废旧汽车塑料的回收利用解析

1、废旧汽车塑料的回收利用摘要：本文介绍了塑料在汽车中的使用情况，综述了废旧汽车塑料的各种回收再生方法和实 例、提高废旧汽车塑料再生性能的方法、以及我国废旧汽车塑料再生的广阔前景。关键词：废旧汽车塑料、回收、再生、循环利用。一、引言21世纪，我国汽车工业进入高发展期，2010年我国汽车销量达到 1826.7晚辆，跃居世界第一。按照汽车“十二五”规划，到2015年将形成2500万辆产能。我们汽车工业未来发展将由追求产能产量和规模，逐渐转变为更加注重质量和水平。轻量化、绿色环保、舒适安 全，将成为我们汽车材料未来发展的三大主题。而轻量化的关键就是汽车材料的塑料化。【8目前技术发达国家汽车的平均塑料用量

2、190kg/辆。美国、日本汽车平均塑料用量约占汽车自重的13%德国占15%我国汽车塑料用量 80-100kg/辆，约占汽车自重的 8%汽车 工业发达国家已将汽车塑料（包括聚氨酯材料及其复合材料）用量作为衡量现代汽车设计与制造水平高低的一个重要标志。【2】因此，近年来废旧汽车塑料的回收利用问题引起了世界各国的高度重视。我国政府有关部门已给了高度重视，早在2006年2月，国家发改委、科技部和国家环保总局联合颁布了汽车产品回收利用技术政策，以指导并推动我国汽车产品的设计、制造、报废、回收和再利用等方面的工作。第四条指出：“要综合考虑汽车产品生产、维修、拆解等环节中的材料再利用，鼓励汽车制造过程中使用

3、可再生材料，鼓励维修时使用再利用零部件，提高材料的循环利用率，节约资源和有效利用能源，大力发展循环经济。”由此可见，报废汽车的回收利用在循环经济中具有不容忽视的地位和作用。二、汽车中塑料的使用情况随着塑料性能的不断改进，塑料在汽车上除了广泛地应用在制作各种内装饰件外，现在已可用来代替部分金属材料，制造某些结构零件、功能零件和外装饰件。这样不仅可以满足 某些汽车零部件的特使性能要求， 又符合汽车轻量化的要求。 目前，塑料材料在整车质量中 所占的百分比为8%- 15%【5】常用塑料的主要特性以及在汽车上的应用如下表：种类主要特性应用举例低压聚强度高，耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性汽油箱、挡泥板、热塑性

4、塑料乙烯和绝缘性能好门窗嵌条、保险杠等聚酰胺韧性好、强度咼，耐磨性、耐疲劳性、耐油性等综合性能好，但吸水性和收缩率大车窗摇柄、风扇叶片、里程表齿轮、衬套等聚甲苯综合力学性能优良，尺寸稳定性好，耐磨性、耐油性、耐老化性好，吸水性小半轴齿轮和行星齿轮垫片、汽油泵壳、转向节衬套等ABS塑料综合力学性能优良， 耐热性、耐腐蚀性、尺寸稳定性好，易于加工成形方向盘、仪表盘、挡泥板、行李箱等聚四氟乙烯化学稳定性优良、耐腐蚀性极高、摩擦系数小，耐高温性、耐寒性和绝缘性好各种密封圈、垫片等有机玻璃透明度高，耐腐蚀性、绝缘性好，有一定的力学性能，耐磨性差油杯、油标尺、灯罩等聚苯醚抗冲击性能优良，耐磨性、绝缘性、耐

5、热性好，吸水率低，尺寸稳定性好，耐老化性差小齿轮、轴承、水泵零件等聚酰亚胺耐高温性能好、强度高、综合性能优良， 耐磨性和滋润性好正时齿轮、冷却系统和液压系统密封垫圈等热固性塑料酚醛塑料耐热性、绝缘性、化学稳定性、尺寸稳 定性等优于热塑性塑料，但质地较脆，抗 冲击性差分电盘盖、分火头、制动摩擦片和离合器摩擦片等环氧塑料强度较高、韧性较好、收缩率低，绝缘性、化学稳定性、耐腐蚀性好塑料量具、模具、电气和电子元件的密封等从上表可以看出，无论是外装饰件、内装饰件，还是功能和结构构件，至U处都可以看到 塑料制件的影子。外装饰件主要部件有：保险杆、挡泥板、车轮罩、导流板等；内装饰件主 要有：仪表盘、车门内板

