汽车塑料制品材料的再生利用

□文/ 肖九梅/

汽车塑料制品材料的再生利用

The Autom otive Plastics Materials Recyclingg

□文/ 肖九梅/

近些年，随着工业经济的发展和人民物质生活水平的不断提高，塑料制品在人们工作生活中占据日益重要的地位。从家居用品、家电、电子通讯等产品到汽车、建筑材料等，塑料制品在生活的每一个角落都随处可见。不可否认，塑料给人们带来了极大的方便和实惠，但同时，废弃塑料也不断增多，严重污染了环境，已对人类的生存环境造成了严重的危害， 回收利用废塑料能有效地缓解全球的环境和资源问题。

一、汽车塑料的节能环保再生利用面临机遇和挑战

汽车塑料部件代替昂贵有色金属及合金材料部件，不仅减轻车重，降低油耗和碳氢化合物排放，还可提高动力，适应恶劣环境，增加安全性，而且塑料可回收，从而节省了制造过程中的资源消耗，最终使汽车在安全和成本两方面获得更多突破。塑料在汽车上应用也为汽车外观设计更加人性化、多样化及内饰的手感舒适性、美观性提供便利，降低部件加工、装配与维修费用。可以看出，汽车部件塑料化是当今国际汽车制造业的一大发展趋势。据报道：发达国家如日本、美国、德国每辆车塑料用量在150kg左右，平均占汽车总重的10%～15%；汽车的自身重量每减少1%，可节油1%；汽车运动部件每减轻1%，可节油2%。这就使得塑料材料成为汽车轻量化的首选用材。

由欧洲塑料制造商协会发布的一项研究表明，按照15年的使用寿命，与使用传统的金属或玻璃部件的汽车相比，一辆总重量的7.5%由塑料构成、总里程为150000公里的汽车在其使用过程中可节省大约1000公升的燃料。这样，按照欧洲通常的燃料价格，每辆汽车就可节省1250美元(按平均每公升汽油1.25美元的价格计算)。按以上方式计算，中国仅一年就可节省燃油35亿元多，相当于节省燃油541.2万吨。

未来5年全球汽车用塑料市场规模预计将以13.7%的复合年增长率继续增长，从2011年的221.55亿美元增至2016年时的421.35亿美元。从消费量来看，全球汽车塑料需求预计将从2011年的670万吨增加至2016年的1020万吨，复合年增长率为8.5%。各种汽车塑料中，聚丙烯仍将是主导品种，消费量将占到总量的36%；其次是聚氨酯，占17%；ABS占12%；复合材料占11%；高密度聚乙烯占10%；聚碳酸酯占7%；聚甲基丙烯酸树脂占7%。亚太地区将继续引领汽车塑料消费量，消费量将占到全球需求量的52%，欧洲占29%，北美占10%，其他地区占9%。

随着汽车向降低能耗与排放、更安全、更环保方向发展，也伴随着我国汽车工业自主品牌、自主开发、自主创新的战略需求日益高涨，我国的汽车塑料及其再生利用行业将面临新的机遇和挑战。

二、废旧塑料再生利用的新技术

焚烧回收热能是废旧塑料处理的一个重要方法。将废旧塑料进行焚烧的处理方法具有处理数量大、成本低、效率高等优点，其方式主要有：使用专用焚烧炉焚烧废旧塑料回收利用热能，所用的焚烧炉有流动床式燃烧炉、浮游式燃烧炉、转炉式燃烧炉等。在焚烧过程中，这些重金属化合物会随烟尘、焚烧残渣一起排放，污染环境。因此，必须安排排放气体的处理设施以防止污染，否则这些物质若直接进人大气，其结果是破坏臭氧层，形成温室效应、酸雨，危及人类身体健康。近几年，垃圾资源化的问题得到世界关注，怎样将有害垃圾(废旧塑料)变为有效资源，已成为国际上的热门研究课题。而采用填埋、焚烧这两种处理方法都会造成一定的资源浪费，于是人们又开发了废旧塑料再生利用新技术，以真正做到物尽其用，充分发挥塑料的所有利用能力和利用价值。

废旧塑料的直接利用系指不需进行各类改性，将废旧塑料经过清洗、破碎、塑化，直接加工成型，或与其他物质经简单加工制成有用制品。国内外均对该技术进行了大量研究，且制品已广泛应用于农业、渔业、建筑业、工业和日用品等领域。常用的改性方法有2种：一种是物理改性，另一种是化学改性。

