什么是低碳塑料?
低碳塑料是指在合成、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)行、使用和廢棄的整個(gè)生命過程中排放二氧化碳低的塑料材料。
在塑料制品的生命周期內(nèi),二氧化碳?xì)怏w的排放主要來自合成與加工耗能、焚燒和降解兩個(gè)過程,加工中少量的分解可忽略不計(jì)。其中合成與加工能耗釋放的二氧化碳占80%,解決辦法靠節(jié)能技術(shù)和選用再生塑料;焚燒和降解釋放的二氧化碳占20%,解決辦法靠減排,具體為選用低碳排放塑料,如生物塑料、無機(jī)填充塑料等。
一、選用節(jié)能設(shè)備
節(jié)能設(shè)備有全電動(dòng)注塑機(jī)、伺服注塑機(jī)、葉片式加工設(shè)備及連續(xù)密煉設(shè)備等。
1、全電動(dòng)注塑機(jī)
由四個(gè)伺服電機(jī)和兩個(gè)異步電機(jī)作原動(dòng)力,分別驅(qū)動(dòng)鎖模、啟模,調(diào)模、頂出,注射,熔膠、注射裝置等機(jī)構(gòu)工作,完成塑料制品注射加工所需的系列動(dòng)作。
優(yōu)點(diǎn):(1)節(jié)能效果最佳,比同類型定量泵注塑機(jī)節(jié)能50%以上。(2)注射速度快,可有效提高加工效率。(3)注塑量控制精確,是精密注射首選的設(shè)備。(4)傳動(dòng)牢固可靠,因使用的是特種重負(fù)荷滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)模板、注射螺桿、頂針等作往復(fù)運(yùn)動(dòng),電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的損失小。(5)可以生產(chǎn)復(fù)雜形狀制品。各個(gè)電機(jī)可以同步工作,能滿足某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料制品,在閉、啟模時(shí)聯(lián)動(dòng)要求。電動(dòng)注塑機(jī)節(jié)能原理不受注射工藝條件影響,這是其他節(jié)能機(jī)型無法做到的,能做到最大限度地節(jié)省能源消耗。
全電動(dòng)注塑機(jī)的缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,只能是小機(jī)型(一般不超過500t),且價(jià)格昂貴(與同一公司的普通機(jī)比是7-8倍)。
2、伺服液壓注塑機(jī)
由伺服電機(jī)作原動(dòng)力匹配高壓內(nèi)齒輪泵做液壓傳動(dòng)。工作信號通過伺服控制器傳給伺服電機(jī),由伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,來調(diào)節(jié)各個(gè)工作程序的流量及壓力。
優(yōu)點(diǎn):它綜合了伺服及液壓傳動(dòng)兩種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn),機(jī)型可以與普通機(jī)器一樣大(目前深圳力勁集團(tuán)已生產(chǎn)有3200t的機(jī)型),能滿足模具抽芯要求。該機(jī)型控制系統(tǒng)使用的是壓力閉環(huán)加伺服,各個(gè)動(dòng)作的信息反饋精準(zhǔn),液壓控制元件響應(yīng)速度快,節(jié)能效果明顯,比定量泵注塑機(jī)節(jié)能30%(僅次于全電動(dòng)注塑機(jī))。因使用的是內(nèi)齒輪泵,噪聲比普通機(jī)噪聲低。
缺點(diǎn):潔凈度、液壓傳動(dòng)中的壓力損失與普通機(jī)型無異。價(jià)格高,比普通機(jī)型高出3~5倍。
二、再生塑料
再生塑料已完成了塑料制品的一個(gè)生命周期,因而省去合成能耗環(huán)節(jié),具有很高的減排效果。但并不是所有的廢舊塑料都可以再生,熱固型和已過度交聯(lián)的廢舊塑料不能再生?;祀s不可分離的塑料、多層復(fù)合不可分層的塑料,因相容性不好而難以再生。
1、從原料上看,再生塑料利用的可行性如下:
(1)再生塑料的純潔性:純再生塑料容易利用;混雜再生塑料—洗機(jī)料、填充料、增強(qiáng)料、合金料、阻燃料難以利用;復(fù)合再生塑料制品難以利用;印刷過的再生塑料少量利用,影響顏色和熱封強(qiáng)度。
(2)再生塑料的顏色:透明再生塑料可以利用;白色、淺色再生塑料可以利用。
(3)再生料是否交聯(lián):熱固性塑料不能利用;交聯(lián)過的塑料不能利用,如交聯(lián)聚乙烯電纜料、發(fā)泡料等。
2、從制品上看,再生塑料利用的可行性如下:透明塑料制品不能利用再生塑料;白色或淺色塑料制品少量利用再生塑料;醫(yī)學(xué)、食品用塑料制品不能使用再生塑料;性能要求高的塑料制品不能使用再生塑料。
廢舊塑料的再生方法很多:單純再生、共混再生、填充再生、增強(qiáng)再生及發(fā)泡再生等。
按照合成塑料原料的不同,我們可以將塑料分成三類:生物塑料(生物質(zhì))、石化塑料(石油、煤或天然氣)和無機(jī)塑料(石灰石、鹽、碳酸鈣、滑石粉)。
三、生物塑料
生物塑料是以生物質(zhì)材料制成的一類塑料,生物質(zhì)材料是指自然界中生長的天然高分子材料,主要包括淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素及殼聚糖類等。
與石化塑料相比,生物塑料的優(yōu)點(diǎn)為:一是低碳排放——因生物質(zhì)在生長過程中可吸收大量二氧化碳?xì)怏w,具有碳中和作用;只具有相當(dāng)于石油塑料20%的二氧化碳排放,因此也稱為低碳塑料。二是循環(huán)再生——生物質(zhì)材料,是目前地球上唯一未被很好利用的豐富資源。
生物質(zhì)材料因不具有熱塑性而不能直接用于塑料,需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚砗蟛趴捎糜谒芰?。目前已開發(fā)成功用生物質(zhì)材料制造塑料的方法有:生物質(zhì)材料自身改性、與塑料共混改性、生物發(fā)酵合成塑料。
生物塑料的種類很多,按照不同的分類方法可分為如下幾類。
按生物塑料中生物質(zhì)含量多少進(jìn)行分類,如果生物塑料全部來自生物質(zhì)材料,就稱為全部生物塑料,反之則稱為部分生物塑料。
按生物塑料的制造方法不同分類,可分成天然類和合成類兩大類。
按生物塑料是否具降解性分類,可分成降解類和非降解兩大類。