废旧塑料污染控制及资源化利用

塑料制品自 20世纪问世以来，其具有成本低、质量轻、防水、耐腐蚀、高绝缘等优良的特性而广泛应用于各个领域。但由于塑料制品易破损、易老化、难降解，因此废弃物中废旧塑料的含量只增不减，所造成的 “白色污染 ”日趋严重，对此我国已于 2020年 1月 19日发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，其充分展示了我国将废旧塑料的污染治理纳入整个碳达峰、碳中和格局的努力与决心。

废旧塑料常规处理方法有填埋、焚烧、生物降解、光降解和再生利用。其中，填埋法和焚烧法应用广但处理不当易造成二次污染；生物降解和光降解的效率低，降解不彻底，因此再生利用这一处理方法便尤为重要。废旧塑料蕴含着重要的再生资源，在当今资源紧缺的大环境下，各国对废旧塑料资源的再生利用都非常重视，投入大量人力、物力乃至立法，开发各种废旧塑料再生利用的关键技术。

有关废旧塑料污染控制和资源化利用虽然经历了长久的研究及发展历史，但深入、完整、系统地介绍该方面知识的书籍尚不多见。因此，为了推动废旧塑料的污染控制及资源循环利用，我们通过查阅历年来的相关研究成果并结合多年的科研成果和教学经验等编著了此书。

本书系统介绍了废旧塑料污染途径、控制及治理，以及塑料资源再生利用机理及方法。全书共分 14章：首先对国内外废旧塑料的污染及再生现状做了详细的对比，并总结了解决塑料污染的技术方法和国内外治理政策；接着总结和阐述了塑料的分类、鉴别分选、清洗、破碎、造粒、成型加工等的方法及工艺设备；然后论述了废旧塑料的污染控制和再生利用技术；随后详细阐述了各种通用塑料 (聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯等 )、工程塑料、热固性塑料、泡沫塑料、透明塑料等的污染现状和再生利用技术；昀后详细介绍了近些年国内外学者热议的微塑料，包括其来源、危害、分离采集、赋存现状及污染控制措施等。本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事废旧塑料回收、处理处置、绿色替代材料研发工作等的工程技术人员、研究人员、生产和经营管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、资源循环科学与工程、材料工程及相关专业师生参阅。

本书主要由刘明华、李小娟、刘以凡编著；另外，黄文婷、刘耀华、杨宇川、邹雯琦、周祎溦、陈茗香、周郁欣、汪蔚霖、翁鑫、翁许骋等参与了该书的部分编著工作。全书昀后由刘明华统稿并定稿。

限于编著者水平和编著时间，书中疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者和同仁不吝指正。

编著者 

2022年1月

本书共 14章，系统介绍了废旧塑料污染途径、控制及治理，以及塑料资源再生利用机理及方法：首先总结和阐述了塑料的产生、危害以及国内外污染、再利用现状；然后介绍了废旧塑料的分类、鉴别、前期处理和成型加工等的方法及工艺设备；再后论述了废旧塑料的污染途径和控制措施以及回收利用技术；昀后详细阐述了各种通用塑料（聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯等）、工程塑料、热固性塑料、泡沫塑料、透明塑料、微塑料等的污染控制及资源化利用。本书具有较强的技术应用性、可操作性和针对性，可供从事废旧塑料回收、处理处置、绿色替代材料研发等的工程技术人员、研究人员及生产和经营管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、资源循环科学与工程、材料工程及相关专业师生参阅。

刘明华，福州大学院长、教授，博士生导师，九三学社成员，2002年7月至今于福州大学环境与资源学院工作，福建省生物质技术开发基地主任，主要从事精细化学品、环境友好材料、生物质能源和可再生资源高值化利用方面的研究。在教学方面，主要承担《环境材料学》《水处理剂制备及应用》《水污染控制工程》《环保药剂研究与应用》《再生资源导论》等课程的教学工作。在科技攻关方面，先后主持了863课题、九五攻关课题、自然科学基金等30多项科研项目。已申请发明专利54件，其中已授权43件；出版编著15部专著，并在国内外核心期刊上发表论文110多篇，其中被SCI、EI和ISTP收录80多篇。在科技转化方面，先后与福建清源科技有限公司、石狮市清源精细化工有限公司、福建金源泉科技发展有限公司、福建省环境保护设计院等多家省内外企事业单位在水处理药剂、染料分散剂、木质素改性产品、水煤浆添加剂、印染还原剂等新产品的研究与开发方面开展合作，部分产品已产业化，取得了较好的经济效益和社会效益。先后获得福建省技术发明奖三等奖、福建省专利奖三等奖、福建省优秀科技工作者、卢嘉锡优秀导师奖、宝钢优秀教师奖、福建紫金科技创新奖、福建省十大杰出青年、福建青年科技奖、运盛青年科技奖等24项奖励。

