干货！工业后废塑料再生技术新进展

  近期在塑料回收领域的进展，特别是针对工业后废塑料（PIR）的管理，标志着向更可持续和循环经济模式的重大转型。这一进程见证了技术创新的快速的提升，这些创新不仅提升了回收的效率，还扩大了可处理材料的范围，同时行业内外的合作倡议正推动着系统性的变革。塑料回收行业在挖掘PIR潜力方面展现出了日益增强的动力。业界对此响应积极，投资持续不断的增加，旨在构建闭环系统，减少对新塑料的需求，并最小化生产的全部过程中的废物，进而实现经济效益与环境责任的双赢。

  值得一提的是，意大利的Sirmax公司已成功研发一种PP复合材料，该材料大量采用了PIR和消费后回收（PCR）材料。该公司位于美国印第安纳州安德森的工厂配备了两条先进的回收生产线吨的PP废料，其中大约90%来源于PIR。这些PIR原料涵盖了从柔性到硬质包装的各种来源，展示了在实际应用中整合高比例回收材料的能力。

  当谈及为何Sirmax选择在其美国的再生工厂重点处理PIR而非欧洲工厂更普遍采用的PCR时，Sirmax集团美国国家经理Lorenzo Ferro解释道：“这主要基于可用性和质量的考量。美国周边地区约55%的PP来源于工业后废塑料，而欧洲这一比例仅约30%。欧洲城市的收集的PCR通常已经过PRFs（塑料回收设施）的处理，其污染水平相比来说较低。以意大利为例，我们接收的捆包经过进一步分类，以确保超过98%的纯度，这对于制造适用于汽车和家电等高端市场的高技术材料至关重要。相比之下，美国的收集基础设施尚未达到欧洲的标准。大部分美国的PCR PP含有较高的PE污染（20-30%），更适合生产垃圾桶和油漆桶这类低附加值产品。”

  他接着说：“尽管PIR并不一定比PCR更易于利用，后者在清洗和净化方面确实面临更多挑战，但它是一个更稳定和一致的来源。相反，PIR因其多样性和不稳定性，使得生产符合我们复合材料部门性能标准的rPP变得困难。我们还特别致力于回收软包装和其他难处理的废料，这无疑增加了回收过程的复杂性，从存储和运输极其柔软的碎片，到确保正确的废料混合以进行挤出。我们投入大量时间验证供应商，并建立稳固的伙伴关系，以确保材料的一致性。此外，个人会使用红外技术对每一批次的废料做多元化的分析和分类，以在处理前确认其为PP。”

  德国的Ensinger公司，一家领先的化合物、半成品、技术零件、复合材料和型材制造商，已推出一系列由回收材料和生产废料加工而成的材料。Ensinger强调，虽然这些再生产品的性能与传统材料有几率存在细微差异，但其显著的环境效益远远弥补了这一点。这些再加工材料以棒材、管状和板材形式广泛供应。

  据该部门产品管理主管Nina Finkbeiner介绍：“我们的再生塑料源自客户和Ensinger子公司的生产废料，这些废料被回收并重新加工成高质量材料。作为一项创新举措，我们正与选定的试点客户合作，直接从他们的生产设施中回收PIR。随着项目的进展，我们计划逐步扩大这一回收系统，涵盖更多客户伙伴。目前，我们的半成品产品线包括由回收聚合物制成的TECAPEEK RP natural (PEEK)，这只是个开始，未来我们将继续扩展这一系列。”

  她接着说道：“我们坚信，在不久的将来，回收半成品生产的全部过程中产生的大部分废料和残留物是完全可行的。目前，我们正运用市场上易于获取的组件，但这还远未达到我们的目标，我们应该创新的技术解决方案来进一步推进这一进程。Ensinger正不懈努力，致力于在中期实现对半成品生产中更大比例的废料进行相对有效利用。”

  土耳其工程塑料合成公司Eurotec强调，采用PIR带来了诸多优势，包括更低的污染含量、更可持续的质量以及更少的热与风化降解，这些特性综合起来使材料能够很好的满足严格的行业标准。该公司致力于根据具体需求和客户真正的需求开发定制配方，并以Tecomideco NA43 GR30 BK005 HS（PA66, 30%玻璃纤维增强，热稳定，黑色，工业后回收）为例，展示了出色的热化学稳定性和长期机械性能。这种材料大范围的应用于汽车行业的踏板保护、冷却风扇保护、进气歧管、油底壳与发动机盖等部件。因其出色的机械性能和紫外线稳定性，在栏杆应用中成功替代金属，展现了其独特的优势。