6、、畐U仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等；功能和结构件主要有： 油箱、散热器水室、空气过滤罩、风扇叶片等。【17】三、目前我国废旧汽车塑料回收利用现状、废旧汽车塑料的回收首先，回收再利用公司把废旧汽车从半新车经营者、销售店、个人用户那里取来，然后 把发动机、轮胎、 、变速箱、蓄电池、催化剂装置等主要部件拆下来，经过再休整，把可以 再使用的送到半新零部件商那里。剩下的按材料分类，作原材料使用， 蓄电池内的铅、 催化 剂装置内的贵重金属等包含特别材料的零部件， 经特殊处理后再利用。 最后剩下的用大型冲 压机压缩成紧缩状物被送到破碎公司，被破碎成粉末，然后分成金属、非铁金属、粉碎物 ASR(Autom

7、obile Shredder Residue) 等。【 15】金属类作为原材料被再利用。ASR中塑料占有大部分，达到了 33%通过各种分离技术，将其分离成塑胶、纤维、橡胶、玻璃等。ASR回收再利用的途径有代替燃料、热量回收、干馏气化和原料化等。其中热量回收是最主要的。【16】目前国内相当部分的车用废塑料还采用焚烧的落后方法来处理，严重污染环境。还有一 些采用填埋方法处理， 由于塑料很难自我分解， 也造成不小的环境隐患。 目前我们可以通过3 种途径对部分车用塑料进行回收，这种方法分别是：颗粒回收，重新碾磨；化学回收，高 温分解；能源回收，即将废弃物作为燃料。比如：熔融再生、热裂解，能量回收，回收

8、化工原料等。【6】熔融再生 是将废旧塑料重新加热塑化而加以利用的方法。 从废旧塑料的来源分， 此法又 可分为两类： 一是由树脂加工厂的边角料回收的清洁废塑料的回收； 二是经过使用后混杂在 一起的各种塑料制品的回收再生。 前者称单纯再生， 可制得性能较好的塑料制品； 后者称复 合再生，一般只能制备性能要求相对较差的塑料制品，且回收再生过程较为复杂。热裂解 方法是将挑选过的废旧塑料经热裂解制得燃烧料油，燃料气的方法。能量回收 是利用废旧塑料燃烧时所产生热量的方法回收化工原料，一些品种的塑料， 加了聚氨酯可通过水解获得合成时的原料单体。 这是一种利用化学分解废旧塑料变成化工原料 进行回收的方法。 【

9、6】此外， 工程塑料回收料的利用途径有三种： 一是将材料设计成可在相同或相关应用领域 中多次使用 ；二是将回收的材料用于完全不同的场合 (如用于对材料性能要求较低的场合 )， 后者被称之为“渐落式” 回收。 共混、合金化和复合材料化在回收料再利用中发挥着重要作 用；三是回收单体，PC是工程塑料中不经改性直接使用比例最高的品种，因为没有其它组 分，PC最适合回收单体。我国玻纤增强尼龙 6有一半以上基料是尼龙纤维同收再生粒料。【4】工程塑料的回收， 首先要 严格按种类分离 ，现在的塑料分类工作大都由人工完成， 最近机器分类有了新的研究进展，德国一家化学科技协会发明以红外线来辨认类别，既迅速又准确，

10、只是分拣成本较高。 除了要进行以上处理外，要提高再生塑料的物理性能，确保再生粒料的质量，还需要进行清洗，再送入破碎机 破碎，对于污染较严重的塑料件，首先进行粗洗，除去砂石和金属等异物， 脱水后送入破碎机破碎， 破碎后再进一步脱水， 去除包含在其中的 杂物，干燥后造粒。以 PBT和PET为代表的聚酯系树脂还需要注意水解。如果是回收料， 那么从成型后经过粉碎、保管而吸湿加大，有时含水率比生粒料还高，对回收料也必须在成 型前进行充分的干燥。【9】、废旧汽车塑料的再利用目前，日本及欧洲各国在几年前就已分别提出了对汽车废旧塑料的利用要求，并规定了具体年限。汽车废旧塑料制品的实际利用率在2000年已达85

11、%右，预计在2015年可达到95%【10】为提高汽车塑料材料的回收再生性，可以从拆解性、分离性、识别性和再使用性进 行考虑改进：项目考虑要点实例拆解性缩短从车体上拆解下来的时间减少保险杠的连接螺栓易拆解结构的铠装线浅埋坐垫缓冲的金属弹簧分离性分离至单一材料，或者不分离 就可使用全烯烃制作仪表盘保险杠涂膜剥离技术车后组合灯从黏合剂连接改为螺栓连接ISO识别标志识别性材料种类容易识别近红外线谱数据识别塑料 据静电容量识别保险杠材质 从热固性性树脂改为热固性树脂 增加PP使用量再使用性开发最佳应用统一 PP材质各公司混合保险杠材质标准化侧、前玻璃的回收再生玻璃纤维比如：为了容易拆解前保险杠，将固定连

