孟正華，許 歡，郭 巍，王 輝，華 林

(1. 武漢理工大學(xué)現(xiàn)代汽車零部件技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070；2.汽車零部件技術(shù)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430070)

塑料與環(huán)境

汽車廢舊塑料物理改性再生技術(shù)研究進(jìn)展

孟正華1,2，許 歡1,2，郭 巍1,2，王 輝1,2，華 林1,2

(1. 武漢理工大學(xué)現(xiàn)代汽車零部件技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070；2.汽車零部件技術(shù)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430070)

綜述了聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)等幾種汽車常用塑料在物理改性再生技術(shù)方面的研究進(jìn)展，并詳細(xì)介紹了再生技術(shù)在汽車廢舊塑料回收上的應(yīng)用情況，并對(duì)目前汽車廢舊塑料改性再生技術(shù)的研究提出了建議。

汽車塑料；物理改性再生；高價(jià)值回收

0 前言

國(guó)家工業(yè)和信息化部的統(tǒng)計(jì)資料顯示，2016年我國(guó)全年累計(jì)生產(chǎn)汽車2811.9萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)14.5 %，銷售汽車2802.8萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)13.7 %[1]。截止至2015年末，我國(guó)汽車保有量已達(dá)17228萬(wàn)輛，2015年全年回收拆解報(bào)廢汽車260萬(wàn)輛[2]。隨著汽車輕量化和車用塑料零部件外觀、性能等要求的不斷提高，塑料在儀表板、副儀表板、座椅、門裝飾板、立柱飾板、頂襯、雜物箱、保險(xiǎn)杠蒙皮、進(jìn)氣格柵、照明燈等零部件上得到了廣泛應(yīng)用。所用材料主要包括PP、PE、ABS、PVC、PA等[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，車用塑料用量在過(guò)去的30年間增長(zhǎng)了近3倍[4]，每輛汽車的塑料用量達(dá)200 kg，預(yù)計(jì)到2020年，汽車平均塑料用量將可能達(dá)到500千克/輛以上，約占整車質(zhì)量的1/3以上。隨著報(bào)廢汽車數(shù)量的不斷增加，越來(lái)越多的車用塑料將面臨回收問(wèn)題。由于車用塑料均采用品質(zhì)上乘、性能優(yōu)良的材料加工而成，具有較高的再生利用價(jià)值，廢舊塑料如得不到妥善處理，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，也會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)[5-6]。因此，實(shí)現(xiàn)汽車廢舊塑料的高價(jià)值回收利用很有必要。

美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)將回收方法分為4類：一級(jí)回收、二級(jí)回收、三級(jí)回收(化學(xué)回收或裂解)和四級(jí)回收(焚燒)[7]。一級(jí)回收和二級(jí)回收可以合稱為物理回收，一級(jí)回收又稱為同級(jí)回收或改性再生利用，是指通過(guò)改變材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)廢舊塑料進(jìn)行改性再生，使材料的性能達(dá)到原料的性能要求；二級(jí)回收可稱為降級(jí)回收或熔融再生，是指將廢舊塑料熔融后直接塑化而加以利用的過(guò)程，但得到的再生料的性質(zhì)不穩(wěn)定，不適合用來(lái)生產(chǎn)高性能要求的產(chǎn)品；三級(jí)回收又稱為化學(xué)回收，是將廢舊塑料熱分解成單體、燃油、化工原料，回收成本高、技術(shù)難度大；四級(jí)回收可稱為能量回收，是將廢舊塑料作為燃料進(jìn)行焚燒回收其熱能，對(duì)環(huán)境污染較大[8-9]。針對(duì)汽車廢舊塑料性能優(yōu)異、具有較高的再生利用價(jià)值的特點(diǎn)，一級(jí)回收即改性再生方法是其最合適的回收方法。

針對(duì)目前廢舊塑料回收再生循環(huán)利用現(xiàn)狀，本文綜述了近幾年國(guó)內(nèi)外在廢舊塑料物理改性再生技術(shù)方面取得的進(jìn)展及再生技術(shù)在汽車廢舊塑料回收上的應(yīng)用情況，并對(duì)目前塑料改性再生利用技術(shù)進(jìn)行了分析評(píng)述。