  Eurotec提供了一系列Tecoleneco解决方案，专对于汽车引擎盖下的部件，如支架和夹具，采用了含PIR包装废料的玻璃纤维增强均聚PP等级。这些解决方案展现出与原生材料相媲美的机械性能，并根据零件设计需求定制MFI值。其中，Tecoleneco HP22 GR20 NL HS/M50I（PPHP, 20%玻璃纤维增强，热稳定，天然色，工业后回收材料）凭借其精准的热稳定配方及在120°C高温下热老化2000小时后仍能保持机械性能的能力，全部符合OEM规格的要求。

  软包装生产商经常回收利用膜类生产废料。机械回收企业持续研发新技术，以支持膜类供应链的改进，并增加内部废料的利用率。

  奥地利回收机械设备制造商Erema与软包装生产商Polykar建立了长期合作伙伴关系。Polykar在2008年购入Erema的T回收系统，开启了工业后和消费后PE薄膜的回收之旅。2014年，Polykar成为最早采用integra TVEplus回收系统的先锋之一，该系统集成了Erema专有的逆流技术SW RTF熔体过滤器。2022年12月，Polykar在加拿大艾伯塔省埃德蒙顿落成了一座占地15,240平方米的新工厂，这里安装了一台先进的Intarema 1310 TVEplus机器，配备了反冲洗过滤器。这台设备大多数都用在回收大量的LDPE印刷产品和吹膜生产中产生的工业废料，年解决能力高达3,600吨。

  在其他项目中，Erema携手西班牙回收企业Anviplas，致力于优化复杂多层材料的回收流程。Anviplas采用配备换网器的Intarema 1716 TVEplus系统，将PIR和PCR HDPE、LDPE以及PP回收造粒。薄膜在进一步加工成包装产品时会产生大量印刷废料，这对回收工艺构成了重大挑战。Erema指出，Intarema TVEplus正是针对这一难题设计的，它在挤出机脱气步骤之前进行三次脱气和熔体过滤。

  得益于Erema集团子公司以及合资企业的技术上的支持，Erema拥有广泛而全面的回收系统组合，具备处理复杂PIR应用的核心能力。比如，Intarema挤出系统以其独特的预处理单元和挤出机组合为特点，提供了高度的灵活性。对需要预粉碎的大体积和大批次生产废料，Erema子公司的Pure Loop集成碎纸机-挤出机解决方案（ISEC）则尤为适用。

  Plasmac是Erema集团（持股60%）和Syncro集团（持股40%）的合资企业，提供适用于小规模生产的Alpha直接挤出系统和Omega撕碎挤出系统。Plasmac技术常见应用于回收清洁的、未印刷的薄膜废料，如边缘饰条或交通工具内部材料，或松散的、大量的废料。每套挤出系统均可按照每个客户需求量身定制，充分考虑所处理塑料的类型、预期产量和现场操作条件。

  Syncro集团还涉足挤出自动化和质量控制领域。今年2月，该公司宣布为一家意大利企业在印度尼西亚泗水的工厂安装了一套三层共挤吹膜设备，该企业专注于个人护理用品和食品软包装的生产。该薄膜生产线能制造用于油瓶包装的收缩膜以及填充袋。作为该项目的一部分，Syncro整合了Plasmac Alpha XS造粒系统。该系统能够在最低能耗下回收生产废料和废卷，最大解决能力达40公斤/小时，有实际效果的减少了浪费，提升了公司的整体盈利水平。

  吹膜生产线上的同步设备包括：三个Easybatch S4单元，确保在生产的全部过程中精确添加各种配料；Typhoon3 Y1单锅炉冷却环，具备自动调节厚度的功能，配备36个电机和适配180 mm挤压模具的插件，确保均匀的厚度控制和气泡稳定性；以及配备电容式无接触传感器的Skymex单元，用于实现薄膜厚度的精确测量和高效的生产管理。

  尽管多层膜因其复杂的材料结构而被视为难以回收，但业界正日益关注这一领域的回收挑战，尤其是在涉及塑料工业回收（PIR）和消费后回收（PCR）材料的背景下。据《Science Direct》杂志的一篇文章指出，通过选择性溶解来分解多层膜是一种有效的回收方法。这种方法已受到广泛的研究关注，并且目前有多家企业在不同规模上采用了这一技术。其中，溶剂定向回收和沉淀（STRAP）工艺已经成功应用于将Amcor生产的商用PIR刚性多层膜分解为其三种主要聚合物成分，回收率超过99%。这种薄膜主要包含聚乙烯（PE）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）和聚对苯二甲酸乙二酯（PET），以及多种粘结层，如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）。在回收过程中，薄膜需溶解于两种不同的溶剂中，每种溶剂专门溶解一种聚合物，随后通过添加非溶剂或冷却溶剂系统使树脂沉淀出来。

