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登錄塑料回收的案例
中科院長春應化所陶友華研究員《Angew》:硫交酯-可用于閉環回收塑料的一類新單體
Ed.》上以“O-to-S Substitution Enables Dovetailing Conflicting Cyclizability, Polymerizability, and Recyclability: Dithiolactone vs Dilactone”為題在線發表了可用于閉環回收塑料的硫交酯單體的論文(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202109767)。
近年來,塑料的閉環回收的概念成為全世界高分子科學界關注的焦點,該方法通過設計特定的單體合成高分子材料,再將其直接轉化為原單體,從而實現資源循環和同級使用。8月13日,美國康奈爾大學高分子化學家Geoffrey W. Coates課題組在《科學》發文,以二氧戊環為單體,實現了塑料的閉環回收。
圖1. 硫交酯單體顯示熱力學有利于成環,動力學有利于開環聚合
近期,中科院長春應化所陶友華研究員提出硫交酯單體可以作為一類新型的單體用于閉環回收塑料。相比于大家熟知的乙交酯、丙交酯等交酯單體,硫交酯單體在熱力學上更有利于成環,在動力學上更有利于開環聚合(圖1),從而成功的將兩種看似矛盾的性質結合到一種單體上,使硫交酯單體相較于乙交酯、丙交酯等交酯單體,更容易合成、更容易聚合、也更容易實現閉環回收。同時,來源于纈氨酸的異丙基硫交酯的開環聚合,所得聚合產物具有無規但是結晶的不同尋常的特性。
經典的高分子化學理論中,單體的成環能力和開環聚合活性是相互矛盾的。如用于合成聚乳酸的丙交酯單體,具有較大的環張力,因此丙交酯單體開環聚合的活性較高,但丙交酯單體的規模化合成并不容易(直接環化的收率不到50%)。
展開 回收塑料變農具,細說3D打印在非洲的扶貧
研究團隊旨在通過該項目實現使用 "智能技術 "來解決世界上的廢物回收問題。特別是,當這份倡議在去年獲得綠燈時,該團隊將目光投向了創建一個 "循環商業模式",能夠減少所謂的"食品到手"包裝的生態影響。
項目負責人Garrath Wilson去年解釋說:"食品零售商銷售的新鮮和冷藏食品,如三明治和預制沙拉,會產生大量的一次性塑料包裝垃圾。我們的項目將匯集包裝技術、用戶行為、可持續設計、制造和聚合物化學各個方面具有專業知識的研究人員,以消除食品業的塑料浪費。"
△一堆塑料廢棄產品,通過他們的循環商業模式,該團隊相信他們可以使回收有利可圖,同時也是環保的。圖片來自拉夫堡大學
為了與PPFTG項目的目標保持一致,拉夫堡大學團隊現在又從工程和物理科學研究委員會獲得了15萬英鎊的資助。利用這筆資金,該系的研究人員與阿斯頓大學和德蒙福特大學的同事合作,并作為循環塑料項目的一部分,試圖將塑料變成非洲企業的商品。
到目前為止,在這項為期18個月的倡議中,設計師和工程師團隊已經與英國的一個非政府組織以及肯尼亞、盧旺達和尼日利亞的合作伙伴合作,對塑料水瓶展開收集。一旦積累起來,研究人員將這些廢物清洗、切碎、干燥并擠壓成可用的長絲,然后將其3D打印成工具,以滿足不同非洲社區的具體需求。
盡管該項目仍在進行中,但該團隊已經提出了六個初步的原型,包括一個模塊化的養魚場和水果抓取器,可以用當地的網和竹子材料建造。研究人員還在開發新型挖沙適配器、非電動牛奶冷卻器和彎刀削皮機,以及能夠利用波浪運動抽水的回收船打包機。
展開 回收包裝塑料實現更環保的被動輻射冷卻
