再生塑料材料在钟表业中的应用

林明山林娜邵跃明



再生塑料材料在钟表业中的应用

林明山1，林娜1，邵跃明2

（1.漳州职业技术学院 机械与自动化工程系，福建 漳州 363000；2.漳州市恒丽电子有限公司，福建 漳州 363000）

通过分析废弃塑料对环境产生的影响、国内外处理废弃物的方法与手段、废弃物回收处理的方法，并以再生塑料在钟表业制造中的应用，阐明再生塑料生产和应用的过程中亟待标准化。

废弃塑料；回收处理；再生材料；改性再生

塑料是三大合成高分子材料(塑料、橡胶、合成纤维)中应用量最大．应用面最广的一种材料，它的应用已经渗透至国民经济的各个领域，例如应用于包装行业、家电产品、汽车用品以及农用商品等[1]。塑料制品之所以能够得到广泛的应用，是因为塑料具有质量轻、比强度高、易加工成型材，优异的绝缘性，绝热性和耐化学腐蚀性等各方面的优点，因此其已成为现代工业的支柱性材料之一，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。然而，塑料行业的兴起是依托石油产业的兴起而发展壮大，众所周知，我国是一个石油资源相对贫乏的国家，近年来在原油持续高涨的大环境下我国塑料产业已经进入了“高成本时代”，不论是石化企业还是制品企业面临着较大的成本压力。面对当今形势下，废弃塑料的回收及如何有效得利用回收料成为迫切解决的问题。

1 废弃塑料对环境产生的影响

塑料行业的迅猛发展给人们生产、生活带来便利的同时也带来不少的负面作用，即白色污染。据有关数据统计，塑料总量中约有80%左右的通用塑料在10年内转化为废弃塑料，其中有50%的塑料将在两年内转化废弃塑料。由于塑料微观结构特点，决定了塑料生物降解性能差、分解速度缓慢，长期分散于自然界中从而一方面会产生环境污染，另一方面也会给人类的身体健康带来一些负面的影响[2]。因此，如何处理这些废旧塑料使之即不成为环境的负担又不影响人们的生活质量成为一个亟待解决的社会问题，得到全人类的关注。

2 国内外废弃塑料处理的方法

欧美国家是塑料产业发展比较成熟的国家，针对废弃塑料的问题在不同是时期采用的手段不一样。20世纪80年代以前，废旧塑料处理方式主要是以填埋和焚烧为主。填埋处理主要为在偏远的地区找一些空地将之填埋，随着废弃量的不断增加，填埋所需要的土地也逐渐增加。然而土地资源是有限的，同时填埋的费用及填埋对环境的影响等问题逐渐转化成焚烧来提取能量[3]。塑料焚烧时可以产生不少能量，可是在焚烧的过程中产生大量的烟雾及刺激性气体，不仅给环境带来污染而且也给人们的健康带来极大的危害。在90年代，这些国家寄希望于塑料材料在环境中自行降解实现无害化来减轻废弃塑料的处理压力。由于只有含淀粉类的塑料才有自身降解功能，所以可降解塑料在全部塑料产品中的比例很小，同时降解技术未达到预期效果以及环保理念与资源的可持续发展的理念日益深入，从而废弃塑料的再生利用备受重视。于是国外就着力研究了一些回收处理的新办法、新工艺和新成果取得了一定的成效：欧盟国家废塑料的回收利用率高达50%以上；美国废塑料的回收利用可达45%；日本再生资源回收开展得比较早、做得比较好，废塑料回收率高达60％以上[4]。

