添加剂保持再生塑料品质

据报道，塑料经过多次回收利用后保持高品质，对塑料回收的可行性和增加回收物的使用至关重要。公司对高品质再生聚合物的需求较高，再生聚合物可以作为原料减少塑料浪费。因此，研发人员需要改善技术、工艺和产品，实现塑料回收目标。

行业要求 2018年全球可再生率为21%，其中很大一部分可再生材料应用在低价值领域；欧盟承诺2025年高品质消费后再生树脂（PCR）的需求量将达到1 000万吨。由于塑料包装在市场中的份额较大，塑料包装对向循环经济转型具有重要作用。塑料包装品牌商已开始增加再生聚合物的比例，并设计可循环包装袋，减少原始聚合物的使用。

生产的原始聚合物将影响回收物品质。聚烯烃树脂必须与抗氧剂稳定存在，酸催化剂残留须用酸性洗涤剂中和，酸性洗涤剂在转化过程中保护聚合物。在通过标签、印刷和填充对塑料制品进行优化后，塑料产品投入市场。过去的几十年里，已经对包装使用的聚合物的设计和组成等步骤进行了优化。添加量已针对一次性应用中的成本效益进行了优化，平衡了品质和加工效率。

添加剂是实现循环经济的基础 循环经济对塑料包装的要求改变。当聚合物通过机械回收时，附加应力将施加在聚合物上，塑料被研磨、挤压和再次转化。虽然在原始聚合物中加入添加剂用于优化品质和提高产量是行业标准，但在回收过程中，添加剂只能部分保护聚合物。通常回收过程不再加入再添加剂，将对产品品质和加工效率产生重大影响。因此，聚合物回收利用需要合适的添加剂，并根据回收和后续转化工艺的要求进行调整。

此外，如果包装暴露在阳光和高温下，或者塑料在收集和分拣过程中受到污染，将导致聚合物破坏、交联和酸形成，需要加入添加剂，保持回收物的加工效率和产品品质。添加剂的标准行业程序是用抗氧剂（作为热稳定剂，通常是酚类抗氧化剂）和二级抗氧剂（作为加工稳定剂，通常是亚磷酸盐或亚膦酸盐等磷基抗氧剂）。分析商用高密度聚乙烯（HDPE）瓶级产品循环寿命期间的抗氧化剂消耗量，抗氧剂诱导时间（OIT）作为再生树脂品质的指示性参数。循环回收HDPE的OIT大幅降低，从36分钟降低至8分钟。树脂再生过程中需要添加抗氧剂。选择用聚苯乙烯（PS）168树脂、磷基稳定剂、专有加工稳定剂、高性能膦基稳定剂和酚类抗氧剂（AO1010）的组合进行模拟。改变比例和剂量以补充消耗的抗氧化剂。在再生过程中氧化稳定剂浓度增加，PS168稳定存在。

由于原始聚合物中残留催化剂，导致再生聚烯烃的酸性增加。为中和催化剂中的酸性残留物，需要添加酸性洗涤剂。酸性洗涤剂很常见，例如用于线性低密度聚乙烯（LLDPE）的硬脂酸锌或用于HDPE和聚乙烯（PP）的硬脂酸钙。由于聚合反应后催化剂的酸性只需中和一次，因此可以推测聚烯烃回收不需要酸性洗涤剂。然而，在回收过程中酸性增加有几个潜在的根本原因。例如，（1）PCR中外来颗粒和材料的包装内容物中的杂质。通过加强分选和洗涤，可以将杂质降至最低。（2）聚烯烃氧化，生成醛、酮和羧酸。（3）将处理稳定剂氧化为P=O，最终生成磷和磷酸，但浓度较低。

通常通过腐蚀试验确定树脂酸度。腐蚀将使利用注塑机的树脂加工商面临问题，表面粗糙的模具经腐蚀后较难清洗。模具上的腐蚀将导致塑料制品着色，并降低加工效率。因此，确定降低回收物酸度的解决方案对于扩大回收物在行业中的使用非常重要。用酸性洗涤剂中和再生PP中的酸性残留物，500ppm专有酸洗涤剂和稳定剂可有效降低腐蚀，但并不能完全消除腐蚀。因此，在回收站的回收料挤出阶段添加除酸剂，可以提高回收料的品质，减少对加工效率的负面影响。

协作是推动循环解决方案的关键因素欧盟建立的循环塑料联盟（CPA），具有来自塑料产业链上的290家公司，可以结合专业知识并提出新想法和解决方案，克服实施障碍。例如，CPA最近宣布了一项设计工作计划，支持制定塑料回收设计指南。全球各地的公司也在开展活动，促进产业链合作。例如，2019年Clariant年开展了循环塑料项目Eco-Circle，该项目集中专业知识并将产品解决方案与成熟的系统能力相结合。通过与客户合作开发产品并根据产业链的循环标准证明解决方案，可以创建支持塑料产业链循环的真正产品解决方案。

总结在回收过程中，添加剂可以提高回收品质，实现循环经济。长聚合物链比短聚合物链更易受到影响，而且几乎不可能在聚烯烃链断裂后以线性方式重新连接，长链聚烯烃具有较高加工性能和熔体稳定性，具有良好耐环境应力开裂性能（ESCR）。因此，聚烯烃回收的优先事项是在使用抗氧化剂时避免任何链断裂，帮助使圆形塑料成熟。行业合作是开发新解决方案和向循环经济转型的关键推动因素。