目前,全球對塑料的需求持續增長,預計到2030年將達到每年4.17億噸。這也導致了塑料廢物急劇增加。促進塑料的減量、再利用和回收可以有效防止更多的聚合物材料釋放到環境中,從而遏制環境污染。目前,機械回收是五種主要包裝塑料環境和經濟可持續經濟的主要工具:聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC),但機械降解仍然受到成本的限制。因此,迫切需要提出一種基于機械的策略來提高其回收價值。打印紙由于原材料豐富且具有出色的生物降解性,成為PRC結構的良好候選材料,然而,雖然打印紙具有被動輻射冷卻特性,但其耐水性不足,使其無法靈活應用。
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成果掠影
為了應對全球塑料回收的迫切需求,美國東北大學鄭義教授課題組利用回收的泡沫塑料和普通的打印紙來制造具有優異自冷卻能力的泡沫-紙復合材料(FPC)。高漫反射 PS 泡沫顆粒與纖維打印紙的結合,使FPC太陽光譜反射率達到 96%,在太陽直射下平均產生8.4 °C的溫降和90 W/m
2的冷卻功率。同時,FPC在高濕度下仍能保持較高的太陽光反射率,促進其在潮濕的亞熱帶地區的應用。此外,低成本材料和簡單制造方法將為有效的白天輻射冷卻提供有效途徑。相關研究成果以“Eco-friendly passive radiative cooling using recycled packaging plastics”為題發表于《Materials Today Sustainability》。
展開 捷豹路虎合作巴斯夫 回收塑料制成高檔汽車材料
據外媒報道,捷豹路虎(JaguarLandRover)正與化學公司巴斯夫(BASF)合作,試驗創新回收工藝,可將塑料垃圾轉變成能夠用于未來車輛的新型高檔材料。據估計,到2050年,全球塑料垃圾總量將超過1200萬噸。現在,并非所有的塑料垃圾都可回收,以用于汽車應用,特別是有些汽車零部件需要符合最嚴格的安全和質量標準要求。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/41973.html
捷豹路虎是“化學循環”(ChemCycling)試點項目的成員之一,該項目會將原來會被填埋或棄至焚燒廠的生活塑料垃圾升級成新型高質量材料。
利用熱化學工藝可將此類塑料垃圾轉變成熱解油,然后此類熱解油作為次生原料成為化石能源的替代品,進入巴斯夫的生產鏈,最終能夠生產出新型、高檔,能夠復制高質量和高性能“原始”塑料的新材料。最重要的是,此類材料能夠回火著色,成為理想的可持續解決方案,用于設計捷豹路虎車型的儀表板和外飾。
目前,捷豹路虎和巴斯夫正在捷豹I-Pace原型車的前端貨架二次成型工藝流程中,測試該試驗階段材料,以驗證,與現有的原始部件相比,是否該材料也能符合同樣嚴格的安全要求。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/41871.html
在將此類化學回收材料推向市場的試驗取得成果進展之前,采用新型高檔材料意味著捷豹路虎能夠在所有車型中使用從國內回收而來的塑料,同時車輛的質量和安全性能不會受到任何影響。
捷豹路虎表示,這是該公司致力于應對塑料垃圾挑戰的最新努力。該公司還與丹麥紡織品牌克瓦德拉特(Kvadrat)合作,為顧客提供豪華且可持續的座椅選擇。
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英國廢料再生陷入困難 塑料包裝難以回收
繼中國實行了“禁止洋垃圾入境”的相關條例后,歐洲發達國家的垃圾處理便陷入困難,其中對于超市使用的包裝的回收更是混亂又困難。
