世界合成樹脂的產量已達2億t,大量消費后塑料的處理問題已成為當今地球環境保護的熱點。目前,消費后塑料的處理有下述幾種途徑:1、填埋;2、焚燒;3、堆肥化;;4、回收再生;5、采用降解塑料。
在城市塑料固體廢棄物處理方面,目前主要采用填埋、焚燒和回收再利用三種方法。因國情不同,各國有異,美國以填埋為主,歐洲、日本以焚燒為主。采用填埋處理,因塑料制品質大體輕,且不易腐爛,會導致填埋地成為軟質地基,今后很難利用。采用焚燒處理,因塑料發熱量大,易損傷爐子,加上焚燒后產生的氣體會促使地球暖化,有些塑料在焚燒時還會釋放出有害氣體而污染大氣。采用回收再用的方法,由于耗費人工,回收成本高,且缺乏相應的回收渠道,目前世界回收再用僅占全部塑料消費量的15%左右。
但因世界石油資源有限,從節約地球資源的角度考慮,塑料的回收再用具有重大的意義。為此,目前世界各國都投入大量人力、物力,開發各種廢舊塑料回收利用的關鍵技術,致力于降低塑料回收再用的成本的開發其合適的應用領域。
目前,德國每年有20萬噸的PVC垃圾,其中30%在焚化爐里燃燒,燒得人心惶惶,法律不得不對此擬定對策。德國聯邦環境局已規定所有的焚化爐都必須符合每立方米廢氣值低于0.1ng(納克)的限量。德國的焚化爐空氣污染標準雖然已經屬于世界公認的高標準,但仍然沒有敢說燃燒方法不會因機械故障放出有害物質,所以可以預見,各國環保團體仍將大力反對焚化法回收熱能。
美國倫塞理工學院研制出一種可分解塑料廢棄物的溶液,將這種已申請了專利的溶液和6種混合在一起的不同類型的塑料一起加熱。在不同的溫度下,可分別提取6種聚合物。實驗中,將聚苯乙烯塑料碎片和有關溶液在室溫條件下混合成溶解態,將其送入一個密封的容器中加熱,再送入壓力較低的“閃蒸室”中,溶液迅速蒸發(可回收再手),剩下的就是可再次利用的純聚苯乙烯。
據稱,研究所用的提純裝置,每小時可提純1kg聚合物。紐約州政府與尼加拉.摩霍克電力公司正打算聯手建造一座小規模試驗性工廠。投資者聲稱,該廠建成后,每小時可回收4t聚合物原料。其成本僅為生產原料的30%,具有十分明顯的商業價值。
美國列克星敦肯塔基大學發明了一種廢塑料變成優質塑料燃料油的工藝方法。用這種方法生產的燃料很像原油,甚至比原油更輕,更容易提煉成高辛烷值的燃料油。這種用廢塑料生產的燃料油不含硫磺,雜質也極少。采用類似方法把塑料與煤一起液化。也能生產出優質燃料油。
研究人員在沐浴器中把各種塑料和沸石催化劑、四氫化萘等混合在一起,然后放進一種稱之為“管道炸彈”的反應爐里,用氫加壓并加熱,促使大分子塑料分解成分子量較小的化合物,這一工藝過程類似于原油處理中的化合。廢塑料經此處理后產油率很高,聚乙烯塑料瓶的出油率可達88%。當廢塑料和煤以大致1:1的比例混合和液化時,可以得到更為優質的燃料油。經過此工藝方法的經濟效益進行評估后預計,采用廢塑料生產燃料油會在5-10年內變得蛻變具有高爐效益。目前,德國已開始在博特普建立一座有希望日產200t塑料燃油的反應爐。
研究開發部門在設計產品時就考慮到回收和拆卸處理的須要,美國適宜回收的材料,考慮的重點不在于制作個別的零部件應采用哪一種塑料最為理想,而是考慮可以廣泛動用的材質,這是在構思上的革命性轉變。
為了有利于回收,設計人員開始在設計產品時避免使用多種塑料,美國寶馬公司準備在其新車設計中減少40%的塑料種類,目的是方便廢塑料的回收。汽車工業之所以降低塑料使用種類,并且在設計上考慮加收性,主要是期望贏得重視環保的優良形象,受到消費者的欣賞。目前,這種設計構思正逐漸感染整個塑料加工業。
廢棄汽車零部件的回收工作也有了很大的進展,許多國家都是以可回收的易回收作為汽車塑料件原料選用和產品設計的前提。有些國家已制定了有效有汽車塑料件標準回收號碼和回收計劃,并在考慮制定有助于拆卸和分揀汽車塑料的統一標志體系。歐美等國還在研究化學解聚法回收汽車塑料。
80年代末,為了解決垃圾袋的降解問題,在美國玉米商的推動下,添加淀粉的聚乙烯塑料袋被作為生物降解塑料在歐美風靡一時。但由于其中的聚乙烯不能降解,故其應用研究已大大降溫。只是由于淀粉的原料來源豐富,而價格便宜,目前仍有不少研究者在從事這方面的研究,希望通過各種配方技術,在降解性方面有所突破。
在生物降解塑料的研究開發方面,世界各國都投入了大量財力和人力,花費了很大的精力進行研究。塑料加工業普遍認為,生物降解塑料是21世紀的新技術課題。
目前開發的技術路線主要有微生物發酵合成法、利用天然高分子(纖維素、木質素、甲殼質)合成法的化學合成法等,并已開發出一些生物降解塑料的水溶性樹脂,但總的說來,其生產成本都未達到工業化批量生產的要求。