1 廢舊塑料物理改性再生

物理改性再生是指在再生料中添加合適的無(wú)機(jī)物或聚合物等組分形成優(yōu)良的共混體系，使再生料的性能達(dá)到使用要求的一種方法，可以分為填充改性、增強(qiáng)改性、增韌改性和共混改性[10-11]。

1.1 廢舊PP物理改性再生

PP以其密度低、力學(xué)性能好、價(jià)格低廉、成型性能好、易于加工等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車零部件中。汽車用PP塑料通常由PP粉料或PP粒料、無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)劑、增韌劑、抗氧化劑、抗老化劑等共混擠出制備而成。在使用過(guò)程中，由于光、氧、水等作用，PP材料力學(xué)性能下降，特別是拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度下降明顯，因此目前同級(jí)回收改性主要以提高材料力學(xué)性能為主。

Sengupta等[12]以糠醇棕櫚酸酯(FP)包覆粉煤灰(FA)填充改性回收聚丙烯(R-PP)制得RFPRA復(fù)合材料。結(jié)果表明，F(xiàn)P包覆FA填充R-PP可有效提高材料的性能、降低材料成本。他[13]還以硬脂酸(SA)改性FA填充R-PP制得R-PP/FA(50/50)復(fù)合材料，當(dāng)SA含量為1 %時(shí)，材料的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱性能等都得到了較大提升。Hung等[14]采用時(shí)間 - 溫度疊加原理(TTSP)研究了乙酰化木粉填充R-PP復(fù)合材料(WRPCS)的力學(xué)性能和蠕變強(qiáng)度。結(jié)果表明，WRPCS的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度隨著乙酰化木粉含量的增加先升高后降低，當(dāng)乙酰化木粉含量為13 %時(shí)，復(fù)合材料的抗蠕變性最好。Mariam等[15]利用棗椰樹(shù)木粉(DPWF)/玻璃纖維(GF)改性增強(qiáng)R-PP，研究了2種增強(qiáng)材料的含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能和熱性能的影響。結(jié)果表明，DPWE可有效提高材料的力學(xué)性能，GF可有效提高R-PP/DPWF復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、模量和硬度。劉晶等[16]分別以廢膠粉和乙烯 - 辛烯共聚物(POE)為增韌劑，對(duì)R-PP進(jìn)行增韌改性，對(duì)R-PP/廢膠粉和R-PP/POE 2種復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能和流變性能進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明，廢膠粉和POE的加入可以顯著提高R-PP的沖擊強(qiáng)度，但會(huì)降低其彎曲強(qiáng)度、硬度以及維卡軟化溫度；同時(shí)，廢膠粉對(duì)材料的耐熱性、硬度及耐磨性的影響小于POE，可以提高材料的假塑性。Bertin等[17]分別用新料和回收料制備了低密度聚乙烯(PE-LD)/PP混合物，并添加相容劑[乙烯丙烯共聚物(EPM)、三元乙丙橡膠(EPDM)]對(duì)混合物進(jìn)行增容。結(jié)果表明，添加EPM、EPDM等相容劑后，混合材料的斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊強(qiáng)度得到了提高，當(dāng)EPDM含量為5 %，混合回收料的斷裂伸長(zhǎng)率的提高超過(guò)了14 %，但拉伸模量和拉伸強(qiáng)度下降了11 %。

填充無(wú)機(jī)非金屬粉、木粉、纖維等材料不僅可以提高材料的力學(xué)性能，還降低了材料成本。但填充材料與基體樹(shù)脂之間存在界面不相容的現(xiàn)象，因此需要對(duì)填料表面進(jìn)行改性。增韌改性提高了R-PP的沖擊韌性，可實(shí)現(xiàn)廢舊PP的同級(jí)再生利用。