我国塑料工业虽然起步较晚，但也是一塑料消耗大国。我国每年产生的废塑料料量都在持续增长，发达国家的经验和做法值得借鉴。因此，根据我国国情明确提出“以回收及再生利用为主，以填埋、热解、焚烧、可降解等途径为辅”作为我国废弃塑料处理的最现实、最科学、最具活力和发展前景的方针政策，也是大力发展循环经济使资源可持续发展是唯一选择[3]。图1为2006～2012年我国塑料废弃物的回收情况，从图中可显示出从2006～2010年回收量增长较为缓慢，2010年之后增长速度较为明显，从中说明人们对待塑料回收利用的意识逐渐增强，同时再生塑料行业蕴藏良好的商机。近年来，再生塑料行业中小企业如涌泉出现，投资活跃。目前，我国再生塑料企业约有1万多家，回收网点遍布全国各地，已形成一批规模较大的再生塑料回收交易市场和加工集散地[5]，呈现良好的态势。

图1 2006～2012年我国废弃塑料回收状况

3 废弃塑料再生处理

3.1 单纯再生

直接采用塑料的加工成型过程中所产生水口料、下角料、边角料、废品等回料回收利用。回料经过分选、清洗、破碎等处理后，借助加热和剪切力的作用使聚合物熔化、混合，进行塑化造粒。一般来说，在机械回收的压出或挤出过程中，聚合物受到高温和剪切应力作用，分别或同时产生热降解、机械降解和氧化降解，其性能会有一定程度的降低[6]，其性能变化情况与回炼过程中原生料与再生料的配比，但较之使用已久的废旧料其性能变化比较不显著。该处理方式收集废塑料品种单一，品质纯净，不沾附污物，便于分选和回收利用。生产厂家如能及时回收利用，可降低成本，提高经济效益[7]。

3.2 复合再生

3.2.1 直接再生

直接再生利用指废旧塑料制品不需要改性，将废塑料经过分选、清洗、破碎、塑炼、造粒，直接加工成型制品。该方法广泛应用于农业方面制取农膜、棚膜等产品[3]；包装行业制取包装的缓冲填料、地毯的内衬里[8]；生活用品方面，如垃圾桶、垃圾篓、拖鞋、压制花盆等产品；也可应用于建筑方面，如采用PE材料制作“类木材”生产公园的靠椅、采用硬质废板/管制作电线的防护管等[9]。该方法制作工艺简单，但由于废旧塑料在长期使用的过程性能和质量都发生了巨大的变化，所以此法的再生制品质量相对比较差。

3.2.2 改性再生

废旧塑料回收改性再生的方法有三种：第一，物理改性。即通过混炼工艺进行活化无机粒子的充填改性、增韧改性、增强改性、回收塑料的合金化等过程制备复合材料和多元共聚物[2]；第二，化学改性。即通过化氯化、接枝、共聚等方法在分子链张引入其他链接和功能基团，或是通过交联剂等进行铰链反应，或是成形剂、发泡剂等化学反应方法使其分子在结构上发生变化，改变材料性能，从而获得更优良的特殊性能。该方法的主要目的是依靠分子链上或链端的反应基团进行再次反应，或在链上接上某种特征基团或接上一个特性支链，或在大分子链间反应基团进行反应，形成交联结构，其结果是使旧高分子的结构变性，从而改善和提高其性能[10]；第三，物理化学改性。它的工艺过程和特点是在特定的螺杆挤出机中，使多种组分的材料在进行物理共混改性的同时进行化学接枝改性；两者改性完毕后又进一步加强共混，然后在特定的温度下造粒或直接成型。这是一种集接枝、交联、共混为一体的综合体系，其优势是可缩短改性过程的时间和生产周期，既使生产连续化，又能得到更有效的改性效果[8]。

