强文推荐 | 再生塑料法规：聚合物开发人员需要了解哪些信息

2023-02-02 17:24:24, Waters TA部门 TA仪器

——引言

从新鲜的牛排到新手机，我们购买的商品通常都是由一种材料包装的：塑料。由于塑料重量轻，成本效益高，而且耐用，因此在我们包装和储存产品的方式中占主导地位。塑料帮助我们在完美的条件下运输和接收货物，从而减少食物浪费，防止货物损坏而被丢入垃圾填埋场。

然而，在打开包装后，我们如何处理塑料是我们在可持续发展道路上需要克服的一个障碍。消费者、政府、环境科学家和产品制造商都向聚合物行业施加压力，要求减少塑料废弃物。

重新利用再生塑料(PCR)是一种流行的方法，可以使塑料垃圾远离我们的环境。塑料生产商不使用全新的原生树脂，而是使用从消费者使用过的包装中获得的树脂来生产新的塑料容器、薄膜和其他产品。通过使用再生塑料，使废旧塑料有了更多的生命力，而且随着回收技术的发展，塑料可以被多次重复使用。

利用再生塑料面临的挑战

世界各地正在颁布新的法案，以确保所有聚合物生产商都为可持续发展作出贡献。有着大量塑料工业的国家正在逐步采取回收相关强制措施，未来十年内，所要求的再生塑料的使用比例将得到提升。到2030年，欧盟的新塑料产品中再生塑料的比例必须达到30%，美国加州是50%，加拿大是50%，英国是30%。

显然，使用再生塑料正从对塑料生产商的建议转变为强制要求。然而这种转变是必须的，尽管这实施起来并非易事。再生塑料原料带来了许多挑战，因为它在不同批次甚至同一批次之间可能有很大差异，而且再生塑料可能因先前的使用而被污染。制造商如何评估其每个批次再生塑料的特性，并成功地生产出一致、安全的产品？聚合物生产商正在转向材料科学，以描述他们的再生塑料批次特性，并随后调整他们的配方以获得最佳效果。

再生塑料特征分析

再生塑料原料在配制成可用树脂并最终成为聚合物产品之前，通常用DSC、TGA和流变学进行特性分析。差示扫描量热仪(DSC)测量与材料中的热转化相关的温度和热流。这些数据对于评估树脂的热性能，如熔点和结晶率，以及识别再生塑料中存在的其他聚合物污染物是非常有帮助的。热重分析仪(TGA)测量材料在温度变化期间随时间变化的质量。对于聚合物测试，TGA可用于测量其树脂的热降解性。流变学是对物质流动性的研究，与聚合物树脂的加工性能相关。在使用再生塑料制造聚合物产品时，生产商使用流变学来测试样品的熔融和延伸粘度以及粘弹性能。在处理再生树脂时，这些技术的信息可帮助确定加工前添加多少添加剂较为合适。

在用添加剂配制树脂后，对带有再生塑料的母粒进行质量和一致性测试。树脂的热稳定性可能受到所用树脂和添加剂的混合比例的影响，因此可使用DSC测量其热稳定性。动态机械分析测定材料机械性质随时间、温度和频率的变化。聚合物科学家使用DMA来测量他们产品的模量和玻璃转变。这些测量帮助科学家评估产品强度、混合兼容性，并对不合格批次进行分析。

综合来看，聚合物生产商正在应用这些材料科学的技术来更好地了解他们的聚合物配方，特别是当他们开始提高再生塑料含量以符合当地政府规定的目标和期限时。

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