物理改性采用物理方法对废旧塑料进行改性主要包括以下几个方面。

活化无机粒子的填充改性：在废旧热塑性塑料中加入活化无机粒子，既可降低塑料制品的成本，又可提高温度性能，但加入量必须适当，并用性能较好的表面活性剂处理。

废旧塑料的增韧改性：通常使用具有柔性链的弹性体或共混性热塑性弹性体进行增韧改性，如将聚合物与橡胶、热塑性塑料、热固性树脂等进行共混或共聚。近年又出现了采用刚性粒子增韧改性，主要包括刚性有机粒子和刚性无机粒子。常用的刚性有机粒子有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。

增强改性：使用纤维进行增强改性是高分子复合材料领域中的开发热点，它可将通用型树脂改性成工程塑料和结构材料。回收的热塑性塑料(如PP、PVC、PE等)用纤维增强改性后其强度和模量可以超过原来的树脂。纤维增强改性具有较大发展前景，拓宽了再生利用废旧塑料的途径。

回收塑料的合金化：2种或2种以上的聚合物在熔融状态下进行共混，形成的新材料即为聚合物合金，主要有单纯共混、接枝改性、增容、反应性增容、互穿网络聚合等方法。合金化是塑料工业中的热点，是改善聚合物性能的重要途径。

化学改性：化学改性指通过接枝、共聚等方法在分子链中引入其他链节和功能基团，或是通过交联剂等进行交联，或是通过成核剂、发泡剂进行改性，使废旧塑料被赋予较高的抗冲击性能，优良的耐热性，抗老化性等，以便进行再生利用。目前国内在这方面已开展了较多的研究工作，用化学改性的方法把废旧塑料转化成高附加值的其他有用的材料，已成为当前废旧塑料回收技术研究的热门领域，并涌现出了越来越多的成果。

共混改性与塑料合金：共混改性是将性质不同的两种或两种以上聚合物通过物理化学方法掺混，获得优异性能的高分子材料。对于塑料与塑料的共混或塑料中掺混橡胶，也称塑料合金，使用具有韧性链段的橡胶类弹性体，或采用刚性粒子进行增韧改性都可以提高回收塑料的抗冲击性、耐热性等等性能。

光降解塑料在国外研究得较早，技术也最成熟。光降解塑料是在高分子聚合物中引入光增敏基团或加入光敏性物质，使其在吸收太阳紫外光后引起光化学反应而使大分子链断裂变为低分子质量化合物的一类塑料。

三、车用塑料回收再生利用任重道远

随着汽车报废量逐年增加，车用塑料和家电及电子电器塑料量一样稳步增加，其回收再生利用一样成为废塑料来源的重点，处理原则类似。到2015年，我国的汽车塑料需用量将达100万吨左右。因此，对报废汽车塑料件的回收、再生利用来说任务将越来越艰巨。

汽车仪表板的功能多、零件多、结构复杂，汽车内饰件材料的回收利用首先应该考虑仪表板。目前的仪表板大多由PVC表皮+半硬发泡PU+骨架构成，因此材料的回收利用非常困难。仪表板的发展趋势是，设计上容易拆卸且容易装配，选材上符合设计要求并考虑回收可能性，尽量做到美观和低成本。这就有可能促进热塑性塑料仪表板和单一品种塑料仪表板的发展，但应满足安全、美观的要求。轿车的车内顶蓬一般由玻璃+发泡聚氨酯+表面装饰织物等成型，货车一般采用表面附有人造革或纤维织物的泡沫片粘贴性顶棚。考虑功能和回收利用要求，将来的发展趋势是骨架、吸音、隔热和表皮材料尽量为同种材料，或者使用不需分离、可直接一次性回收使用的增强复合材料。PU革逐渐替代PVC人造革。PVC人造革作为第一代人工皮革产品，以其近似天然皮革，外观鲜艳，知底柔软、耐磨、耐折、耐酸碱等特点。