根據英國消費者協會研究和咨詢慈善機構的一份報告顯示,英國大型連鎖超市使用的包裝中,有一半以上無法被輕易回收。
該報告分析了一家典型的家庭商店的46種流行商品的包裝,這些商品來自阿爾迪、阿斯達、Co-op、冰島、利德l、瑪莎百貨、莫里森、奧卡多、森寶利、樂購和維特羅斯超市。
玻璃纖維展會https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16020.html
然后,該公司將每件物品的包裝分解成各個組成部分,并評估每件物品是否可以輕易回收。包括紙板、玻璃和塑料在內的可直接放入家庭回收箱的包裝物的平均比例僅為52%。
該慈善機構還發現,42%的超市包裝要么貼錯了標簽,要么根本沒有貼,這使得消費者很難正確處理這些包裝,并增加了最終進入垃圾填埋場的可能性。
根據這項調查,莫里森是最嚴重的違規者,因為包裝的數量不便于家庭回收,并且許多產品都帶有不可回收的塑料薄膜。報告發現,使用可回收包裝的最多的超市是樂購和威特羅斯,只有40%的包裝不容易被回收。
該組織呼吁英國政府讓回收標簽變得簡單、清晰并賦予一定的強制性,確保必要的基礎設施到位,讓每個人都能把回收作為一件輕而易舉的事,不管他們住在哪里。
家庭產品和服務主管Natalie Hitchins說,“我們的研究表明,有更多的超市和制造商可以采取措施,確保他們使用的任何包裝都是最小限度的、可回收的,并且貼有正確的標簽,這樣消費者就能確切地知道他們如何回收這些包裝。”
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展開 可視化射出成型技術探討循環再利用塑料材料成型特性──以聚丙烯材料為例
綜合圖2與圖3的研究結果顯示,雖然塑料結晶度與機械性質有正相關性,但值得注意的是,當塑料回收次數到達四次以上,機械性質便開始下降,表示塑料回收經歷多次熱歷程,結晶度雖然有提升現象,但塑料同樣經歷多次粉碎(外力作用),導致產品機械性質產生下降趨勢。相信,透過可視化射出成型技術建立循環再利用塑料材料成型特性數據,對產業需求有正面助益。
結語
本研究透過不同回收次數之PP塑料進行射出成型特性、模穴壓力、黏度因子與拉伸強度等變化趨勢作為探討主軸,提供產業了解在不同回收次數下之塑料特性,以支持產業需求。
此外,循環再利用塑膠材料可能來自不同的回收場域,回收塑料本身會隨批次不同,而有不同的特性(如黏度、密度、成型特性等),造成業者在進行回收塑料射出成型加工時,產品質量與特性容易產生極大的差異性與挑戰。因此,在建構循環經濟及追求凈零碳排永續發展的趨勢下,運用感測組件建立實時感測技術讓成型信息可視化,預期可加速協助業者建立測試平臺與數據庫。
隨著智能化射出成型技術的發展,結合可視化信息,讓成型信息進一步透明化,實時掌握不同批次回收塑料之特性變異,進一步透過成型參數調整,得到質量均一之射出成型產品,實現射出成型數字智能制造的目的,增加其塑料回收料再利用之價值。■
此文章摘錄自ACMT- SmartMolding雜志-(2022/12月刊)
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展開 環保材料在設計中的運用
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Supernovas
▲Afterlife箱子
Supernovas使塑料回收再向前邁進了一步,其回收塑料物品和家具(與Odd Matter合作開發的最新產品)以“流動”的方式提供,可在其使用壽命結束時退還,或更換其他替代品。
— END —
鑒別注塑回料,簡易的物理鑒定法就搞定!