1.2 廢舊PE物理改性再生

PE依聚合方法、相對(duì)分子質(zhì)量高低、鏈結(jié)構(gòu)不同，可分為高密度聚乙烯(PE-HD)、PE-LD及線形低密度聚乙烯(PE-LLD)。汽車用PE一般為PE-HD，其具有較好的耐高溫性、耐油性、耐蒸汽滲透性、抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、電絕緣性、抗沖擊性及耐寒性能。PE材料在聚合、加工過(guò)程中，結(jié)構(gòu)上可形成少量的氫過(guò)氧化物及某些含羰基的雜質(zhì)，而易發(fā)生老化，對(duì)PE材料性能影響較大，力學(xué)性能下降明顯。

王豐[18]采用無(wú)機(jī)納米填料和廢印刷電路板非金屬粉末對(duì)廢舊PE進(jìn)行增強(qiáng)改性。結(jié)果表明，埃洛石納米管和白炭黑并用相比于單一填料增強(qiáng)效果更好，且通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)填料進(jìn)行表面改性，復(fù)合材料的性能更優(yōu)異。Rupinder等[19]利用鐵粉增強(qiáng)回收聚乙烯(R-PE)，研究了不同比例的鐵粉對(duì)復(fù)合材料流動(dòng)性能的影響，并利用田口試驗(yàn)方法對(duì)擠出造粒時(shí)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，鐵粉可有效提高回收高密度聚乙烯(R-PE-HD)和回收低密度聚乙烯(R-PE-LD)的性能。純R-PE-LD材料的孔隙率最低，斷裂伸長(zhǎng)率最好，而利用鐵粉增強(qiáng)R-PE-LD可提高材料的拉伸強(qiáng)度和硬度。Almaadeed等[20]采用海棗木粉填充回收線形低密度聚乙烯(R-PE-LLD)制備了R-PE-LLD/海棗木粉復(fù)合材料，并使用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)改性。結(jié)果表明，隨著海棗木粉含量的增加，復(fù)合體系的彈性模量顯著提高；交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯的加入有助于復(fù)合體系強(qiáng)度的提高。Elzubair等[21]利用硅烷和NaOH改性的棕櫚纖維對(duì)R-PE-HD進(jìn)行了增強(qiáng)改性。結(jié)果表明，棕櫚纖維的加入可以提高材料的力學(xué)性能，隨著棕櫚纖維含量的增加，復(fù)合體系拉伸性能、彎曲性能顯著提高；使用硅烷偶聯(lián)劑和NaOH對(duì)纖維表面進(jìn)行改性也可以提高材料的力學(xué)性能，這主要是由于表面改性提高了纖維和樹(shù)脂基體間的附著力。翟松濤等[22]采用乙烯 - 辛烯共聚物接枝馬來(lái)酸酐(POE-g-MAH)對(duì)PE-HD基木塑復(fù)合材料(WPC)進(jìn)行了增韌改性。結(jié)果表明，POE-g-MAH的加入可顯著提高WPC的無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度，而隨著POE-g-MAH含量的升高，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和硬度先上升后下降。Madi[23]采用熔融共混和注射成型法制備了30 % R-PE-HD/等規(guī)聚丙烯(PP-V)共混物。結(jié)果表明，共混物中PP-V不均勻的分散在R-PE-HD基體中；R-PE-HD/PP-V共混體系的熔化熱和結(jié)晶度隨著PP-V的增加而下降，共混物的拉伸行為和熱性能之間有較強(qiáng)的相關(guān)性。

以上研究表明，對(duì)廢舊PE進(jìn)行增強(qiáng)、增韌改性可以顯著提高其力學(xué)性能；而填料經(jīng)過(guò)表面處理后，復(fù)合體系的相容性更好，材料性能更優(yōu)。

1.3 廢舊ABS物理改性再生

汽車用ABS根據(jù)不同的性能可分為低氣味級(jí)、耐熱級(jí)、消光級(jí)以及耐候級(jí)ABS，應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾的多個(gè)零部件中。但是ABS在儲(chǔ)存、成型、使用過(guò)程中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)易發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，出現(xiàn)力學(xué)性能下降的現(xiàn)象，因此在ABS回收過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行改性再生。

