回收料改性堪比新料

提升回收料品质

回收塑料饱受诟病，被称为低价值东西，因为常常使用于“二手”应用。有学者提出再稳定化和分子修补概念，以期赋予回收塑料在原来的应用中具有的性能，或者将其品质提升到更高的价值，从而取代原来使用的材料。要实现这个想法，关键的是要使回收塑料具有加工稳定性和长期稳定性，包括消除前期产生的降解组分和杂质等负面因素。

假如回收料可以取代新料，那么一对一的机械回收方法将是最具能量——效率的方法。所谓的“取代因子”，在这里是指等同均一，意思是与同等的新料相比，回收料具有同样的性能。在这些条件下，机械回收不仅比其它回收方法要求的能量更少，而且排放最少。随着取代因子的降低，这些优点也将减少。

再稳定化可能是改进任何回料品质的最有效的手段。它也是增加取代因子的最有效地技术，从而使回收料具有了要求的性能，并由此达到了理想的1:1。因此，回收塑料可以在选定的应用上替代新料而又具有可比拟的性能。

再稳定化和修补分子的概念已经被转化为专利性产品（Recyclostab、Recyclossorb、Recycloblend），它们被设计出来用于提升回料的等级，从而为加工者、共混商和回收产业提供具有决定性的利润。

回收料性能下降的原因

为什么回收料与新料的性能如此不同呢？即使回收料经过仔细分类、分离和清洗，不均一性和残留杂质依然存在。在新料的加工过程中和首次生命周期中，已然发生了分子链的不可逆变化，包括力化学、化学和辐射等方法造成的变化。歧化和解聚反应导致了低分子量产物。聚酰胺和聚酯这样的缩聚物通过水解降低了其分子量。

除了上述的结构不均匀性外，回收料还含有杂质，这些杂质或者通过微量浓度的转化产物形成，或者通过外来杂质形成，它们都不可能用纯化方法除去。

这些材料可能是无机物或有机物，例如阻燃剂、印刷油墨、油漆残渣、表面活性剂以及接触介质的残留物。这些物质常常对聚合物有害，因为它们具有对热不稳定性，降解产物降低了材料性能并减少了回收材料的稳定性。

宏观杂质（灰尘、金属部件、不熔的弹性体等）应该用熔融过滤法除去，设法将回收料用于高价值应用。

最后，外来聚合物的掺混物会完全恶化回收塑料的性能，因为许多聚合物混合物是不相容的：不仅力学性能，而且加工性能和长期性能将会极大地受到影响。例如，PVC杂质将会在加工过程中降解PET，并减少聚烯烃的热稳定性。

回收塑料再稳定化

无论是新料还是回料都需要使用稳定剂来保护材料免于在加工中发生热和光降解。除了提供好的加工稳定性外，稳定剂还有助于保持材料的物理性能和力学性能，并为材料提供最优的保护，使材料免受光和热引起的不需要的恶化，从而帮助产品在给定的环境中尽可能长时间地发挥其功能。

如果希望某种回料在某个特定应用上取代新料，那么，起码要将该材料第一个生命周期中消耗掉的稳定剂的数量补足。

但是，通常这样做也是不够的。与分子结构变化相关的前期损坏以及塑料混合物的影响减少了回料的热、光氧化稳定性。结果，需要再稳定化来解决这些负面影响。下面的一些闭环应用的例子将显示仔细调适的再稳定化具有解决回料问题的巨大可能性。

聚丙烯蓄电池壳回料

尽管蓄电池壳的回收利用在一段时间内已为人所知，但是在欧洲，这种回料的最大部分还是用在了不要求任何基本的塑料质量的应用上。高等级的应用领域要求复杂的加工技术和低含量的铅、硫酸残渣的存在，并要求重新仔细配比。Recyclostab 451是一种单一的助剂包体系，它比用于新料中的稳定剂要有效得多。

添加这种助剂，可以补偿塑料在加工过程中和长期使用过程中的稳定性，从而克服最关键的加工障碍。例如，与没有稳定的回料或用传统稳定剂（如Irganox B215）比较，在弯曲测试上可以发现有良好的长期稳定性，直到135℃才出现脆性。

聚丙烯蓄电池壳粉碎料的长期热稳定性

即使在新料中添加2倍的常规稳定剂，也不能满足特定的产品稳定化要求。而在回料中添加足够数量的Recyclostab 451，则可以延长产品的潜在寿命，并与新料媲美。广泛的研究证明，Recyclostab 451回料稳定剂对蓄电池壳回料在加工和使用过程都提供了出色的保护，不管这种回料采用什么样的的加工方法，也不管蓄电池壳来自于哪个应用领域。