第1章 废旧塑料的产生及其危害 001

1.1 塑料工业的发展 001

1.1.1 塑料的成分 002

1.1.2 塑料的特性 003

1.2 废旧塑料的来源 003

1.2.1 树脂生产中产生的废料 004

1.2.2 成型加工过程中产生的废料 004

1.2.3 配混和再生加工过程中产生的废料 004

1.2.4 二次加工中产生的废料 004

1.2.5 消费后的塑料废料 005

1.2.6 城市生活垃圾中的废旧塑料 005

1.3 废旧塑料的危害 005

1.3.1 对生物体的毒害性 005

1.3.2 对土壤和大气环境的危害 006

1.3.3 浪费大量不可再生资源 007

1.3.4 视觉污染 007

1.4 国内外废旧塑料污染现状 007

1.4.1 国外废旧塑料污染现状 007

1.4.2 国内废旧塑料污染现状 009

1.5 国内外废旧塑料再生利用概况 011

1.5.1 国外废旧塑料再生利用概况 011

1.5.2 国内废旧塑料回收概况 012

1.6 解决废旧塑料污染的措施 013

1.6.1 技术研发现状 013

1.6.2 政策及综合治理 020

参考文献 025

第2章 废旧塑料的分类与鉴别 028

2.1 废旧塑料的分类 028

2.1.1 理化特性分类法 028

2.1.2 原材料分类法 029

2.1.3 用途分类法 030

2.1.4 制品分类法 030

2.1.5 来源分类法 030

2.1.6 粒径分类法 031

2.2 废旧塑料的鉴别 031

2.2.1 外观鉴别法 031

2.2.2 密度鉴别法 033

2.2.3 折射率鉴别法 035

2.2.4 静电试验鉴别法 036

2.2.5 溶解鉴别法 036

2.2.6 燃烧鉴别法 037

2.2.7 热裂解鉴别法 038

2.2.8 显色反应鉴别法 038

2.2.9 元素鉴别法 041

2.2.10 仪器分析法 042

2.2.11 塑料薄膜物理性能试验鉴别法 044

2.2.12 标记法 045

2.2.13 塑料的综合鉴别 045

参考文献 047

第3章 废旧塑料的前期处理 048

3.1 废旧塑料的收集 048

3.2 废旧塑料的分选与分离 049

3.2.1 手工分选 050

3.2.2 光学分选 050

3.2.3 颜色分选 051

3.2.4 重力分选 052

3.2.5 浮选 058

3.2.6 磁选 059

3.2.7 电选 059

3.2.8 选择性溶解分离 060

3.2.9 温差（低温）分离 061

3.2.10 废旧塑料熔融分离 062

3.2.11 超临界流体分选 062

3.2.12 其他分选方法 062

3.2.13 废旧塑料与其他物质的分离 063

3.3 废旧塑料的破碎与增密 066

3.3.1 破碎的基本形式 066

3.3.2 破碎设备 067

3.3.3 废旧塑料的增密 074

3.4 废旧塑料的清洗与干燥 074

3.4.1 清洗与干燥方法 075

3.4.2 清洗设备 076

3.4.3 干燥设备 076

3.4.4 清洗剂的组成与选择 079

3.5 混合、塑化与造粒 080

3.5.1 主要助剂 081

3.5.2 混合设备 086

3.5.3 造粒 094

参考文献 097

第4章 废旧塑料成型工艺 098

4.1 挤出成型 098

4.1.1 挤出机 100

4.1.2 吹膜辅机 101

4.1.3 挤管辅机 107

4.1.4 挤板（片）辅机 111

4.1.5 挤出成型工艺过程 113

4.1.6 挤出成型新技术 113

4.2 注射成型 115

4.2.1 注射成型设备 115

4.2.2 注射成型工艺过程 119

4.2.3 注射成型新技术 120

4.3 压延成型 122

4.3.1 压延成型设备 122

4.3.2 压延成型工艺过程 124

4.4 中空吹塑成型 125

4.4.1 挤出中空吹塑 125

