塑料瓶的神奇裂变

信息来源:福建日报更新时间:2020-10-27

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以塑料瓶为原料制成的彩纱摆满展示墙。


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市面上常见的PET瓶制成的瓶片。


    塑料瓶再利用,是近年来我国“无废城市”建设的重要方向。据统计,当前全球每分钟消耗的饮料瓶超过100万个,这一数字仍在快速增长。中国是世界上PET饮料瓶生产和消费大国,饮料瓶废弃量正以10%~15%的速度逐年递增。如何实现废塑料瓶的高值利用?《助创》记者了解到,我省校企正联合攻关,发力废旧PET瓶再利用,在再生化纤、绿色纺织品、工程塑料等领域开拓产业化之路。如“再生免染彩纱”技术的突破,已经成功让废弃饮料瓶有了新去向:它们变成五彩斑斓的纺织品,被穿在我们的身上——

    玫红、湖蓝、姜黄……在泉港区高新技术园区,福建省百川资源再生科技股份有限公司建了个“互联网+再生彩纱超市”,一个个色彩缤纷的纱线筒在陈列墙上有序排列,十分壮观。

谁都不会想到,这些纱线全部源自废塑料瓶,经过加工它们可以变为我们身上的衣服、脚下的鞋、头上的帽子、背上的包,也可以是枕头、被毯和床垫……一个废塑料瓶的裂变就是如此神奇。

    绿色纺织

    从塑料瓶再生开始

    瓶变纱,这样的变身得从纱线原料涤纶说起。

    福建师范大学环境科学与工程学院院长钱庆荣向记者解释了瓶和纱之间的一个关键“桥梁”——涤纶。

    “这些纱线是由废饮料瓶再生纺丝成的涤纶丝加工而成。”他拿起一个矿泉水瓶,只见底部有一个由三个箭头组成的代表循环的三角形,中间有个数字1,三角形的外部标注有PET字样,钱庆荣介绍,“这就是PET塑料瓶,这种材质属于热塑性聚合物,就是在一定的温度条件下能软化或熔融成任意形状,冷却后形状不变,这种状态可多次反复,因此可以循环使用。”

目前,PET塑料主要用途是制造聚酯纤维、聚酯薄膜和聚酯饮料瓶。其中PET制成的聚酯纤维(俗称涤纶)是合成纤维中的第一大品种,用途非常贴近我们的生活。“很多衣服的成分标签里有它,它还有一个名字叫的确良。由于抗皱性和保形性很好,它具有较高的强度与弹性恢复能力,还很坚牢耐用、不粘毛。”钱庆荣说。

    记者了解到,以往PET主要是从石油提炼,但由于石油资源的不可再生性,以及PET瓶的不易自然降解性,废旧PET循环利用已经成为全球共识。

    PET瓶回收利用大致被分为两类:一类是采用化学降解的方法回收化工原料,可做成地面涂料等;另一类就是通过改性加工成再生料,再制成各类产品,例如容器、配件、纤维等。

    “再生PET与常规生产的PET切片比能减少近80%的能源消耗,业界一直致力于实现回收PET的高值利用,从而实现社会价值经济价值比翼双飞的功效。”钱庆荣说。

    无水着色

    瓶片纺纱有“魔法”

    作为一家环保创新企业,百川公司在循环再利用纤维(再生纤维)行业摸爬滚打16年,以其为主导,结合福建师范大学的学科资源,不褪色、不色移、环保低毒的再生无水着色纺织品问世。

    “‘再生’‘无水着色’是产品技术的关键词,切合了可持续发展背景下,我国化纤行业科技、绿色、时尚的新趋势。”百川公司董事长张飞鹏说,“按照我们的技术体系,原料主要来自于回收的废弃聚酯瓶以及部分废旧纺织品。每生产1吨再生涤纶,能循环利用4万~5万个废弃饮料瓶。”

