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四川大学教授、中国工程院院士王玉忠:废弃高分子材料回收与高值化利用新途径

      
 
       自1950年人类大规模制造塑料以来至今,人类大约生产出83亿吨塑料,其中63亿吨变成垃圾。2050年将超过340亿吨,废旧塑料的产量将为120亿吨。全球每年通过河流排入海洋的塑料垃圾有115万~241万吨,亚洲占全球总污染量的67%。废弃塑料造成的塑料垃圾问题十分严重。
       当前,高分子垃圾污染已经成为全球共同关注的问题。今年1月16日,由巴斯夫、陶氏化学、科思创、三菱化学等近30家跨国公司组成的“终结塑料垃圾联盟”(Alliance to End Plastic Waste)正式成立,计划在未来五年内投入15亿美元,致力于开发全新解决方案,以减少和管控塑料垃圾,并推广塑料制品回收方案,促进实现循环经济。
       我国2018年塑料制品总产量达6966万吨,表观消费量为11863万吨,但我国废弃高分子材料回收率目前仅为25%。我国政府高度重视废塑料循环利用问题。今年9月9日,习近平总书记主持召开中央全面深化改革委员会第十次会议,指出“积极应对塑料污染,要牢固树立新发展理念,有序禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用,积极推广可循环易回收可降解替代产品,增加绿色产品供给,规范塑料废弃物回收利用,建立健全各环节管理制度,有力有序有效治理塑料污染。”
       在2019中国合成树脂产业大会上,王玉忠院士介绍了各种热固性和热塑性塑料废弃物的处置途径及最新进展,并介绍了其团队研发的可反复循环的完全生物降解的高分子材料。
       据王玉忠院士介绍,当前废高分子材料的处置方式通常有减量、重复使用、回收、堆肥、焚烧、填埋等几种方式,对环境的影响依次增大。
其中,“重复使用”仅限于特定品种,如塑料袋等。“回收”主要集中在物理机械回收和化学回收。物理机械回收即通过机械加工等手段回收利用;化学回收即通过热解、催化等手段进行化学改性和回收,获得单体、燃料及功能化学品。若仍无法回收利用,则考虑能量回收,即通过热裂解回收能量,以热、汽和电的形式利用。“焚烧”和“填埋”方式污染严重。
       王玉忠院士指出,今后,对于可收集的废弃塑料,应加强化学回收方法研究,开发温和高效的回收体系,包括高效选择性催化体系、绿色溶剂体系和快速分离与纯化体系。开发以后期应用为导向的定点回收技术,实现从废弃物到再生材料的快速转化。减少中间分离、纯化等过程,以缩短转化流程。
       对于不可收集的废弃塑料,则应考虑生物降解。生物降解高分子材料的努力方向是:在温和条件下以高回收率化学回收其反应单体,并可以完全重新用于合成该高分子;能在自然环境中完全降解成二氧化碳和水或对人体/环境无害的物质;具有与相同应用领域的普通高分子材料相当的综合性能以及可以接受的成本。最终的目标就是是将废弃塑料转化为新一代可循环利用的塑料。

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