4.4.2 注射吹塑 126

4.4.3 拉伸吹塑 126

4.5 其他成型方法 128

4.5.1 发泡成型 128

4.5.2 浇铸成型 129

4.5.3 热成型 130

4.5.4 模压成型 131

参考文献 132

第5章 废旧塑料的处置 134

5.1 填埋法 134

5.1.1 填埋法概述 134

5.1.2 废旧塑料的填埋处置 135

5.1.3 废旧塑料填埋处置的危害 135

5.2 焚烧法 136

5.2.1 焚烧法概述 136

5.2.2 废旧塑料的焚烧处置 137

5.2.3 废旧塑料焚烧存在的问题 137

5.3 生物降解 138

5.3.1 塑料生物降解概述 139

5.3.2 动物对塑料的生物降解 139

5.3.3 微生物对塑料的生物降解 139

5.3.4 酶对塑料的生物降解 140

5.3.5 塑料生物降解的影响因素 140

5.3.6 塑料生物降解存在的问题 141

5.4 光降解 142

5.4.1 塑料光降解概述 142

5.4.2 塑料光降解的机理 142

5.4.3 光降解影响因素 142

5.4.4 塑料光降解改性 143

5.4.5 塑料光降解处理的不足 144

5.5 再生利用 145

5.5.1 废旧塑料再生利用的意义 145

5.5.2 废旧塑料再生利用用途 146

5.5.3 废旧塑料再生利用的难点 146 

参考文献 148

第6章 废旧塑料的再生利用 150

6.1 物理回收 151

6.1.1 熔融再生 151

6.1.2 改性再生 152

6.2 化学回收（油化分解） 165

6.2.1 热分解 166

6.2.2 化学分解 172

6.3 能量回收 175

6.3.1 专用焚烧炉回收 176

6.3.2 高炉喷吹废旧塑料技术 177

6.3.3 水泥回转窑喷吹废旧塑料技术 178

6.3.4 废旧塑料制作垃圾固形燃料 178

参考文献 179

第7章 废旧聚烯烃塑料的污染控制及资源化利用 180

7.1 废旧聚烯烃塑料的污染现状 180

7.2 废旧聚烯烃塑料的来源 180

7.3 国内外废旧聚烯烃塑料的再生利用现状 181

7.4 废旧聚烯烃塑料的控制技术 182

7.4.1 纤维增强废旧聚烯烃技术 182

7.4.2 粉体填充废旧聚烯烃技术 182

7.4.3 废旧聚烯烃改性沥青技术 182

7.4.4 废旧聚烯烃裂解炼油技术 183

7.5 聚烯烃类塑料的应用现状 183

7.5.1 农用薄膜 183

7.5.2 包装薄膜和容器 184

7.5.3 不同种类聚烯烃塑料的主要应用 185

7.6 废旧聚烯烃塑料的资源化利用 186

7.6.1 薄膜的回收技术 186

7.6.2 容器的回收技术 189

7.6.3 编织袋、周转箱及其他烯烃用品的回收 190

7.6.4 再生制品的开发和应用 190

参考文献 196

第8章 废旧聚氯乙烯的污染控制及资源化利用 197

8.1 废旧聚氯乙烯概述 197

8.2 废旧聚氯乙烯塑料的来源及污染现状 198

8.2.1 工业废料 198

8.2.2 农业废料 199

8.2.3 生活废料 199

8.3 废旧聚氯乙烯塑料污染控制 200

8.4 废旧聚氯乙烯塑料分离回收及再生利用现状 201

8.5 废旧聚氯乙烯塑料的再生利用技术 202

8.5.1 废旧硬质聚氯乙烯塑料制品的再生利用 202

8.5.2 废旧软聚氯乙烯塑料制品的再生利用 207

8.5.3 废旧聚氯乙烯增塑产品的回收 214

参考文献 215

第9章 废旧聚苯乙烯塑料的污染控制及资源化利用 216

9.1 废旧聚苯乙烯塑料的来源与污染现状 216

9.2 废旧聚苯乙烯塑料的控制技术 217

9.2.1 焚烧技术 217

9.2.2 填埋技术 217

9.3 废旧聚苯乙烯塑料的再生利用技术 217

9.3.1 国内外废旧聚苯乙烯塑料再生利用现状 218

9.3.2 混合废旧塑料的分离 219

