汽車塑料制品材料的再生利用

□文/ 肖九梅/

汽車塑料制品材料的再生利用

The Autom otive Plastics Materials Recyclingg

□文/ 肖九梅/

近些年，隨著工業經濟的發展和人民物質生活水平的不斷提高，塑料制品在人們工作生活中占據日益重要的地位。從家居用品、家電、電子通訊等產品到汽車、建筑材料等，塑料制品在生活的每一個角落都隨處可見。不可否認，塑料給人們帶來了極大的方便和實惠，但同時，廢棄塑料也不斷增多，嚴重污染了環境，已對人類的生存環境造成了嚴重的危害， 回收利用廢塑料能有效地緩解全球的環境和資源問題。

一、汽車塑料的節能環保再生利用面臨機遇和挑戰

汽車塑料部件代替昂貴有色金屬及合金材料部件，不僅減輕車重，降低油耗和碳氫化合物排放，還可提高動力，適應惡劣環境，增加安全性，而且塑料可回收，從而節省了制造過程中的資源消耗，最終使汽車在安全和成本兩方面獲得更多突破。塑料在汽車上應用也為汽車外觀設計更加人性化、多樣化及內飾的手感舒適性、美觀性提供便利，降低部件加工、裝配與維修費用。可以看出，汽車部件塑料化是當今國際汽車制造業的一大發展趨勢。據報道：發達國家如日本、美國、德國每輛車塑料用量在150kg左右，平均占汽車總重的10%～15%；汽車的自身重量每減少1%，可節油1%；汽車運動部件每減輕1%，可節油2%。這就使得塑料材料成為汽車輕量化的首選用材。

由歐洲塑料制造商協會發布的一項研究表明，按照15年的使用壽命，與使用傳統的金屬或玻璃部件的汽車相比，一輛總重量的7.5%由塑料構成、總里程為150000公里的汽車在其使用過程中可節省大約1000公升的燃料。這樣，按照歐洲通常的燃料價格，每輛汽車就可節省1250美元(按平均每公升汽油1.25美元的價格計算)。按以上方式計算，中國僅一年就可節省燃油35億元多，相當于節省燃油541.2萬噸。

未來5年全球汽車用塑料市場規模預計將以13.7%的復合年增長率繼續增長，從2011年的221.55億美元增至2016年時的421.35億美元。從消費量來看，全球汽車塑料需求預計將從2011年的670萬噸增加至2016年的1020萬噸，復合年增長率為8.5%。各種汽車塑料中，聚丙烯仍將是主導品種，消費量將占到總量的36%；其次是聚氨酯，占17%；ABS占12%；復合材料占11%；高密度聚乙烯占10%；聚碳酸酯占7%；聚甲基丙烯酸樹脂占7%。亞太地區將繼續引領汽車塑料消費量，消費量將占到全球需求量的52%，歐洲占29%，北美占10%，其他地區占9%。

隨著汽車向降低能耗與排放、更安全、更環保方向發展，也伴隨著我國汽車工業自主品牌、自主開發、自主創新的戰略需求日益高漲，我國的汽車塑料及其再生利用行業將面臨新的機遇和挑戰。

二、廢舊塑料再生利用的新技術

焚燒回收熱能是廢舊塑料處理的一個重要方法。將廢舊塑料進行焚燒的處理方法具有處理數量大、成本低、效率高等優點，其方式主要有：使用專用焚燒爐焚燒廢舊塑料回收利用熱能，所用的焚燒爐有流動床式燃燒爐、浮游式燃燒爐、轉爐式燃燒爐等。在焚燒過程中，這些重金屬化合物會隨煙塵、焚燒殘渣一起排放，污染環境。因此，必須安排排放氣體的處理設施以防止污染，否則這些物質若直接進人大氣，其結果是破壞臭氧層，形成溫室效應、酸雨，危及人類身體健康。近幾年，垃圾資源化的問題得到世界關注，怎樣將有害垃圾(廢舊塑料)變為有效資源，已成為國際上的熱門研究課題。而采用填埋、焚燒這兩種處理方法都會造成一定的資源浪費，于是人們又開發了廢舊塑料再生利用新技術，以真正做到物盡其用，充分發揮塑料的所有利用能力和利用價值。

廢舊塑料的直接利用系指不需進行各類改性，將廢舊塑料經過清洗、破碎、塑化，直接加工成型，或與其他物質經簡單加工制成有用制品。國內外均對該技術進行了大量研究，且制品已廣泛應用于農業、漁業、建筑業、工業和日用品等領域。常用的改性方法有2種：一種是物理改性，另一種是化學改性。