12、接点，从32个减少为12个，拆解时间可以减少40%考虑到车后组合灯的再使用，所以应革新工艺，将现有的黏合剂连接改为螺栓连接， 便于拆解，方便再使用和回收再生； ；采取生产时在部件上刻印材料名称的方法，以便材料 的识别。大众、标致就是一例，做到部分大部件都被再利用；车门内装饰板，材料从木材、 薄膜和铁的复合材改为 PP单一材料，仪表盘从 PP/PVC等复合材料改为PP单一材料，以便 材料的回收再生。 【16】塑料件使用树脂品种单一 可降低回收费用，提高回收塑料性减少汽车上塑料件用树脂 品种， 可简化回收工作。 减少树脂使用的种类，用单一树脂生产多种构件， 优先选用可回收 的树脂，是提高汽车塑料件

13、可回收性的最优方案。目前汽车塑料所用树脂品种多达2 0 种，专家估计，汽车塑料件树脂品种可减少至49种，其中PP占主要部分。PP的回收已商业化，回收问题不大。 【 1】除了上述方法外， 还有各种利用废旧塑料的方法， 如将废旧聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后混 入土壤中以改善土壤的保水性、 通气性和排水性， 或作为填料同水泥混合制成轻质混凝土 或 加入粘合剂压制成垫子材料等。 【6】四、废旧汽车塑料回收利用实例、保险杠的回收再生汽车保险杠的各种材料比例：PP76% PUR14%铁8%其他2%所以汽车保险杠的回收再生主要是PP的回收再生。代表性的PP保险杠涂料有丙烯酸蜜胺树脂构成的蜜胺型、聚 酯氨基甲酸酯树

14、脂构成的异氰酸酯固化型两类。这些涂料的性质有：1、相对密度约1.7（白色涂层膜），较PP高；2、玻璃化转变温度为-810C; 3、和PP不相容；4、热固性树 脂； 5、具有水解性。 【15】典型的涂层膜无害化技术有机械法、化学法和水解法。【9】1. 机械法机械法有将涂层膜分离的技术和从基材上剥离的技术两类。 涂层膜分离法 将保险杠粉碎，然后利用涂膜和PP的密度差，用湿法或干法进行分离。 粉碎后，用滴入表面活性剂的水溶液利用干密度差将涂层膜分离。 涂层剥离法 将有涂层的PP保险杠使用喷砂法和喷水法剥离去涂层的方法。喷砂法是用压缩空气将硬质粒子吹到保险杠的表面剥去涂层的方法。各种微粒研究的结果，

15、从涂层不埋没在基材中的观点看，这一种方法对工程塑料PP是有效的。喷水法是喷射高压水剥去涂层的方法。通过喷射 2040MPa的高压水可以剥离涂层膜，但 PP表面毛燥，留有涂层膜碎片。2. 化学法化学法是用酸、 碱或特殊溶剂分解并溶解涂层膜， 再与 PP 分离除去的方法。 经化学法处 理后剥离了涂层膜的材料提高到了新材料的水平， 但是，溶解涂层膜的废液从环境污染的观 点出发，有必要进行分离、回收处理，在工业化时，处理费用较高。3. 水解法 将涂层膜用高温水水解，使膜层材料低分子量化，然后，在挤出机中熔融混合进基材材 料并微细分散于 PP中的方法。目前水解法的难题是将异氰酸酯固化涂料层膜如何进行无害

16、 化处理。 根据其化学结构， 异氰酸酯固化涂料在工业上容易进行的热水处理条件下， 是难于 发生低分子量化的。因而，首先要将 PP保险杠和聚氨酯保险杠进行分拣，也要将涂有三聚 氰胺固化涂料和异氰酸酯固化涂料的保险杠进行分拣。【9】回收再生保险杠的用途：PP 保险杠材料回收可生产： 1、用于其他产业资财； 2、用于其他汽车零件； 3、用于保 险杠。其中，回收再生用于保险杠的途径，附加值高，且量大，可认为是最好的方法。从保 险杠再生回用成保险杠时，无涂层的保险杠由于PP优异的回收再生特性而基本无问题，但是带涂层的保险杠， 因存在交联反应的热固性涂层膜，如果原封不动地粉碎、再造粒，用作再生材料时，保险