外觀法:
外觀鑒定主要是通過視覺、觸覺、嗅覺等來觀察塑料產品的外觀特征,如產品的形狀、透明性、顏色、光澤、硬度等。
塑料經過回收再加工過程,顏色、光澤、強度等都會發生變化,無回料的顏色一般都會較透明,混有回料的產品會降低透明性;回料的光澤比較差;有經驗的老注塑人員可以用牙齒咬來初步確定塑料的強度,有添加回料的比較脆。外觀法一般作為塑料回料的初步鑒定。
物理性能檢驗法:
不同種類的塑料,其密度通常相差比較大,同一種塑料經再回收前后密度相差也會有較大的差別。
密度法可用于塑料回料的大致鑒別,但不能用來完全判斷塑料回料,因為塑料回收再生產過程中會產生許多空洞或其他缺陷。例如,ABS/PC的再生過程就會產生很多微小的孔洞,并且孔洞的數量隨著再生次數的增多而增加。
對于沖擊強度、抗拉強度、壓縮強度、彎曲強度等強度性質,隨著塑料回料含量的增加會發生變化有明顯降低的趨勢,特別是抗拉強度和彎曲強度出現明顯的下降。
這些強度性質的降低是與回料在回收利用過程中形成空洞與缺陷、分子量的減小是密切相關的。因此,對于塑料回料的鑒定,可以通過測試塑料的這些強度性質,通過對比可以初步確定產品中是否含有回料。
溶解法:
利用塑料在不同有機溶劑的溶解性可以鑒別不同的塑料,也可以鑒別塑料回料,由于回料回收再利用過程中,難以達到較高的純度,都會存在些雜質,導致回料的溶解性沒有原料的好,塑料回料在有機溶劑溶解過程中會有殘渣的出現。
常用的塑料溶解有機溶劑有苯、二甲苯、四氫呋喃、乙 醚、丙酮與甲酸等。但是溶解法有非常大的局限性,很多塑料產品在加工過程中都會加有各種填充料,這就影響了回料與原產料的對比。
展開 《Joule》:節能減排的綠色方法,大規模生產玻纖增強塑料
但是目前只有部分PET瓶被回收再利用。由于回收率很低,大多數廢棄PET都進入了垃圾填埋場或直接在環境中積累。
美國可再生能源國家實驗室Gregg Beckham團隊將回收的PET與可再生的生物質單體結合生產玻璃纖維增強塑料(FRP),這種材料擁有單價高和壽命長的特點,有很大的應用價值。該研究通過結合生物質單體開發了PET再循環的新路徑,這既可以刺激塑料回收,又能促進生物質經濟的發展。該文章最近發表在Cell Press旗下的能源期刊Joule上,題目為“Combining reclaimed PET with bio-based monomers enables plastics upcycling”。該研究通過利用再生PET(rPET)中的內含能以及可再生單體中特殊的化學結構,顯著提升了rPET-FRP的材料性能。而且,相比于通過石油合成的FRP,預計可節省57%的總供應鏈能量,同時減少40%的溫室氣體排放。
PET材料由于其強大的機械性能,在現代社會中被廣泛應用。然而,在美國只有不到30%的PET瓶和極少數PET地毯被回收利用,大部分被簡單填埋。 PET回收率低的一個主要原因是工業界回收PET使用的是機械式方法,這會導致回收的PET相比于新PET性能有所下降,從而影響回收PET的價值。由于機械式回收方法的問題,研究人員也開發了一些化學回收方法。一般分為兩類,一類是將PET完全降解為單體,然后再使用單體合成新的聚合物;另一類是部分降解,作為均聚物被應用在一些高價值的聚合物合成上。但是這兩種方法都需要很大的能量消耗將回收的PET高度降解,同時還需要使用一些像環氧氯丙烷、異氰酸酯或苯乙烯等有毒的單體來合成最終產品。鑒于此,他們將回收的PET(rPET)轉化為不飽和聚酯(UPEs)或二丙烯酸聚合物,然后再聚合轉化為高價值的玻璃纖維增強塑料(FRP)。
展開 北京固本科技有限公司專業解決垃圾撕碎機刀具磨損問題
垃圾撕碎機可滿足各行業的廢料回收要求,適合撕碎較厚難碎物料,如:生活垃圾、塑料、金屬、木材、廢舊橡膠、包裝桶、托板等。可回收材料種類繁多,經撕碎后的物料可直接回收使用或根據需求作進一步細化處理。適用于工業廢棄物回收、醫療回收、電子制造、托板制造、木材加工、生活垃圾回收、塑料回收、輪胎回收、造紙等行業的應用。