Nguyen等[24]利用熔融共混法制備了回收ABS(R-ABS)/丁腈橡膠(NBR)/納米蒙脫土(N15)復(fù)合材料，研究了復(fù)合體系的力學(xué)性能、熱性能和斷面形貌。結(jié)果表明，NBR和N15均勻分散在R-ABS基體中，復(fù)合體系的熔體黏度上升；當(dāng)在R-ABS/NBR復(fù)合體系中加入1份N15時(shí)，復(fù)合體系的綜合力學(xué)性能最好；NBR和N15的加入也可以提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。戴偉民[25]以高膠粉(HRP)、苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(SBS)、熱塑性聚氨酯(TPU)為增韌劑對(duì)R-ABS進(jìn)行了增韌改性。結(jié)果表明，在相同用量下，HRP的增韌效果最好，SBS其次，TPU最差；而在保持R-ABS的拉伸性能以及彎曲性能方面，TPU和HRP具有更好的效果，且對(duì)增韌后ABS的表面硬度影響也較?。煌瑫r(shí)，TPU相比于HRP和SBS可以顯著提高材料的流動(dòng)性。郭銳標(biāo)等[26]分別以苯乙烯 - 馬來(lái)酸酐共聚物(SMA-700)、苯乙烯 - 丙烯腈 - 馬來(lái)酸酐三元共聚物(SMA-800)以及馬來(lái)酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)為相容劑，制備了回收聚碳酸酯(R-PC)/R-ABS復(fù)合材料。結(jié)果表明，降低加工溫度可減少材料的熱分解，同時(shí)可有效促進(jìn)R-ABS相在R-PC基體中的細(xì)化分散，大幅度提升共混物的沖擊性能和拉伸強(qiáng)度；適當(dāng)用量的相容劑能有效提高共混體系的相容性，增強(qiáng)界面黏結(jié)力。Liu等[27]對(duì)R-ABS與PA的共混改性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,利用GF增強(qiáng)PA后與R-ABS進(jìn)行共混制成的合金沖擊強(qiáng)度減小，這主要是由于GF與PA相容性差，兩者不能很好的相互黏結(jié)，從而影響了共混物的沖擊強(qiáng)度，但如果利用熱塑性橡膠增韌PA后與R-ABS共混制成合金，此時(shí)共混合金的沖擊強(qiáng)度較高。

上述研究表明，廢舊ABS的共混改性可融合多種不同材料的優(yōu)點(diǎn)，有效地實(shí)現(xiàn)了廢舊ABS的增強(qiáng)、增韌改性，達(dá)到廢舊ABS改性回收的目的。

1.4 廢舊PVC物理改性再生

PVC廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾材料中，特別是用于生產(chǎn)汽車座椅、汽車門內(nèi)嵌飾板、汽車頂棚及遮陽(yáng)板。PVC在受到陽(yáng)光照射后，其中的有機(jī)顏料發(fā)色基團(tuán)被破壞，表面出現(xiàn)變色、褪色、脆化等現(xiàn)象。

汪東清[28]利用ABS通過(guò)共混改性法對(duì)回收聚氯乙烯(R-PVC)進(jìn)行了改性。結(jié)果表明，加入碳酸鈣(CaCO3)、蒙脫土(MMT)、高嶺土(HG)、硅灰石(CaSiO3)后可以明顯改善R-PVC的熱穩(wěn)定性和熱氧化性能，但材料力學(xué)性能下降；偶聯(lián)劑改性無(wú)機(jī)填料可進(jìn)一步提高復(fù)合體系的熱穩(wěn)定性和熱氧化性能，且材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率顯著提高；隨著R-PVC含量的增加，ABS/R-PVC共混合金的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和維卡軟化溫度不斷下降，但斷裂伸長(zhǎng)率有所上升。Rozik等[29]研究表明，采用NBR作為增韌劑改性R-PVC，可以提高材料的韌性，但NBR和R-PVC的相容性較差；加入MAH后可以克服二者不相容的現(xiàn)象，顯著提高R-PVC/NBR的性能；而加入CaCO3可以提高復(fù)合體系的絕緣性能。肖歡等[30]采用物理共混法制備了PVC/TPU復(fù)合材料，通過(guò)添加一定比例的鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、改性HG、有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑等，發(fā)現(xiàn)回收所得復(fù)合材料的力學(xué)性能較好，熱穩(wěn)定性和加工性能也得到了改善。

