聚合物材料的绿色评价体系研究

聚合物材料的绿色评价体系研究

聚合物材料的绿色评价体系研究 2011： 随着产量的增加，聚合物已经成为主要的废弃物源之一，对环境产生了巨大的影响。目前很多国家陆续制定了产品的环境指令和法规，要求生产者负责实现废弃产品的3R（再利用，回收及减少废弃：reuse, recycle and reduce）处理，其中聚合物占据了相当大的比重。日本在2001可以分为三类，一类是为了聚合物改性增强而加入的添加剂，其次是使用中产生的污染，最后是降解产生的物质。表2列出了几种回收聚合物的残留附加物。

表2 PET、PE回收的残留附加物

降低聚合物的残留附加物是提高材料绿色度的重要途径，其中包括合理控制改性添加剂的种类与数量，加强对回收材料的清洗和去污，以及控制聚合物的降解进程。 材料的兼容性 聚合物的兼容性不仅指聚合物本体和添加物，而且指回收过程中与其它可能混合的混合物的兼容性。由于在产品回收过程中并不能够很严格地区分不同种类的聚合物，所以很多时候会有几种聚合物同时进入回收处理程序。图3列举了不同种类聚合物相互之间的兼容性。其中数值1和2表示兼容性较好，数值3和4表示兼容性较差。和其它材料兼容性好的聚合物相对回收较为容易，绿色度也就相对较高。

图3 聚合物材料的兼容性

LCA分析 不同聚合物材料在生产处理过程中会产生不同的环境影响，这种影响可以通过LCA（产品生命周期评定）进行定量计算。图4为我们开发的LCA分析数据库。分别以1KgPP和HDPE为例，对制造过程所消耗的原油，排出的CO2和废水进行LCA分析，结果如表3所示。

图4 LCA程序及相关数据库

表3 HDPE和PP的LCA分析结果

从表中可以看出，不同聚合物材料往往在环境影响的各个方面互有优劣，选择不同的关注点，会产生不同的评价结果。例如，如果生产企业废水循环体系完善，废水影响可以不计，仅考虑CO2排出，显然PP的LCA分析结果不如HDPE。但如果以废水为主要指标，则HDPE不如PP。 生产回收工艺 LCA分析只是显示了材料在生成中产生的环境影响，在评价聚合物的绿色度的时候，则要将LCA分析结果和前面的几个判断指标相结合进行综合评价。全面考虑产品生产、回收及废弃情况，才是对材料全面的绿色评价。 在产品生产过程中，采用一步法和两步法所导致的环境影响显然不同。在这方面，加工性能好、可以一步法成型的材料在产品生产方面，绿色度就要好于加工性能不好的材料。 在回收阶段，机械法回收的环境影响要大大小于化学法。 在废弃阶段，不仅单纯焚烧和再能源化所产生的环境评价结果截然不同，就是焚烧处理中单独焚烧或共焚烧的不同选择，也会导致不同的环境影响。 结论 聚合物材料的生命周期是一个非常复杂的过程。要准确分析评价聚合物的绿色度，就需要对材料的整个生命周期进行全面的考虑。本研究从5个方面对聚合物材料进行了分析，以初步建立一个较全面的聚合物绿色度评价体系。如何确定各方面指标的定量评价方法，如何合理确定各指标在整体评价体系中的权重，是下一阶段的工作重点。原载《中国塑料橡胶》(end)

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