北京固本科技有限公司,是一家提供工業磨損、腐蝕專業解決方案的公司。公司以熱噴涂、堆焊等新技術和粉芯絲材、藥芯焊絲、特種復合金屬等新材料為核心,為工業設備及零部件的磨損、腐蝕問題提供專業解決方案。
刀具為垃圾撕碎機上最重要組成部分,其使用壽命直接影響垃圾撕碎機的性能。北京固本針對垃圾撕碎機刀具磨損原因,研發生產專用耐磨焊絲,堆焊制造撕碎機耐磨刀具。堆焊后刀具耐磨性、韌性好,撕碎效率高,維護成本低。
展開 總結60國對抗塑料污染的經驗與教訓,聯合國發布“10步路線圖”
根據其成分的不同,可能需要在回收過程中進行拆解,從而分離不同的材料。因為過程繁瑣,這些可重復使用的袋子通常沒有被回收利用。
這意味著數以百萬計的可重復使用購物袋最終還是去往垃圾填埋場。在廣泛推廣可重復使用購物袋前,請充分考慮它們在當地進行回收利用或升級再造的可能性。
綜上,我們需要在塑料經濟的復雜關系中,重新思考世界生產、使用和管理一次性塑料的方式。我們想要減少或者擺脫對于一次性塑料的依賴,政府的監管必不可少,此外,企業的創新以及每一為消費者所采取的行動都發揮著重要的作用。
來源:廢塑料新觀察
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東京奧運會3D打印了98個領獎臺,源于廢棄塑料
領獎臺的材料由日本2000多個地點的回收塑料制成,并帶有再利用鋁制奧林匹克標志,將在奧運會和殘奧會期間使用。
△3D打印2020年東京奧運會領獎臺
寶潔發言人解釋說,東京2020年領獎臺項目有助于實現可持續發展目標,并擴大寶潔與國際奧委會的長期合作,使整個奧林匹克運動受益。
△2020年東京奧運會領獎臺。在九個月的時間里,日本公眾通過安裝在日本各地百貨公司和學校的兩千多個收集箱捐贈了相當于40萬瓶洗衣粉的家用塑料。它們被回收并制成細絲,作為3D打印的原料制作了將在奧運會期間使用的所有共98個領獎臺
領獎臺由24.5噸再生塑料制成,并使用工業FFF3D打印機制成。設計師Asao Tokolo以鉆石形狀為基礎,以奧運會徽為概念。每個領獎臺都由許多小立方體模塊構成,這些模塊連接起來形成三個基座。每個立方體僅重1.5公斤。
△寶潔公司已使用再生塑料3D打印東京2020年奧運會和殘奧會的領獎臺。圖片來自寶潔。
整體模型的設計概念為:可持續性、3D打印、回收、再利用。因此,活動結束后,寶潔計劃將塑料回收并賦予它們第三次生命,作為寶潔產品的包裝。同時設計師團隊希望將領獎臺的部分零件用于展示,甚至重新制作。
阿迪達斯“4DFWD”
自從耐克的Zoom Superfly Elite跑鞋幫助Shirley Ann Fraser Price在2016年里約奧運會上獲得兩枚獎牌以來,競爭對手阿迪達斯在3D打印鞋類方面已經展開了追趕,并宣稱重大進展。公司與Carbon密切合作,開發了Futurecraft 4D系列跑鞋,旨在滿足每個穿著者的運動、緩沖、穩定性和舒適性需求。
展開 國際包裝水行業:經驗與熱點
更值得一提的是,2015年美國瓶裝水協會對輕量化研究發現,在14年的時間里,500毫升塑料瓶裝水容器的重量減少到平均9.25克;從2000年到2014年,平均瓶重下降了51%,節省了62億磅聚酯樹脂。2015年美國瓶裝水協會的回收PET研究發現,從2008-2014年,可回收PET在瓶裝水包裝上的使用量從3.3%增長到20.8%,增長了17.5%;2013-2014年,可回收PET在瓶裝水包裝上的使用量增加了8%;2014年,在瓶裝水包裝中使用可回收PET的公司,每個包裝使用可回收PET平均含量為20%,有些公司使用量則達到50%、75%或者100%;2014年,所有瓶裝水包裝的可回收PET平均含量為4.1%,2008年僅為0.2%。
