根据英国著名咨询公司Visiongain最新发布的《 2023-2033年消费后再生塑料市场报告》显示,2022年全球消费后再生塑料(PCR)市场价值162.39亿美元,预计在2023-2033年的预测期内将以9.4% 的年复合增长率增长。
然而看似很火的PCR塑料背后,坑其实也不少,盲目跟风可能会导致产品质量问题!在你寻源之前,建议先思考下面问题:
PCR回收资源良莠不齐,哪类基材取材相对稳定可靠?
PCR性能普遍较低,目前有哪些成功提高其性能的应用案例?
PCR杂质较多,如何在确保产品颜值同时让消费者一眼就认出你的产品在实践可持续?
供应资源受限情况下,
PCR材料该如何弯道超车?
你知道,这么多塑料废弃物究竟有多少会被回收利用吗?
据统计,全球上下每年生产约4.3亿吨的塑料,其中三分之二在短暂使用后就变成了废弃物。而在处理塑料废弃物这一块,能得到妥善回收的塑料废弃物仅1/10还不到。
剩下9/10的废弃物不是被掩埋就是被焚烧,要不就被随手丢在了自然界中的角角落落....
当然,这不是重点。
重点这1/10的PCR材料,都从哪儿来,又会到哪儿去?
作为塑料废弃物回收大国,我们还是有一定的代表性和发言权的。据统计,各行业/品种PCR材料资源回收及发展情况分别如下:
总结一下,
各废塑料品种回收量:PET>PE>PP,而,做到了高品质回收的材料是:PET>PC>PP。
也就是说,从回收来源来讲,家电和汽车领域并没有广泛的形成回收闭环,而生活用品中如PET(饮料瓶子)、PE、PC、以及PP等,不仅供应资源稳定最容易回收获得,而且基本都能得到较高品质的回收。
也因此,鉴于PCR普遍存在,来源不稳定,品质难以管控这些痛点,所以,也催生了很多改性技术上的创新:运用改性技术将更易获得的材料,“改头换面”成为更多难回收材料的平替版,皆大欢喜。
所以,从供应资源上来说,更易回收获得的PCR材料:PP、PET、PE,将是改性创新的首选。
▶PCR材料—PP的循环创新方向:PCR PP合金。
我们知道,关于PP材料,除了供应资源稳定,还有这些优点:耐化性好、价格低、低异响。缺点是较软、尺寸稳定性差。
所以,要想用PP材料取代强度韧性适中的ABS料/HIPS料,将PP材料合金化是一个很不错的改性方向!
由此,PCR PP合金就此诞生,且,PCR PP合金可以做到集这些优异特性于一身:低成本,良好的耐化性,低噪音、尺寸稳定性、低翘曲,均衡的强度和韧性。
也就是说,PCR PP合金基本可完全取代ABS料/HIPS料,而且,还没有ABS料/HIPS料的耐化性差,异响效果差等缺点。不得不说,该案例很成功。
▶PCR材料—PET的回收创新之旅:OBP rPET
OBP PET的优势则是:来源标准化;良好的回收品质;以及充足的供应量。
但是,OBP PET是典型的脆性材料,很难作为装饰件使用;同时,它是结晶性聚合物,结晶速率过慢。
所以,在做OBP PET改性研究过程中,使用常规的聚酯材料降解技术,通常会出现以下BUG:材料表面粗糙、颜色发黄、韧性严重恶化、银丝问题、难烘干...
那么,针对这些BUG,又是如何解决的呢?
Ecoblend®团队成功进行了从聚酯材料降解技术——封端技术的技术升级,通过对回收聚酯进行封端技术扩链(加入活性助剂对聚酯材料封端),以此来提高OBP材料的加工稳定性。于是,便得到了稳定品质、外观更赞、性能更优的Ecoblend®PC/OBP PET材料。
性能现状不足,
低值PCR材料又该如何高值化?
