂解反应理论研究的不断深入[6-11],国内外对裂解技术的开发取得了许多进展。裂解技术因最终产品的不同分为两种:一种是回收化工原料(如乙烯、丙烯、苯乙烯等)[12],另一种是得到燃料(汽油、柴油、焦油等)。虽然都是将废旧塑料转化为低分子物质,但工艺路线不同。制取化工原料是在反应塔中加热废塑料,在沸腾床中达到分解温度(600~900℃),一般不产生二次污染,但技术要求高,成本也较高。裂解油化技术则通常有热裂解和催化裂解两种。 日本富士循环公司的将废旧塑料转化为汽油、煤油和柴油技术,采用ZSM-5催化剂,通过两台反应器进行转化反应将塑料裂解为燃料。每千克塑料可生成5L汽油、 5L煤油和柴油。美国Amoco公司开发了一种新工艺,可将废旧塑料在炼油厂中转变为基本化学品。经预处理的废旧塑料溶解于热的精炼油中,在高温催化裂化催化剂作用下分解为轻产品。由PE回收得LPG、脂肪族燃料;由PP回收得脂肪族燃料,由PS可得芳香族燃料。Yoshio Uemichi等人[13]研制了一种复合催化体系用于降解聚乙烯,催化剂为二氧化硅/氧化铝和HZSM-5沸石。实验表明,这种催化剂对选择性制取高质量汽油较有效,所得汽油产率为8%,辛烷值94。 国内李梅等[14]报道废旧塑料在反应温度350~420℃,反应时间2~4s,可得到MON73的汽油和SP-10的柴油,可连续化生产的工艺。李稳宏等[3]进行了废塑料降解工艺过程催化剂的研究。以PE、PS及PP为原料的催化裂化过程中,理想的催化剂是一种分子筛型催化剂,表面具有酸性,操作温度为360℃,液体收率90%以上,汽油辛烷值大于80。刘公召[15]研究开发了废塑料催化裂解一次转化成汽油、柴油的中试装置,可日产汽油柴油2t,能够实现汽油、柴油分离和排渣的连续化操作,裂解反应器具有传热效果好,生产能力大的特点。催化剂加入量1~3%,反应温度350~380℃,汽油和柴油的总收率可达到70%,由废聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯制得的汽油辛烷值分别为72、77和86,柴油的凝固点为3,-11,-22℃,该工艺操作安全,无三废排放。袁兴中[16]针对釜底清渣和管道胶结的问题,研究了流化移动床反应釜催化裂解废塑料的技术。为实现安全、稳定、长周期连续生产,降低能耗和成本,提高产率和产品质量打下了基础。 将废料通过裂解制得化工原料和燃料,是资源回收和避免二次污染的重要途径。德国、美国、日本等都有大规模的工厂,我国在北京、西安、广州也建有小规模的废塑料油化厂,但是目前尚存在许多待解决的问题。由于废塑料导热性差,塑料受热产生高黏度融化物,不利于输送;废塑料中含有PVC导致HCl产生,腐蚀设备的同时使催化剂活性降低;碳残渣粘附于反应器壁,不易清除,影响连续操作;催化剂的使用寿命和活性较低,使生产成本高;生产中产生的油渣目前无较好的处理办法等等。国内关于热解油化的报道还有很多[43-54],但如何吸收已有的成果,攻克技术难点,是我们急需要做的工作。 2 超临界油化法 水的临界温度为3℃,临界压力为05Mpa。临界水具有常态下有机溶液的性能,能溶解有机物而不能溶解无机物,而且可与空气、氧气、氮气、二氧化碳等气体完全互溶。日本专利有用超临界水对废旧塑料(PE、PP、PS等)进行回收的报告,反应温度为400~600℃,反应压力25Mpa,反应时间在10min以下,可获得90%以上的油化收率。用超临界水进行废旧塑料降解的优点是很明显的:水做介质成本低廉;可避免热解时发生炭化现象;反应在密闭系统中进行,不会给环境带来新的污染;反应快速,生产效率高等。邱挺等[17]总结了超临界技术在废塑料回收利用中的进展。 3 气化技术 气化法的优点在于能将城市垃圾混合处理,无需分离塑料,但操作需要高于热分解法的高温(一般在900℃左右)。德国Espag公司的Schwaize Pumpe炼油厂每年可将1700t废塑料加工成城市煤气。RWE公司计划每年将22万吨褐煤、10万吨塑料垃圾和城镇石油加工厂产生的石油矿泥进行气化。德国Hoechst公司采用高温Winkler工艺将混合塑料气化,再转化成水煤气作为合成醇类的原料。 4 氢化裂解技术 德国Vebaeol公司组建了氢化裂解装置,使废塑料颗粒在15~30Mpa,470℃下氢解,生成一种合成油,其中链烷烃60%、环烷烃30%、芳香烃为1%。这种加工方法的能量有效利用率为88%,物质转化有效率为80%。 5 其他利用技术 废旧塑料还有着广泛的用途。美国得克萨斯州立大学采用黄砂、石子、液态PET和固化剂为原料制成混凝土,Bitlgosz [18] 将废塑料用作水泥原材料。解立平等[19]利用废旧塑料与木料、纸张等制备中孔活性炭,雷闫盈等[20报道应用废旧聚苯乙烯制涂料,李玲玲[21]报道塑料可变成木材。宋文祥[22]介绍了国外用HDPE作原料,通过一种特殊的方法,使长度不同的玻璃纤维在模具内沿着物料流向的轴向同向,从而生产高强度塑料枕木。蒲廷芳[23]等使用废旧聚乙烯制高附加值的聚乙烯蜡。李春生等[24]报道,聚苯乙烯与其他热塑性塑料相比,具有熔融粘度小,流动性大的特点,因此熔融后可以很好地浸润所接触的表面而起到良好的粘接作用。张争奇等[25]用废塑料改性沥青,将某一种或几种塑料按一定比例均匀溶于沥青中,使沥青的路用性能得到改善,从而提高沥青路面质量,延长路面寿命。 结束语 治理白色污染是个庞大的系统工程,需要各部门,各行业的共同努力,需要全社会在思想上和行动上的共同参与和支持,有赖于全民科技意识、环保意识的提高。政府部门在制定法规加强管理的同时,可把发展环保技术和环保产业作为刺激经济和扩大就业的重要渠道,使废塑料的收集、处理及回收利用产业化。目前我国回收和加工企业分散,规模小,很多国内外塑料回收与加工的新技术和新设备无法推广实施,回收加工产品质量低下,因此对塑料回收企业应进行规范化管理,以提高其科技含量和经济效益。在回收利用的同时,更需研究开发可环境消纳塑料,寻求切实可行的替代品。
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