4 再生塑料材料在钟表业中的应用

漳州钟表是福建省特色产业，是漳州“十二五”计划重点支持的产业。现已形成一个庞大的石英钟表产业集群，产业链十分完整，石英类各种成品及各种配件的生产企业一应俱全。钟表业与其他行业一样，因节能环保，降低产品成本，提高市场竞争能力需要。漳州市恒丽电子有限公司是第一家通过自身掌握的技术生产再生料并将之应用于钟表产品壳体零件生产的企业，该公司主要利用钟表壳体注塑过程中产生的水口料、边角料、废品以及回收兄弟公司、临近企业所产生的塑料废料，经分选、清洗、破碎、塑炼、造粒后再将其化学改性，使之性能趋于原生材料，最后将再生料按一定的配比添加至原生料中进行注塑成型，并取得一定的成效。现以公司的一种改性材料-改性聚苯乙烯（改PS）为例，分析不同配比（如表1所示）改性材料的性能（如图2所示）。图2中的拉伸强度与伸长率是通过万能拉伸试验机测试结果，对应值为各种类型试样在外界条件相同的情况分别取五个试样进行测试取其平均值的结果，从图中可显示当加入再生料时聚苯乙烯的强度增强但塑性降低；而且当再生料加入比例逐渐升高则强度降低、塑性显著降低，当再生料含量为15%时，伸长率只达1.35%则塑性较差只达到钟表壳体性能要求的临界条件。

目前钟表业在再生料应用的过程中，都是根据生产经验及制品成型后再试验进而寻求最佳的配比、生产工艺、改性方法等，这种方法因缺乏检测手段，而采用行业标准来衡量表壳材料的性能，常出现不符合钟表某些专项性能指标要求而导致客户投诉或退货。因此，现急需有一套比较完整的数据库、生产工艺流程及再生料性能试验方法来指导企业进行有序生产至关重要。

表1 原生料（PS）与再生料不同配比试样

5 小 结

解决塑料发展与环境问题的成功策略是实施“三R”战略，即塑料制品的减量（Reduce），再使用(Reuse)和塑料废弃物的回收利用(Recycle)。但如何建立一套再生料生产工艺流程、简便测试再生料性能方法及再生料合理应用的体系使各企业在生产和管理过程中有据可循，避免不必要的损失与浪费，实现更切实的“绿色环保”、“节能减排”。

[1] 李平.新形势给再生塑料行业提出了更高要求[J].资源再生，2012（9）：10.

[2] 张耀东，马彦龙，卫爱丽.废旧塑料改性再生技术研究现状及进展[J].安全与环境，2007（5）：36-37.

[3] 刘英俊.废旧塑料的利用及改性[J].塑料，2002，32（4）：50-54.

[4] 胡守仁.我国废塑料回收和进口现状浅谈[J].再生资源与循环经济，2012，5（8）:24-26.

[5] 张莉.再生塑料及制品亟待标准化[J].品牌与标准化，2012（14）：7-8.

[6] 王文斌，李飞，丁奎等.ABS回料／SB／DMMT复合材料的结构与性能[J].工程塑料应用，2012，40（5）：5-7.

[7] 薛允连.废塑料的再生利用[J].合成材料老化与应用，2001（1）：30-32.

[8] 金声琅，曹利江.塑料包装废弃物的回收处理研究[J].资源开发与市场，2008，24（7）：651-653.

[9] 魏京华.聚烯烃塑料废弃物的回收再生利用[J].塑料工业，2005，33（S1）：41-45，55.

[10] 陈盛明.利用废聚苯乙烯塑料制备专用材料的研究进展[J].重庆工商大学学报，2007，24（1）：38-40.

The Application of Renewable Plastic in the Watch-Clock Industry

LIN Ming-shan1，LIN Na1，SHAO Yue-ming2

(1. Department of Mechanical and Automation engineering, Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou 363000,China; 2.Zhangzhou Move-best Electronics Co., Ltd. Zhangzhou 363000,China)

Through analyzing the waste plastics influenced on the environment, the method of recycling waste materials at home and abroad , and the application of recycled plastics in the watch-clock industry manufacturing, and then put forward the existing problems of waste plastics industry was the production and application of the renewable plastic needs to be standardized.

waste plastics; recycle; renewable materials; modified regeneration

TG142

A

1673-1417（2014）01-0008-05

2014－01－15

福建省质量技术监督局科技项目（FJQI201054）

林明山（1964－），男，福建漳州人，副教授，高级工程师，主要研究方向：机械设计与制造、材料成形技术。

（责任编辑：季平）