各国塑料包装材料废弃物的回收综述(9)吉林景天

5.4.2提高回收料质量的添加剂

回收料再用时，一般只会把少量的边角料之类的回收料（<5%）加到新料中。产品废料在适度条件下加工处理，再加上足够的稳定剂，其性能一般不会受到损坏。而高比例废料的加入或消费后废弃物物料的混入会对材料的性能产生显著的影响，例如会影响熔融流动指数（MFI），破坏抗老化性能。在少量的新料中加入大量的废料通常是不划算的。目前大力进行用回收料和添加剂配方，可以在成本与性能方面比新料和回收料混用更有优势的研发。

添加剂在回收料的利用中起着重要的作用，特别是准备用回收料代替新料时，添加剂可以改进回收料的质量，开辟新的应用领域，有效地提高替代系数。为了使成分不同的回收料配制到统一的技术标准，研制了不同规格的系列添加剂，如聚合物添加剂、强化剂以及功能性添加剂（见表3）。此外，还特别开发了用于聚合物回收料的相容剂和稳定剂。相容海马齿属剂和稳定剂也是实际应用最广泛的添加剂，因此得到充分重视。

相容剂的作用是改善混料的机械性能。不同种类的聚合物通常不会形成成分均匀的混合物，只会以多相体系存在，包括连续相和分散相。连续相之间的粘合力不高，会降低这种非相容混合物的机械性能。相容剂可以破坏相间界面，使其产生粘合力。其使用浓度通常要大于5%才能产生满意效果。

相容剂的使用要根据应用对象的化学结构而定。还要考虑到，有些机械性能是互相制约的。例如，相容剂可增大抗冲击强度，但同时却减弱了挠曲强度和刚性。此外，相容剂的使用会对一些性能带来长期的负面影响，因为其中的一些基团有热敏和光致氧化效应，这些都应在设计配方时予以考虑。用一般方法很难分离PE/PA或PE/PET之类的层状物料，而相容剂最适合于分层回收料的处理，其活性基团可在此发挥良好的作用。

在塑料本体中简单地加入强化纤维和填料，就可大大改善其总体性能，特别是机械性能。填料的应用也是为了降低成本。使用填料时要考虑其吸附与解吸附作用和带有的杂质，这些都会对塑料的性能产生长期影响，所以要同时使用稳定剂。为提高回收料的质量，可以在其中添加长束玻璃纤维强化的热塑材料。这样可以补偿再生过程中原有玻璃纤维受到破坏造成的材料性能的降低。

表3 改善回收料质量的添加剂

试验表明，可以使用有机色料进行着色和调色。比如可以用炭黑覆盖颜色不均。炭黑也有良好的光照稳定性，但对材料的长效耐热性却有显著的不良影响，故对配方中的炭黑浓度和稳定剂的选用要配套考虑。

通过添加助剂和润滑剂，改变流量，可以改进回收料的流变学性能。对聚烯烃回收料，可添加低分子量的聚烯烃，并降低熔融粘度。但提高添加剂用量会降低机械性能，用量大还会导致不相容，所以调整的效果是有限的。PP中添加过氧化物会造成降解，应对添加的稳定剂特别注意。

PA、PET、PBT/PC共混料等特定的聚合物，可以使用添加剂来修复先前损坏的部分。提高分子量可以使反应产物的聚合链变短，因此可恢复原有性能，同时，与分子量有关的参数也可以有选择地分别改进。

稳定剂对于改进回收料的质量非常重要。因此对聚合物新料来说，防止氧化和光氧化要特别予以重视。当使用其它添加剂时，也要考虑这个问题。再稳定化可在加工过程中保持物料现有性能指标的稳定，以利于长期和特别的应用（受热或光照）。回收料中稳定剂的添加量要根据相似物料的应用及其质量要求进行调整。即使这样，效果未必理想。对短期使用过的食品包装物废料，一般其残留的稳定剂都不足，而且不含光稳定剂，而这些对长效包装产品的回收利用却是必要的。

氧化、杂质混入都会造成分子量的改变及材料变性，并减弱回收料的耐热性和光稳定性。所以，再稳定化工艺要据此做出调整。后稳定剂工艺有下列4项优点，这也是回收料必须关心的问题。

·处理过程中可保持材料的性能，并减少薄壁产品的原料消耗；

·在严厉的加工条件下（如长生产周期或大处理量），也有良好的稳定性，并减少脱色处理；

·耐紫外光性，即在光照和室外条件下的光学与机械质量；

·有符合质量标准的产品，可以较低价格和高质量的应用获得高附加值。

目前可以见到的回收料大多来自LDPE/LLDPE膜、收缩膜、HDPE周转箱、瓶、容器和汽车电池外壳，未来几年还会不断增长。basel蛇藤属的Ciba Spezalitatenchemie AG以酚醛抗氧萱草花剂、共稳定剂以及受阻胺类（HALS）为基础，为这些材料，特别是聚烯烃类，研制了Rycyclostab 和Recyclossorb产品系列。

添加剂可以广泛地用于多种塑料废料的回收，包括包装材料、托盘、PA和PP注塑，PET/HDPE吹塑瓶、PS。

如果再稳定化能达到最佳状态，回收料的质量甚至可以达到新料的标准（RAL标准）。用回收料制成的垃圾桶就是一个成功的范例。

Ciba公司近年来开发了一种复合添加剂，商品名 “Recycloblend 660”，其中含有抗氧化剂、共稳定剂和反应添加剂，这些添加剂可以直接作用于塑料废弃物，从而提高其分子量，或与其中的杂质反应或整合，减少其有害影响，已成功用于含填料的聚烯烃回收料等的回收工艺中。

(待续)

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