9.3.3 直接再生利用 220

9.3.4 热分解回收苯乙烯和油类 222

9.3.5 制备涂料和黏合剂 225

9.3.6 国内外废旧聚苯乙烯塑料再生利用的问题 227

参考文献 229

第10章 废旧工程塑料的回收与利用 231

10.1 概述 231

10.1.1 工程塑料的应用 231

10.1.2 废旧工程塑料再生利用现状 231

10.2 废旧工程塑料的来源及污染现状 232

10.2.1 工业废料 232

10.2.2 消费后的废料 232

10.3 废旧工程塑料的污染控制技术 234

10.3.1 工业废料 234

10.3.2 消费后的废料 235

10.4 消费后工程塑料的再生利用技术 235

10.4.1 废汽车上塑料件的再生利用技术 236

10.4.2 废旧聚对苯二甲酸乙二酯的再生利用技术 251

10.4.3 废旧 ABS 塑料的再生利用技术 263

10.4.4 废旧聚碳酸酯塑料的再生利用技术 264

10.4.5 废旧聚甲醛塑料的再生利用技术 268

10.4.6 废旧聚酰胺塑料的再生利用技术 269

10.4.7 废旧聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚及其他废旧工程塑料的再生利用技术 276

10.4.8 废旧混合工程塑料和聚合物合金的再生利用技术 276

参考文献 277

第11章 废旧热固性塑料的污染控制及资源化利用 280

11.1 废旧热固性塑料概述 280

11.1.1 废旧热固性塑料的来源及污染现状 281

11.1.2 国内外废旧热固性塑料的再生利用现状 282

11.2 废旧热固性塑料的污染控制技术 283

11.2.1 物理方式 283

11.2.2 化学回收 287

11.2.3 能量回收 290

11.3 废旧热固性塑料的再生利用途径 291

11.3.1 废旧热固性塑料用作填料 291

11.3.2 废旧热固性塑料生产塑料制品 292

11.3.3 废旧热固性塑料生产活性炭 293

11.3.4 废旧热固性塑料裂解小分子产物 293

11.3.5 废旧热固性塑料降解生产低聚物 293

11.3.6 废旧热固性塑料生产改性高分子 294

参考文献 294

第12章 废旧泡沫塑料的污染控制及资源化利用 296

12.1 废旧泡沫塑料污染现状 296

12.1.1 废旧泡沫塑料概况及污染的产生 296

12.1.2 废旧泡沫塑料回收的经济和社会问题 299

12.2 混合废旧塑料的分离 299

12.3 废旧泡沫塑料的回收与利用 301

12.3.1 直接热熔 PS 再生利用 301

12.3.2 破碎填充利用 302

12.3.3 去泡再利用 302

12.3.4 改性利用 303

12.3.5 溶剂法再生利用 304

12.3.6 废旧泡沫塑料的裂解回收 305

参考文献 313

第13章 废旧透明塑料的回收与利用 314

13.1 透明塑料的概述 314

13.2 用 SBS 对 PS 回料改性及其应用 315

13.2.1 PS 的基本特性 315

13.2.2 废旧 PS 的来源及污染现状 315

13.2.3 PS 的回收利用技术 315

13.2.4 热塑性弹性体的概念 316

13.2.5 热塑性弹性体的结构特征和性能 317

13.2.6 SBS 的基本特性 317

13.2.7 SBS 在 PS 回收料中的改性效果 318

13.3 用 SBS 对 AS 回料的改性及其应用 318

13.3.1 AS 的基本特性 318

13.3.2 SBS 在 AS 回料中的改性效果 319

13.4 PC 塑料回料的改性 319

13.4.1 PC 的基本特性 319

13.4.2 废旧 PC 的来源及污染现状 320

13.4.3 PC 塑料的增强改性 320

13.4.4 PC 塑料回料的共混改性 321

13.5 废旧有机玻璃的回收与利用 322

13.5.1 有机玻璃特性 322