以上研究表明，以物理改性的方法回收PVC具有可行性、有效性。無(wú)機(jī)填料填充改性廢舊PVC可提高復(fù)合體系的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，增韌劑可明顯提高材料的韌性。

1.5 廢舊PA物理改性再生

PA具有良好的力學(xué)性能、耐熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性和自潤(rùn)滑性，且摩擦系數(shù)低，具有一定阻燃性，可用多種工藝成型加工，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。PA在汽車中的應(yīng)用主要集中在發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣、車身和驅(qū)動(dòng)控制器幾大部分，用量較多的是發(fā)動(dòng)機(jī)部件。由于PA在使用過(guò)程中要承受40～140 ℃的環(huán)境溫度以及高溫下水蒸氣的作用，材料易發(fā)生熱氧化過(guò)程，使得性能有所下降。

Medeiros等[31]以納米二氧化鈦(Nano-TiO2)填充改性回收聚酰胺11(R-PA11)，研究了R-PA11/Nano-TiO2復(fù)合體系的熱性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明，分散在R-PA11基體中的納米粒子影響了復(fù)合體系的性能，當(dāng)Nano-TiO2的含量為1 %和5 %時(shí)，復(fù)合體系的熱性能和力學(xué)性能較好。鄭佳星等[32]以廢棄印刷電路板(WPCB)非金屬粉為增強(qiáng)材料制備了聚酰胺6(PA6)/WPCB復(fù)合材料。結(jié)果表明，硅烷偶聯(lián)劑KH560的使用可以很好地提高WPCB非金屬粉和PA6基體的相容性，且復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量得到了大幅提高。楊永兵等[33]采用雙螺桿擠出機(jī)制備了GF阻燃增強(qiáng)回收PA6復(fù)合材料，研究了紅磷母粒、氫氧化鎂[Mg(OH)2]、三聚氰胺尿酸鹽(MCA)、硼酸鋅(ZnBO3)、增韌劑POE-g-MAH對(duì)阻燃增強(qiáng)回收PA6復(fù)合體系的力學(xué)性能及熱性能的影響。結(jié)果表明，采用紅磷和MCA可顯著提高材料的熱性能；加入增韌劑POE-g-MAH后，材料的缺口沖擊強(qiáng)度明顯提高。周松等[34]采用熔融共混法制備了PA6/PP復(fù)合材料和PA6/馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH) 復(fù)合材料。結(jié)果表明，適量加入PP或PP-g-MAH可提高PA6的沖擊性能，且有利于PA6 α - 晶型的生長(zhǎng)；與不相容PA6/PP共混物相比，PP-g-MAH和PA6存在較強(qiáng)界面黏附力，使PA6/PP-g-MAH的沖擊強(qiáng)度提高，同時(shí)保持了較高的拉伸、彎曲和壓縮性能。

物理改性回收方法是廢舊塑料回收的重要手段，實(shí)現(xiàn)了廢舊塑料的同級(jí)再生利用。在增強(qiáng)、增韌改性過(guò)程中，無(wú)機(jī)非金屬粉、木粉、纖維等材料的適量加入可提高材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、模量等性能，彈性體等增韌劑的加入可提高回收塑料的沖擊韌性，但添加改性劑和無(wú)機(jī)填料的含量過(guò)高會(huì)影響材料的部分性能并增加成本。相比其他物理改性方法，共混改性可能是最適合廢舊塑料回收的辦法。對(duì)再回收塑料實(shí)施熔融共混并選擇性加入某種再生塑料以調(diào)節(jié)塑料合金的性能，不僅提高了回收效率、降低了回收成本，而且可提高其力學(xué)性能并發(fā)揮其使用價(jià)值。

2 汽車廢舊塑料物理改性再生應(yīng)用進(jìn)展

隨著汽車輕量化和車用塑料零部件外觀、性能等要求的不斷提高，塑料在汽車零部件上得到了廣泛應(yīng)用，以下介紹了廢舊汽車塑料零部件改性再生應(yīng)用進(jìn)展情況。

