雖然多功能性是塑料最吸引人的特質(zhì)之一,但這也會限制其使用傳統(tǒng)機(jī)械回收方法的能力,原因包括。1)許多不同種類的塑料,2)同一產(chǎn)品中存在一種以上的塑料,3)一些塑料被設(shè)計成不會熔化,以增加其機(jī)械和熱阻性能。
在此背景下,歐洲越來越多地呼吁在工業(yè)和社會中加強循環(huán)性,以保持生產(chǎn)系統(tǒng)中的資源,減少對第三國的依賴,從而促進(jìn)了對開發(fā)新技術(shù)和進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有技術(shù)的日益增長的需求,以補充機(jī)械回收,旨在實現(xiàn)資源效率和零廢物。
化學(xué)回收涉及材料回收,因此在廢物等級制度中與機(jī)械回收處于同一水平。
化學(xué)回收是一個回收過程,在這個過程中,塑料被暴露在不同的化學(xué)、生物和溫度中,以分解其結(jié)構(gòu)。然后,它被轉(zhuǎn)化為工業(yè)感興趣的小分子。這些分子中的一些可以作為原料來制造新的塑料材料。盡管它們被認(rèn)為是回收材料,但它們保持了原始材料的所有屬性和特點,包括適合與食品接觸。
通過包括化學(xué)回收,塑料產(chǎn)品的新循環(huán)現(xiàn)在已經(jīng)完成,并提供了新的機(jī)會。
化學(xué)回收現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)實,在歐洲國家,如德國,已經(jīng)觀察到回收統(tǒng)計數(shù)據(jù)的增加。然而,數(shù)字仍然很低,主要的研究資金是必要的。
許多不同的化學(xué)回收過程通常被分為三類:溶解/解聚、熱裂解和生物裂解。
溶解/解聚過程是通過添加不同的化學(xué)劑、溫度和/或壓力來獲得單體和低聚物。獲得的產(chǎn)品取決于用于打破聚合物鏈的化學(xué)劑和反應(yīng)條件。例如,PET廢料可用于獲得單體和低聚物,這些單體和低聚物經(jīng)過第二次聚合過程,成為具有相同數(shù)量廢料的新的再生PET。如果改變條件,可以獲得合成和聚合聚氨酯的單體,還可以獲得不飽和聚酯樹脂。
這項技術(shù)在西班牙I+D Retos Colaboración呼吁框架內(nèi)的FOAM2FOAM項目中得到了應(yīng)用,用于回收來自不同來源的消費后聚氨酯廢物,如電氣和電子設(shè)備,并為工業(yè)部門獲得新的聚氨酯原料。
其中一個裂解過程是熱解,它是在高溫(通常高于400℃)下在無氧條件下進(jìn)行的。最終產(chǎn)品有三個階段:固體、液體和氣體。根據(jù)廢物原料的混合,可以得到不同的產(chǎn)品,如從加固的熱固性廢物中回收的碳纖維。這個過程也可以用來生產(chǎn)燃料,在這種情況下,它不被認(rèn)為是化學(xué)回收,而是在廢物等級制度中被下移到廢物回收或能源回收。
AIMPLAS正在開發(fā)不同的熱裂化項目,即LIFE ECOMETHYLAL和RECIPAM。第一個項目是一個歐洲范圍內(nèi)的項目,展示了為處理混合塑料垃圾和生產(chǎn)甲縮醛而開發(fā)的氣化技術(shù)。甲縮醛是工業(yè)非常感興趣的產(chǎn)品,作為汽油和柴油的添加劑,可以消除排放。RECIPAM是一個由瓦倫西亞創(chuàng)新局(AVI)資助的區(qū)域項目,展示了多層聚酰胺廢物與其他聚合物(如聚乙烯和聚丙烯)的可回收性。這個項目正在使用機(jī)械(如相容性)和化學(xué)(如分層、熱解)回收技術(shù)。
最后,生物裂解盡管還處于早期階段,是一種有前途的技術(shù)。它利用微生物使聚合物礦化,利用酶作為生物催化劑將聚合物降解為單體或低聚物。這些技術(shù)既適用于生物聚合物,也適用于傳統(tǒng)聚合物。
AIMPLAS目前正在進(jìn)行歐洲BIOICEP項目,通過使用微生物和預(yù)處理方法來回收塑料產(chǎn)品,以優(yōu)化這些過程,如微波處理和反應(yīng)性擠出。
其他也在不斷發(fā)展的工藝屬于化學(xué)回收的范疇,但實際上是物理處理,其中利用聚合物的溶解度,使用溶劑分離就是其中一種。這種類型的工藝對于分離多層材料、消除膠粘劑和涂層,甚至通過最大限度地減少和消除遺留物質(zhì)的存在等重大問題都有意義。
目前,塑料產(chǎn)品回收領(lǐng)域是開放的,其無限的可能性將在未來幾年逐漸體現(xiàn)出來,以實現(xiàn)歐洲雄心勃勃但必要的目標(biāo)