    据张飞鹏介绍,当前,传统费水且重污染的后道印染工序正逐渐被“干式着色法”替代。“通俗点讲就是无水染色,百川在PET融熔纺丝过程中就直接添加色母料对纤维进行前道着色,实现了颜料与纤维在分子链级别上的有机融合,且全过程无副产物排放。”张飞鹏说,“我们主要解决了色母添加精确性和熔体混合均匀性难题,实现免染彩纱小批量、稳定生产。”

据测算,仅这道工序每吨色纱就能够减少印染废水排放32吨,减少二氧化碳排放1.2吨,降低电耗230千瓦,减少蒸汽消耗3.5立方米。

    2019年,百川上线了“互联网+再生彩纱超市”,在再生纤维行业的经营理念和模式上做了一个大胆创新。

    目前,服装零售商新品开发周期与上市时间越来越短,“小批量”“多品种”成为主流。“零售商往往会要求供应商每天都要交货,作为供应商要学会如何更好地对接碎片化需求。”张飞鹏介绍,以颜色为例,以前基本是设计师自己提出某一种颜色再与上游供应商沟通去打样,需要来回邮寄并最终确认颜色,而百川推出的“互联网+再生彩纱超市”项目实现“千色库存,量随客订”,可以快速响应零售商的需求。

    据介绍,百川公司依据国际流行色卡确定标准的生产配方及标准工艺形成色卡色号,小批量生产并建立库存。这个彩纱数据库实现了与客户共享,客户可以通过互联网下单,企业进行配送。

    张飞鹏透露,百川公司目前已形成1000种颜色的基础,通过配色还能开发更多颜色的纱线,已建成1万吨/年彩纱示范生产线。“基于互联网+的绿色化再生彩纱超市”入选工信部绿色制造系统集成项目,百川也入围工信部工业产品生态(绿色)设计示范企业。

    更绿更优

    废塑料高值利用在路上

    涤纶,是运动服饰、快时尚、家居等行业的第一大纺织原材料。近年来,品牌商绿色涤纶原料采购量一直在快速增长,绿色涤纶制品的品种、规格、颜色和风格越来越丰富。

    目前,百川公司已经将产业链向上延伸,形成了“整瓶回收—分拣—破碎—清洗—纺丝—织造”的整条产业链,对自身产生的废丝和面料下脚料也实现了循环利用。其生产的再生涤纶长丝中,有两三成使用了回收的废丝或废旧纺织品作原料。朝着“吃干榨净”的目标,让原材料结构多元化,这也在一定程度上降低了对瓶片原料的依赖。

    更大范围的废塑料高值利用,也已经有除纺织之外的多类产品。于2013年立项建设的福建师范大学聚合物资源绿色循环利用教育部工程研究中心,依托福建师范大学学科资源,旨在突破聚合物资源循环利用关键技术瓶颈,构建技术研发与人才培养的创新平台。目前,研究中心先后与国内54家企业合作,联合技术研发、成果转化、技术服务,人员培训等,合作区域覆盖全国14个省份。

    研究中心主任陈庆华教授表示,据不完全统计,全世界每年仅合成的聚合物产量约有2亿吨,其中每年有30%左右会失去其原有的使用价值而成为废弃物,而这些废弃物被回收再利用率尚不足30%,大部分被掩埋或焚烧。即使回收再利用,多数也被降级使用,它们可能导致二次污染。

    陈庆华指出,废塑料其实是第二矿产,如何提升以废塑料为代表的合成聚合物回收再利用率,以及循环再利用绿色化和高质化,已成为摆在再生资源产业人面前的一个重要任务。

    与百川合作是中心致力于“再生聚合物资源绿色节能与高值利用”的典型,据介绍,该中心研发的“回收PET长纤化和工程塑料化”系列技术已经逐步实现了产业化。“我们与福建纳川管材科技股份有限公司等公司合作,利用R-PET不饱和树脂结合大块石粉类、超细石粉类废弃物研发了混凝土排水沟、人造大理石,实现了回收PET醇解制不饱和树脂的高值化利用。我们还以PET瓶回收料为基本原料制成改性PET管材和管件,适用于工业排水管道、化工排水管道和高温热水输送管道等领域。”陈庆华说。


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