2.1 保險(xiǎn)杠、儀表板及門裝飾板

目前汽車保險(xiǎn)杠、儀表板及門裝飾板多用PP復(fù)合材料制成，利用共混改性法可對(duì)廢舊保險(xiǎn)杠實(shí)現(xiàn)高價(jià)值回收利用。張洪申等[35]以共混改性的方法處理了退役乘用車保險(xiǎn)杠塑料，實(shí)現(xiàn)了同等性能回收再利用，并對(duì)再生保險(xiǎn)杠的性能進(jìn)行了全面分析。結(jié)果表明，含30 %再生料保險(xiǎn)杠的各項(xiàng)性能均滿足生產(chǎn)要求，可實(shí)現(xiàn)汽車塑料的同等性能等高附加值再利用。孟正華等[36-37]提出了退役汽車保險(xiǎn)杠的回收再生方法，利用共混改性得到的再生料可用于新保險(xiǎn)杠的制造，實(shí)現(xiàn)了汽車廢舊塑料的同級(jí)再生利用，充分利用了退役保險(xiǎn)杠的使用價(jià)值。

2.2 蓄電池外殼

目前蓄電池外殼一般以PP為原料， PE-HD和彈性體[SBS、順丁橡膠(BR)等]為改性劑制得，歐洲一些汽車制造商已將這種R-PP用于汽車內(nèi)輪護(hù)板的制作，這種回收材料比新的PP料成本降低了約20 %，且使用效果良好[10-11]。王春明等[38]提出了一種汽車、電動(dòng)車鉛蓄電池PP外殼交聯(lián)改性回收再生的方法，使用交聯(lián)劑和引發(fā)劑共同作用，提高了回收料的相對(duì)分子質(zhì)量以滿足再生料的強(qiáng)度要求；同時(shí)加入填料提高了再生料的熱導(dǎo)率，提高了再生料制備蓄電池的使用壽命。

2.3 散熱器柵板

過(guò)去的汽車散熱器柵板大多由ABS制成，而現(xiàn)在也有由丙烯晴 - 苯乙烯 - 丙烯酸酯共聚物(ASA)制成的散熱器柵板。由于ABS和ASA混合物的相容性較好，因此對(duì)于回收料來(lái)說(shuō)可混合使用。有研究表明，將30 %的回收料與原料級(jí)ABS混合得到的再生料可用于散熱器柵板的生產(chǎn)，且零件的性能滿足相關(guān)要求[11]。

2.4 汽油箱

汽油箱通常由多層材料制成，外層為粘接PE和PA，最外層和最內(nèi)層為超高密度聚乙烯(PE-UHD)。為了實(shí)現(xiàn)多層汽油箱的回收利用，可以“合金化”技術(shù)為基礎(chǔ)，加入合適的相容劑，制得性能良好的再生料，用于擋泥板、燃料保護(hù)罩、導(dǎo)氣管和蓄電池殼的生產(chǎn)。

2.5 冷卻水箱

冷卻水箱一般用聚酰胺66(PA66)加20 % GF制成，長(zhǎng)期與乙二醇、水、汽油、灰塵等接觸，回收料性能下降明顯。利用混合改性的方法，以50 %回收料加上50 %原料級(jí)PA66混合制得的冷卻水箱性能接近原料級(jí)PA66。

2.6 其他

目前，為了不使汽車塑料回收料大材小用，各大汽車公司和樹(shù)脂公司都在研究如何利用汽車塑料零件的回收，包括車燈罩、冷卻水箱、安全帶、汽車頂襯等一系列的塑料零件都實(shí)現(xiàn)了不同程度的改性回收再利用。如通用汽車公司正在研究片狀模塑料(SMC)回收料代替一半CaCO3用于汽車內(nèi)表盤的生產(chǎn)，以減輕零件質(zhì)量，降低材料成本。通用電氣公司對(duì)廢棄保險(xiǎn)杠進(jìn)行改性回收，生產(chǎn)了回收成分不低于50 %的“RE”級(jí)產(chǎn)品，用于生產(chǎn)汽車尾燈罩。