聚氨酯泡沫和制品存在的技术问题：如MDI、TDI和添加剂混合料的存放稳定性，产品性能的耐湿热老化性、发泡工艺不稳定形成的产品空泡、开裂等缺陷。聚氨酯泡沫和制品发展需求将逐渐向：轻量化、多硬度、低气味、低雾度、耐老化、存放稳定性以及更加环保发展。目前，凡是使用PVC的场合，PU均能成为其替代品。PU不仅有卓越的高强度、韧性、耐老化、透气、透湿、不透水、耐油，而且是一种成熟的环保材料。近来许多汽车内饰件呈现出以聚烯烃（PO）泡沫塑料取代聚氨酯（PUR）材料的发展趋势，几种聚烯烃泡沫塑料正在不断挑战聚氨酯泡沫塑料在许多方面的应用，包括汽车内装饰件表层、泡沫、涂复纤维、织物和隔音系统。发泡聚烯烃替代聚氨酯泡沫塑料的推动力在于产品成本，还有制品的回收性和是否能够减少毒气的排放，因为在PUR泡沫加热层压织物过程中会产生有毒气体。

塑料再生既可节约资源，缓解塑料原料供需矛盾，又可为环境保护作出重要贡献。而我国这方面做得显然不够。让塑料再生行业健康、持续地发展下去，是利国利民的大好事。应该说，这一行业近几年已经获得了不小进步，一些地方形成了一定规模，当地政府因势利导，培植出年产值数亿元的再生塑料工业园，人们期望，政府更好地发挥其职能，出台相关的法规、标准来正确引导废旧塑料的回收利用。这一行业的经营者要改进生产技术，把科技融入到生产中去，提高产品质量，创造品牌产品，同时注意节约资源，防止环境污染，既为自己带来利益，也为社会造福。

四、汽车废旧塑料的回收再生利用逐为新兴产业利国利民

塑料产业是与汽车相关的高增长产业群之一，车用塑料产值不断增长，相应的车用废塑料处 理难题也逐渐显现。目前国外发达国家车用塑料已占塑料总消耗量的7%～11%。我国车用塑料产销量虽然目前并不很大，但据有关方面预测，随着我国汽车产销量的骤升，全国车用塑料行业将呈快速增长之势，预计2015年塑料产量达到407万吨。

目前汽车内饰件已基本实现塑料化，并且塑料化的趋势正由内饰件向外装件、车身和结构件扩展，今后的重点发展方向是开发结构件、外装件用的增强塑料复合材料、高性能塑料原料短缺问题的有效途径。我国塑料制品行业的产业结构调整亟待加快，作为结构调整的方向之一，废旧塑料的回收再利用问题已经成为整个循环产业链的关键，而且也是目前整个行业技术含量较高、利润较高的一个环节。现阶段，我国废弃塑料及其包装物回收利用率还不到10%，而日本已达到26%。在一些发达国家，有关废旧塑料回收利用的开发研究工作起步早，技术已日趋成熟，且产生了很好的效益。在我国，废旧塑料回收行业是个朝阳环保产业，发展潜力很大。从经济效益考虑，废旧塑料回收行业最大的优势在于成本低。据核算，在目前塑料原料价格基础上进行比较， 用废塑料再加工制成的产品成本，仅为正品原料制成品的50%左右。

我国每年从汽车上拆下来的报废塑料需要以万吨计。从国外的动向来看，汽车塑料的回收利用，最好是从源头抓起，即科学选材，选用环保型的塑料，便于以后的回收利用。美国福特汽车公司回收汽车塑料，将它们与细石料混合用于路面建设，这对汽车塑料的“废物利用”无疑是一个很好的启示。随着中国汽车工业的迅速发展，有关部门和企业应对废旧塑料可能造成的环境污染拿出相应的对策，比如建立无害化处理技术的研发基地，扶植报废汽车回收拆解一体化示范工程，发展大型废旧物资回收企业集团等，避免新技术、新材料的发展对环境造成的无法挽回的损害。其实，包括汽车塑料在内的塑料回收利用还是有利可图的。新生产出来的塑料原料目前一般为8000元～10000元/吨，而对废旧塑料回收利用后产生的再生塑料只有3500元～6300元/吨。我国每年大约有300万到400万吨的废旧塑料进口。有关废旧塑料的再生利用厂家，不妨把眼光放到国内，关注愈来愈多的废旧汽车塑料，废旧汽车塑料回收既是环保也是商机，从出生环节开始就要抓好车用塑料的循环利用前景广阔。