物理改性采用物理方法對廢舊塑料進行改性主要包括以下幾個方面。

活化無機粒子的填充改性：在廢舊熱塑性塑料中加入活化無機粒子，既可降低塑料制品的成本，又可提高溫度性能，但加入量必須適當，并用性能較好的表面活性劑處理。

廢舊塑料的增韌改性：通常使用具有柔性鏈的彈性體或共混性熱塑性彈性體進行增韌改性，如將聚合物與橡膠、熱塑性塑料、熱固性樹脂等進行共混或共聚。近年又出現了采用剛性粒子增韌改性，主要包括剛性有機粒子和剛性無機粒子。常用的剛性有機粒子有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。

增強改性：使用纖維進行增強改性是高分子復合材料領域中的開發熱點，它可將通用型樹脂改性成工程塑料和結構材料。回收的熱塑性塑料(如PP、PVC、PE等)用纖維增強改性后其強度和模量可以超過原來的樹脂。纖維增強改性具有較大發展前景，拓寬了再生利用廢舊塑料的途徑。

回收塑料的合金化：2種或2種以上的聚合物在熔融狀態下進行共混，形成的新材料即為聚合物合金，主要有單純共混、接枝改性、增容、反應性增容、互穿網絡聚合等方法。合金化是塑料工業中的熱點，是改善聚合物性能的重要途徑。

化學改性：化學改性指通過接枝、共聚等方法在分子鏈中引入其他鏈節和功能基團，或是通過交聯劑等進行交聯，或是通過成核劑、發泡劑進行改性，使廢舊塑料被賦予較高的抗沖擊性能，優良的耐熱性，抗老化性等，以便進行再生利用。目前國內在這方面已開展了較多的研究工作，用化學改性的方法把廢舊塑料轉化成高附加值的其他有用的材料，已成為當前廢舊塑料回收技術研究的熱門領域，并涌現出了越來越多的成果。

共混改性與塑料合金：共混改性是將性質不同的兩種或兩種以上聚合物通過物理化學方法摻混，獲得優異性能的高分子材料。對于塑料與塑料的共混或塑料中摻混橡膠，也稱塑料合金，使用具有韌性鏈段的橡膠類彈性體，或采用剛性粒子進行增韌改性都可以提高回收塑料的抗沖擊性、耐熱性等等性能。

光降解塑料在國外研究得較早，技術也最成熟。光降解塑料是在高分子聚合物中引入光增敏基團或加入光敏性物質，使其在吸收太陽紫外光后引起光化學反應而使大分子鏈斷裂變為低分子質量化合物的一類塑料。

三、車用塑料回收再生利用任重道遠

隨著汽車報廢量逐年增加，車用塑料和家電及電子電器塑料量一樣穩步增加，其回收再生利用一樣成為廢塑料來源的重點，處理原則類似。到2015年，我國的汽車塑料需用量將達100萬噸左右。因此，對報廢汽車塑料件的回收、再生利用來說任務將越來越艱巨。

汽車儀表板的功能多、零件多、結構復雜，汽車內飾件材料的回收利用首先應該考慮儀表板。目前的儀表板大多由PVC表皮+半硬發泡PU+骨架構成，因此材料的回收利用非常困難。儀表板的發展趨勢是，設計上容易拆卸且容易裝配，選材上符合設計要求并考慮回收可能性，盡量做到美觀和低成本。這就有可能促進熱塑性塑料儀表板和單一品種塑料儀表板的發展，但應滿足安全、美觀的要求。轎車的車內頂蓬一般由玻璃+發泡聚氨酯+表面裝飾織物等成型，貨車一般采用表面附有人造革或纖維織物的泡沫片粘貼性頂棚。考慮功能和回收利用要求，將來的發展趨勢是骨架、吸音、隔熱和表皮材料盡量為同種材料，或者使用不需分離、可直接一次性回收使用的增強復合材料。PU革逐漸替代PVC人造革。PVC人造革作為第一代人工皮革產品，以其近似天然皮革，外觀鮮艷，知底柔軟、耐磨、耐折、耐酸堿等特點。