3 研究展望

目前，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)廢舊塑料的改性再生技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究，利用物理改性方法對(duì)廢舊塑料進(jìn)行改性再生，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。但目前回收工藝略為復(fù)雜，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)廢舊塑料的高效再生利用。因此，為更好地發(fā)展輕量化塑料應(yīng)用，推動(dòng)汽車輕量化的同時(shí)從汽車全生命周期解決環(huán)保問(wèn)題，需針對(duì)汽車廢舊塑料高效回收技術(shù)難題，深入研究汽車塑料的回收再生理論與技術(shù)問(wèn)題，并可從以下3個(gè)方面入手：

(1)不同復(fù)合老化條件下汽車塑料的組織性能變化規(guī)律和機(jī)理。汽車塑料零件在生命周期內(nèi)的使用環(huán)境和使用情況不同，光照、溫度和濕度等不同因素帶來(lái)的光降解、熱氧降解與濕熱降解對(duì)材料的影響機(jī)理不盡相同，而不同因素復(fù)合條件下的老化行為更為復(fù)雜，帶來(lái)退役報(bào)廢汽車塑料的老化因素極其復(fù)雜。必須研究多因素復(fù)合老化條件對(duì)汽車塑料的組織結(jié)構(gòu)形態(tài)、擠出熔融特性、再結(jié)晶行為和力學(xué)性能等的影響規(guī)律和機(jī)理。

(2)混合回收料高效改性再生方法的研究。由于報(bào)廢汽車使用期限和使用環(huán)境大不相同，材料老化情況也不一樣，即使同一型號(hào)車輛不同零件的老化情況也存在差異(如門內(nèi)飾板和保險(xiǎn)杠)。而目前的研究都是關(guān)于同一零件、同種老化條件下的回收材料，而對(duì)不同老化條件下混合回收料的研究較少，混合老化材料高效再生手段欠缺，致使回收時(shí)同種材料混合改性再生的配方復(fù)雜、成本偏高。因此，為了加快實(shí)現(xiàn)報(bào)廢汽車塑料零部件高效回收工程化應(yīng)用，必須開(kāi)展相關(guān)研究，提出行之有效地高效改性方法。

(3)回收料成型品質(zhì)影響因素的研究。汽車廢舊塑料改性再生的最終目的是實(shí)現(xiàn)再生料的同級(jí)再利用，而產(chǎn)品的品質(zhì)直接影響了回收料的使用范圍。對(duì)于汽車產(chǎn)品而言，成型工藝與成型性能是影響產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，而目前對(duì)回收料的成型工藝與成型性能的研究較少。因此，回收料成型品質(zhì)影響因素的研究也是一個(gè)重要課題。

加快汽車報(bào)廢塑料回收技術(shù)研究，解決汽車輕量化塑料高效回收再生技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)退役報(bào)廢汽車塑料的同級(jí)再利用，提升汽車輕量化和塑料資源循環(huán)再利用技術(shù)水平，將有助于我國(guó)汽車工程和材料工程的發(fā)展。

4 結(jié)論

(1)汽車廢舊塑料回收技術(shù)受到了外界地廣泛關(guān)注，并得到了較快發(fā)展，相比于其他改性再生技術(shù)，共混改性可能是最適合廢舊塑料回收的方法，不僅提高了回收效率、降低了回收成本，而且可以提高其力學(xué)性能并發(fā)揮其使用價(jià)值；

(2)廢舊塑料回收技術(shù)已應(yīng)用于各類汽車零部件，保險(xiǎn)杠、門內(nèi)裝飾板、散熱器等零部件均已實(shí)現(xiàn)同級(jí)再生利用，但同時(shí)由于老化環(huán)境不同，存在回收工藝復(fù)雜等問(wèn)題，需要進(jìn)行更深入地研究。

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關(guān)于召開(kāi)2017功能性塑料包裝創(chuàng)新峰會(huì)暨塑料委專家委員會(huì)年會(huì)的通知