低密度聚乙烯薄膜回料

LDPE新料用于制造食品包装、袋用薄膜，其目的通常只是是追求短期产品使用。因此，这种新料通常含有较少的稳定剂，在某些情况下甚至完全不含稳定剂。

如果LDPE回料中含有的稳定剂含量不够，那么，加工这种回料将减少了回料的MFR（熔体流动速率）、产生交联、变色（黄化）、产量下降，而且物理性能和力学性能发生变化。这样，与新料比，LDPE回料只能用于制造相对厚的薄膜。但是，这在环保上没什么意义，因为它没有节约资源。

添加一种为LDPE薄膜回料特别设计的稳定剂（Recyclostab 421）将使得材料的流变性能得到优化。并且，伸长率、拉伸强度和弯曲性能以及撕裂强度和落标冲击等物理和力学性能得到改进。

因此，这样的材料可以制造厚度减少了的薄膜并保持所要求的性能。此外，在回料与新料的掺混物中，回料比例可以大幅度增加。

此外，在薄膜制造之前添加稳定剂时经常会感觉到气味减少。这种效果可以这样简单解释：稳定剂妨碍了聚合物的分解，从而阻碍了低分子挥发性副产物的形成。

来自于汽车部件的ABS

ABS用于制造电子电器设备的外壳，应用于休闲产品和汽车产品，因为ABS具有好的冲击强度、耐刮擦性、尺寸稳定性和微小的温度变化敏感性。现代轿车使用塑料高达160kg，其中ABS达到约10%，例如散热器格栅和内饰板。因此，在西欧，汽车工业是ABS的主要消耗领域。

回收ABS可用的一个重要判定标准是在使用过程中保持冲击强度。对回收的内饰汽车件进行加速热老化实验表明，再稳定化后力学性能的损失大大减少。不添加稳定剂，在1000小时80℃的条件下的起始冲击强度损失30%，而添加了0.25%Reclostab 451后，冲击强度的损失不到10%。

回收塑料分子修补

综合使用加工稳定剂、热稳定剂和光稳定剂，可以极大改进回料的稳定性，从而阻止物理性能和力学性能的损失，并对外观性能提供最好的保护。但是，一个配方即使经过仔细优化，也常常不足以满足某些先期损坏的回料的特定性能要求，当回料含有特别不可接受的杂质时也是这样。对于某些类型的回料，添加反应性化合物可以达到性能改进的目的。这些助剂直接与杂质反应，或通过某个化学反应或形成复合物使杂质产生失活效果。

增加聚酰胺的分子量

像聚酰胺和聚酯这样的工程塑料是由缩聚方法制造的，在使用过程中主要对水解敏感。结果是分子量减少、物理和力学性能损失。在更加苛刻的加工和应用中，这些损失可以补偿。但是使用反应性挤出技术可以提供更好的成本-性能比。

一种反应性助剂与一种具有催化效果的助剂（开发中的产品EB 36-50）并用，添加到由于水解先期损坏的聚酰胺中，可以达到先前的分子量，并由此达到所有的力学性能。

从化学角度看，反应性助剂就是一种选择的双官能团氧化乙烯化合物。这种具有催化活性的助剂加速了反应，以至于加工可以在挤出条件下进行。另外，该助剂可以有效提供加工稳定性，并保持好的长期热稳定性。

对工程塑料掺混物回料进行改性

如果进行适当的调整，用于提高分子量的助剂也使用于对PBT/PC掺混物回料进行改性，并由此达到特定的稳定化新料的要求。当制造保险杠这样的汽车部件时，PBT/PC掺混物会经历分子量的下降和MFR的上升。在随后的过程中，如回收，材料会进一步受到破坏。结果，材料不再适合于同等的应用。

使用Recycloblend 660可以降低MFR值（如添加量为0.7%时，MFR从13.8变到9.5，测试条件是260℃/2.16kg）。如果再结合着清洗工艺，可以达到新料的规格，即使是复杂的掺混体系（酯交换，形态变化）也能做到。这样做可以增加伸长率并保持拉伸强度（新料40.7N/mm2，再稳定的回料41.9 N/mm2）。此外，含有修补助剂的掺混物可以在标准条件下加工。

再稳定化和修补助剂使得回料的高价值使用成为可能，并使取代因子得到足够的提高。由此，回收料可以在许多应用上取代新料。再稳定过的回料不仅在性能上可与新料媲美，而且具有另外的环保优势。