聚氨酯泡沫和制品存在的技術問題：如MDI、TDI和添加劑混合料的存放穩定性，產品性能的耐濕熱老化性、發泡工藝不穩定形成的產品空泡、開裂等缺陷。聚氨酯泡沫和制品發展需求將逐漸向：輕量化、多硬度、低氣味、低霧度、耐老化、存放穩定性以及更加環保發展。目前，凡是使用PVC的場合，PU均能成為其替代品。PU不僅有卓越的高強度、韌性、耐老化、透氣、透濕、不透水、耐油，而且是一種成熟的環保材料。近來許多汽車內飾件呈現出以聚烯烴（PO）泡沫塑料取代聚氨酯（PUR）材料的發展趨勢，幾種聚烯烴泡沫塑料正在不斷挑戰聚氨酯泡沫塑料在許多方面的應用，包括汽車內裝飾件表層、泡沫、涂復纖維、織物和隔音系統。發泡聚烯烴替代聚氨酯泡沫塑料的推動力在于產品成本，還有制品的回收性和是否能夠減少毒氣的排放，因為在PUR泡沫加熱層壓織物過程中會產生有毒氣體。

塑料再生既可節約資源，緩解塑料原料供需矛盾，又可為環境保護作出重要貢獻。而我國這方面做得顯然不夠。讓塑料再生行業健康、持續地發展下去，是利國利民的大好事。應該說，這一行業近幾年已經獲得了不小進步，一些地方形成了一定規模，當地政府因勢利導，培植出年產值數億元的再生塑料工業園，人們期望，政府更好地發揮其職能，出臺相關的法規、標準來正確引導廢舊塑料的回收利用。這一行業的經營者要改進生產技術，把科技融入到生產中去，提高產品質量，創造品牌產品，同時注意節約資源，防止環境污染，既為自己帶來利益，也為社會造福。

四、汽車廢舊塑料的回收再生利用逐為新興產業利國利民

塑料產業是與汽車相關的高增長產業群之一，車用塑料產值不斷增長，相應的車用廢塑料處 理難題也逐漸顯現。目前國外發達國家車用塑料已占塑料總消耗量的7%～11%。我國車用塑料產銷量雖然目前并不很大，但據有關方面預測，隨著我國汽車產銷量的驟升，全國車用塑料行業將呈快速增長之勢，預計2015年塑料產量達到407萬噸。

目前汽車內飾件已基本實現塑料化，并且塑料化的趨勢正由內飾件向外裝件、車身和結構件擴展，今后的重點發展方向是開發結構件、外裝件用的增強塑料復合材料、高性能塑料原料短缺問題的有效途徑。我國塑料制品行業的產業結構調整亟待加快，作為結構調整的方向之一，廢舊塑料的回收再利用問題已經成為整個循環產業鏈的關鍵，而且也是目前整個行業技術含量較高、利潤較高的一個環節。現階段，我國廢棄塑料及其包裝物回收利用率還不到10%，而日本已達到26%。在一些發達國家，有關廢舊塑料回收利用的開發研究工作起步早，技術已日趨成熟，且產生了很好的效益。在我國，廢舊塑料回收行業是個朝陽環保產業，發展潛力很大。從經濟效益考慮，廢舊塑料回收行業最大的優勢在于成本低。據核算，在目前塑料原料價格基礎上進行比較， 用廢塑料再加工制成的產品成本，僅為正品原料制成品的50%左右。

我國每年從汽車上拆下來的報廢塑料需要以萬噸計。從國外的動向來看，汽車塑料的回收利用，最好是從源頭抓起，即科學選材，選用環保型的塑料，便于以后的回收利用。美國福特汽車公司回收汽車塑料，將它們與細石料混合用于路面建設，這對汽車塑料的“廢物利用”無疑是一個很好的啟示。隨著中國汽車工業的迅速發展，有關部門和企業應對廢舊塑料可能造成的環境污染拿出相應的對策，比如建立無害化處理技術的研發基地，扶植報廢汽車回收拆解一體化示范工程，發展大型廢舊物資回收企業集團等，避免新技術、新材料的發展對環境造成的無法挽回的損害。其實，包括汽車塑料在內的塑料回收利用還是有利可圖的。新生產出來的塑料原料目前一般為8000元～10000元/噸，而對廢舊塑料回收利用后產生的再生塑料只有3500元～6300元/噸。我國每年大約有300萬到400萬噸的廢舊塑料進口。有關廢舊塑料的再生利用廠家，不妨把眼光放到國內，關注愈來愈多的廢舊汽車塑料，廢舊汽車塑料回收既是環保也是商機，從出生環節開始就要抓好車用塑料的循環利用前景廣闊。