▶泡沫塑料回收EPS深度创新开发
譬如,我们知道通用ABS/HIPS,因其性能优势在家用电器等领域有一定的江湖地位。但回收ABS/HIPS 时会遇到较大挑战:
•ABS原料非标准化
•ABS应用场景复杂,易与其他塑料混用
•绝大多数ABS使用时已经经过改性或者染色
所以,供应资源更稳定的废弃泡沫塑料箱就成了替代ABS/HIPS材料的首选材料。
然而,泡沫塑料废弃物,造粒形成的EPS,虽然回收资源稳定,原料标准化,但是性能太拉胯,太脆,极易老化...基本毫无用处。
所以,Ecoblend®对EPS进行了改性创新,将废弃泡沫箱子到EPS最后改性成了含60%PCR 的 HIPS ER3060。
ER3060不仅得到了欧盟绿色认证,而且性能优秀,基本可与通用ABS/HIPS相媲美,通用ABS/HIPS能应用的场景,ER3060同样也可以毫不逊色。
不信,我们可以验证一下:
结果清晰明了:
相比较而言,泡沫ER3060的溶体流动速率更优,制件良品率会更高;机械性能几无差异,但ER3060比通用HIPS更抗冲击。
不仅如此,ER3060还拥有以下通用ABS/HIPS不能比拟的优势:更稳定/更标准的回收源、更稳定的产品性能、更低含量的有害元素、相较于PCR ABS更低的成本。
更值得一提的是,泡沫ER3060是行业首创的可以将废旧泡沫用于替代硬质塑料的成功案例,且每使用1kg ER3060,就相当于回收了20dm3 白色泡沫塑料。反手就是一个优秀!
以上其实就是一个低值废弃塑料成功转型成高值塑料的典型案例。
当然,除了泡沫箱,还有很多低值废弃塑料有待开发,所以,如何系统方法论,将低值废弃塑料进行高值化开发应用?
Ecoblend®团队对此,颇有心得,关于低值废弃塑料的特点及应对方法如下:
•材质多组分-混合回收料闭环管理
•塑料纯度偏低-相容化技术开发
•机械性能差-LFT技术开发
低值转型成高值化塑料的性能特征,都有:
•优异的低温韧性,-30℃缺口冲击与常温相近 •多轴冲击(面冲击)显示出韧性断裂
•各向异性小,收缩率、翘曲小
•良好的蠕变和疲劳性能(高温下尤为出色)
•接近金属的线膨胀系数
再来说一个经典例子:
▶低值废弃塑料PP的高值化转型创新
无纺布回收PP材料,经过造粒成Recycle PP,我们可以看到,Recycle PP与Virgin PP对比,性能差距较大,影响正常使用。
Virgin PP VS Recycle PP
鉴于这个问题,通过低值向高值转型的应对方法,将Recycle PP进行高值化LFT技术增强后,得到了Recycle PP+LGF。
经过比对,我们发现,Recycle PP+LGF的性能更优,几无短板。
Virgin PP+SGF VS Recycle PP+LGF
除了在拉伸强度上略逊一筹外,Recycle PP+LGF各方面性能都实现了超越,尤其是其优异的低温韧性,-30℃缺口冲击与常温相近,直接甩了Virgin PP+SGF 好几条街。
'废材'也能成功逆袭 ,
这优秀的外观颜值你爱了吗?
最后,外观设计也是PCR材料创新工作中的重要一环。
我们可以看一下,Ecoblend®团队,针对回收改性后的可持续材料进行了一系列的可持续性外观的创新设计及应用分享:
▶可持续材料外观设计及应用
我们可以看到,以下是黑点撒点效果的外观应用,现代化设计中带点活泼的气质:
还有这种蜂窝纹纹理效果的外观创新,让我们看到了可持续与现代感的完美结合:
以及这种结合了海洋ICON纹理效果的外观设计,更好的表现出了海洋回收的概念:
当然,以上只是冰山一角,还有更多可持续外观设计,这里篇幅有限就不一一展示了。还想了解更多,可给我们留言。
经过了解,我们也知道,再生料已经不再是一个低端、廉价或低成本的代名词,而是具备了时尚、可持续发展和崇尚自然健康生活方式。
以下也是Ecoblend®团队对循环经济的几点思考和总结:
▶循环回收材料落地,回收资源可能成为瓶颈,树脂的重新组合可能成为新的方向
▶通过改性技术可以使得回收材料性能得到补强,带来更多应用可能性
▶回收材料与可视化外观设计结合,可以使得回收材料的应用扬长避短
原文始发于微信公众号(艾邦高分子):PCR很火,小心踩坑!这三个品类才是堪当大任的好品种!