喬多斯(Joe Doss)認為,PET是世界上最常用的可回收塑料,美國瓶裝水協會的目標是百分之百回收PET容器,但是回收的關鍵是“如何讓更多的人回收他們的瓶子”。隨著全世界的消費者越來越意識到環境中塑料垃圾的增加,塑料制品的回收利用可以減少固體廢物、二氧化碳的排放,減少能源消耗,越來越多的國家正在采取促進塑料回收的政策,從政府項目、企業責任、團體志愿活動到消費者教育,可回收PET塑料政策正在得到更多宣傳與落實。中國從2018年1月1日起禁止進口包括塑料在內的幾種固體廢物,這可能導致歐美國家集中精力提高本國的回收能力,并鼓勵發展更好的技術進行材料分離。喬多斯(Joe Doss)也認為,在中國目前的國情和消費者認知條件下,包裝水企業可能需要購買更多的全新PET。
文章來源:中國食品報
展開 北歐率先引進新興技術 實行可持續循環經濟
近日,北歐化工引進了一種新的塑料回收技術,該技術將用于生產由回收聚烯烴(rPO)制成的化合物。
玻璃纖維展會https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16020.html
此次發布是該公司愿景工程理念的一部分,旨在實施基于聚烯烴的新型解決方案,實現塑料的再利用、再循環和回收,并通過設計實現循環性。
除了針對小家電的rPO系列外,北歐化工還在其Purpolen品牌的回收產品中加入了Purpolen PP Y40。該再生聚丙烯牌號提高了薄壁件注射成型的流動性,使熔體流動指數提高到40g/10min。目標應用包括桶和薄壁包裝。
同時,Purpolen PE Y01是一種消費后100%可回收的牌號,用于管材或大瓶子的擠出工藝,具有較低的熔體流動速率。
“如果我們的目標是在循環領域實現創造價值的解決方案,那么先進的技術是至關重要的。”北歐化工創新、技術和循環經濟解決方案高級副總裁Maurits van Tol說。
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展開 五種最意想不到的塑料危機解決方案:神奇蘑菇可降解塑料
斯拉特說:“我最期待的時刻是從海洋上收集塑料垃圾,從而證實這項技術的可靠性。”
3、塑料制成的公路
另一種塑料垃圾處理方案來自荷蘭的“塑料公路”,這是荷蘭茲沃勒市一段由回收塑料制成的自行車道,它是由重復利用的塑料瓶、杯子和包裝構成,不再焚燒或者放入垃圾填埋場。目前,這條“塑料公路”使用70%的回收塑料,但不久計劃使用100%的回收塑料。制造“塑料公路”的公司表示,塑料材料甚至比瀝青更加耐用,安裝時間更短,安裝過程需要較少的重型設備,同時也減少了碳足跡。茲沃勒市第一條塑料公路長度為30米,里面的回收塑料相當于21.8萬個塑料杯子或者50萬個塑料瓶蓋。今年11月將在上艾瑟爾省修建第二條塑料公路。
4、海藻代替塑料
近年來,工程師和設計師一直在努力尋找其他材料,用于替代塑料食品包裝。生物塑料是由可再生生物質制成,通常是植物脂肪、植物油、木薯淀粉、木屑片或者食物廢料。印尼初創企業Evoware使用海藻作為一種解決方案,目前該公司制作的三明治、漢堡包外包裝,調味包和咖啡包裝袋,肥皂包裝,都是使用海藻制造的。這種海藻包裝可以在熱水中溶解,或者為了實現零浪費,海藻包裝也可以食用,具有可持續性和營養性。
5、塑料銀行
塑料危害成為海洋生物生存的最大威脅,據估計,到2050年,塑料碎片可能比海洋里的魚還要多。之前研究人員提出阻止塑料進入海洋的想法很難實現,目前出現了叫做“塑料銀行”的社會企業,該企業為塑料垃圾支付高于市場的價格。收集塑料的人們可用它換取金錢、物品(燃料、爐灶)或者其它服務,例如:學費。
塑料銀行的項目是在海洋塑料垃圾進入水道之前,鼓勵人們開始采集,同時,這一做法有助于提高人們的收入,清理街道,減少流入海洋中的垃圾廢物。塑料銀行的目標是使塑料變得更具價值,而不是隨意丟棄,并把它變成一種“貨幣”。
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