  台湾回收机械制造商Polystar在PE/PP包装薄膜和PP纤维/编织物的内部塑料工业回收（PIR）方面拥有专长。PP编织饲料袋因其坚固、耐用和轻便的特点，大范围的使用在动物饲料和其他农产品的包装。然而，在生产的全部过程中，由于塑料胶带生产线、圆织机和印刷机的制造缺陷或操作失误，会产生多种废弃物。这些废料经过回收处理后，可以在相同的生产应用中再次使用。

  Polystar强调，他们设计的回收机器注重简化操作，旨在平衡稳定运行与塑料生产商的具体需求。对那些回收并再加工内部废物的企业而言，回收颗粒的可重复使用性变得前所未有的重要。与此同时，不仅是包装薄膜生产商，PP编织袋生产商也在积极寻求改进回收利用的方法，以期降低生产所带来的成本，并逐渐意识到生产的全部过程中产生的废料其实是一种宝贵的材料资源。

  Polystar的Repro-One回收系统集成了粉碎机、挤出机和制粒机的功能，使得生产商能够将再生颗粒直接重新引入PP挤出生产线。随着印度市场对更先进回收机械需求的一直增长，目前已有超过105台Repro-One回收机器在该地区成功安装并运行。

  奥地利注塑机制造商Engel通过技术创新积极应对这一挑战，尤其注重在输入材料的品质波动的情况下调整注塑工艺。该公司强调，使用创新的工艺控制技术以拓宽加工窗口是核心策略之一。在这样的一个过程中，数字化和人工智能（AI）扮演着至关重要的角色。Engel利用这些先进的技术实现了工艺流程的精确控制与监控，从而明显提升了生产效率。例如，其智能辅助系统iQ重量控制能够在材料特性波动时保持组件质量的一致性。该系统通过实时自动调整工艺参数，有实际效果的减少了浪费，并极大增强了工艺的稳定性。

  在可持续发展的大背景下，Engel还致力于研究和优化回收PET（rPET）在薄壁包装等领域的应用处理。这一领域对于推动环保进程至关重要，同时也展示了回收材料在高品质产品中的巨大潜力。通过采用回收包装材料或实施Engel特有的两阶段工艺，可以在一定程度上完成更简易、安全且稳定的处理过程。这种方法不仅确保了产品质量的一致性，还促进了环保包装解决方案的发展。

  近年来，众多合作伙伴关系和倡议纷纷涌现，一同推动塑料行业PIR循环利用。从专注于研发的行业联盟到旨在扩展回收基础设施的公私合作项目，这些合作举措正不断推动创新，并加速可持续实践的采纳。一个典型的成功案例是Neste、Uponor、Wastewise和Borealis之间的跨产业合作，他们成功利用化学回收的工业后塑料废料来生产交联聚乙烯（PEX）管道。

  由于其坚固性、耐高温性和长寿命，PEX管道在节能供暖系统和安全供水管道中扮演着不可或缺的角色。然而，其复杂的聚合物链结构使得传统回收技术几乎没办法对其进行相对有效回收。

  在这次合作中，Wastewise采用了其领先的热解技术——这是首批实现PEX化学回收的技术之一——来液化Uponor在PEX管道生产的全部过程中产生的工业废料。通过将聚合物分解为其基本成分，该过程生成了一种类似油的中间物质。随后，这种液体在芬兰波尔沃的Neste炼油厂进行协同处理，并升级为可再生的Neste RE原料。Borealis则将该原料投入蒸汽裂解装置，进一步聚合成PE。最终，Uponor使用这一些PE材料制造全新的PEX管道系统。

  德国再生复合材料生产商MKV Kunststoffgranulate携手东丽树脂欧洲公司，共同开发了一款创新的复合材料，其中包含50%的循环创新（PIR）材料和40%的玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS）。据东丽介绍，这种名为Ecouse Torelina的复合材料利用了注塑成型的过程中产生的PPS废料，其机械强度至少保留了原始材料注塑等级的90%。此外，经SKZ塑料中心评估，与原生聚苯硫醚相比，采用这种回收工艺生产的聚苯硫醚的碳足迹降低了约45%。