17、杠的冲击强度、脆化温度、 伸长率等都会降低， 再成型制品的表面质量也 不佳， 达不到使用要求。 因此， 为了使材料从保险杠再生回到保险杠， 需要对涂层膜进行性 能无害化处理，使残留的涂层膜粒径变小，或减少残存量等。、聚氨酯仪表盘的回收再生 聚氨酯仪表盘的回收再生共有三种途径：1、化学回收再生。通过乙二醇醇解回收多元醇，用于聚氨酯仪表盘的再生生产。2、废聚氨酯经粉碎制造再生日用品。3、废聚氨酯经粉碎作为黏合剂与玻璃纤维毡复合制造三明治结构材料。、多层汽油油箱的回收再生技术近年来，用多层中空成型法生产的汽车用塑料油箱增多。多层中控成型法是将不易透过汽油的尼龙PA作为汽油的阻透层，两侧为 MODIC

18、（三菱油化制粘接性聚烯烃层，用于粘结 PE和PA），在外面采用超高分子量聚乙烯，组成五层结构。从市场上回收的塑料汽油油箱必须考虑一下个点：1、洗净。必须除去回收的油箱表面上附着的异物，如金属、灰尘和油污等。2、粉碎。要除去浸入回收油箱箱壁的汽油，并进行防爆粉碎。3、造粒。在造粒前要确认已经完全除去汽油，以确保再生材料的质量。4、成型。再生材料可用作油箱材料或用于其他用途。其中，将粉碎好的材料通过双螺杆混炼挤出机混炼造粒，以将PA微细分散在PE中，可获得较高质量的再生材料。但是过度混炼的PA和PE会发生劣化，或因空气中的水分造成PA水解，从而不能获得可满足使用性能的再生材料。日本三菱油化公司以聚

19、合物合金制造技术为基础，通过混练机的最佳设计，采用名为MODIC勺相容剂，在最佳混炼的条件下，防止各种组成材料的劣化，将力学强度的降低控制 在最小值，确立了汽油油箱的回收再生技术。、汽车冷却水箱的回收再生汽车冷却水箱常采用玻璃纤维增强聚酰胺 6或聚酰胺 66制造， DuPont 公司开发了一种 回收再生方法， 具体工艺流程如下： 首先将水箱粉碎，再于反应器中熔融， 然后过滤掉不纯 物、填充材料和玻璃纤维，得到 PA6或者PA66。【161五、我国废旧汽车塑料回收利用的广阔前景废旧汽车塑料其实是一种宝贵资源， 其再生利用可产生经济价值， 节约石油资源， 缓解 塑料原料供需矛盾， 同时可解决环境污

20、染问题。我国塑料原料十分短缺，进口量大；目前我 国大多废旧塑料原料是靠进口各类符合要求的塑料边角料和来进垃圾场的塑料包装废弃物， 是全球废塑料进口量最大的国家。 与此同时， 废旧塑料回收利用率却很低。 所以发展废旧塑 料回收利用产业是解决我国塑料原料短缺问题的有效途径。【61在我国，废旧塑料回收行业是个朝阳环保产业，发展潜力很大。现阶段，我国废弃塑料 及其包装物回收利用率还不到 10，而日本已达 26。在一些发达国家，有关废旧塑料回 收利用的开发研究工作起步早， 许多技术已日趋成熟， 并产生了很好的效益。 从经济效益考 虑，废旧塑料回收行业最大的优势在于成本低。 据核算， 在目前塑料原料价格基

21、础上进行比 较，用废塑料再加工制成的产品成本，仅为正品原料制成品的50左右。【1012011 年以来我国很多地区的塑料回收行业均已形成了一定的规模，并培植出年产值数 亿元的再生塑料工业园， 同时诞生了很多专业品牌。设备的更新， 技术的成熟，伴随着新观 念、新工艺的不断涌现， 多在实验室已经获得成功的研究必然向现实生产力转化。总之， 塑料废弃物的处理不单纯是一个技术问题， 在政府的支持和生产部门的重视下， 科学合理的 资料回收技术系统的建立下， 在相关的法规的保证下， 加上全社会的共同努力， 我国车用废 旧塑料的回收利用事业一定会迎来美好的明天。参考文献：1、国外废旧汽车塑料件回收的有效手段何华2、汽车用塑料的现状和发展趋势李春梅3、我国车用废旧塑料回