各有關(guān)單位及專家：

基于業(yè)界對(duì)如何縮小與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距，提升行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需求，為促進(jìn)技術(shù)交流與創(chuàng)新，了解新產(chǎn)品信息與行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，整合資源，共謀發(fā)展，我會(huì)決定在2017第二屆包裝世界(上海)博覽會(huì)期間，在上海舉辦“2017功能性塑料包裝創(chuàng)新峰會(huì)暨中包聯(lián)塑料委專家委員會(huì)年會(huì)”。有關(guān)事項(xiàng)通知如下：

一、會(huì)議信息

時(shí)間：2017年11月9-11日

地點(diǎn)：上海海洋大學(xué)(浦東臨港)中國(guó)功能性塑料包裝研究交流中心

主辦單位：中國(guó)包裝聯(lián)合會(huì)塑料制品包裝委員會(huì)

承辦單位：中國(guó)功能性塑料包裝研究交流中心；上海尚微堂企業(yè)管理咨詢有限公司

協(xié)辦單位：征集中

會(huì)議規(guī)模：150～200人

二、論文征集

征集對(duì)象：擬參加本次峰會(huì)的企業(yè)及個(gè)人。

征集內(nèi)容：功能性塑料包裝用原、輔材料；功能性塑料包裝的生產(chǎn)工藝與設(shè)備；功能性塑料包裝材料的性能及檢測(cè)技術(shù)；功能性塑料包裝的應(yīng)用。

論文征集日期：2017年8月15日前提交論文題目及摘要，9月25日前提交完整論文。論文經(jīng)審核后，收錄于“2017功能性塑料包裝創(chuàng)新峰會(huì)暨塑料委專家委員會(huì)年會(huì)”論文集中。

三、日程安排

1、將邀請(qǐng)多名活躍在研發(fā)、生產(chǎn)第一線的知名專家、學(xué)者，分別就功能性塑料包裝相關(guān)議題進(jìn)行講演和交流；

2、塑料委專家委員會(huì)年會(huì)；

3、實(shí)地考察中國(guó)功能性塑料包裝研究交流中心和企業(yè)；

四、收費(fèi)原則

會(huì)務(wù)費(fèi)：包含資料費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)、演講講課費(fèi)、餐飲費(fèi)、參觀工廠車費(fèi)等，2000元/人；優(yōu)惠條款：2017年8月31日前繳費(fèi)報(bào)名的1800元/人；2017年9月30日前繳費(fèi)報(bào)名的1900元/人；相關(guān)高校師生，1000元/人；同一企業(yè)2人以上5人以下報(bào)名的，1600元/人；組團(tuán)參與的另行優(yōu)惠。住宿及往返交通費(fèi)自理；住宿可通過(guò)主辦方代訂。

聯(lián)系方式： 李 立：15692166715；gnxslbz@163.com 樊 敏：15692166725；mfan@shou.edu.cn

吳尚平：15801966993；wushangping@126.com 陳昌杰:13817940074；ccj000@126.com

安 毅：13801117271；13801117271@163.com

Research Progresses in Physical Recovery Technology of Automotive Waste Plastics

MENG Zhenghua1,2, XU Huan1,2, GUO Wei1,2, WANG Hui1,2, HUA Lin1,2

(1.Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components, Wuhan University ofTechnology, Wuhan 430070, China; 2.Hubei Collaborative Innovation Center for AutomotiveComponents Technology, Wuhan 430070, China)

This paper reviewed the recent research progresses in recycling and reusing technologies of commonly used automotive plastics, which included polypropylene, polyethylene, ABS, poly(vinyl chloride) and polyamide. Applications of these technologies in physical recovery of automotive waste plastics were introduced in detail, and some new ideas for the development of recycling and reusing technologies in automotive waste plastics were proposed.

automotive plastic; physical modification and recycling; high residual value recovery

2017-03-18

國(guó)家自然科學(xué)基金(No.51605356, NO.51305318)；武漢理工大學(xué)自主創(chuàng)新研究基金項(xiàng)目(175207002)；新能源汽車科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)學(xué)科創(chuàng)新引智基地資助(B17034)

TQ322.2

B

1001-9278(2017)08-0105-07

10.19491/j.issn.1001-9278.2017.08.019

聯(lián)系人，Meng@whut.edu.cn