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聚合物回收的重要性
在过去几十年里，全球各地的自然栖息地和垃圾填埋场中聚合物废物，特别是报废塑料的积累正不断增加，严重影响了人类健康和环境。
聚合物废料中的有毒单体已带来了严重的生殖问题和癌症。此外，塑料垃圾中存在的不同化学物质，如阻燃剂、双酚A和邻苯二甲酸酯，对动物和人类健康，特别是内分泌系统产生了不利影响。
热塑性聚合物和热固性聚合物是固体聚合物的两种主要类型。热塑性聚合物如高/低密度聚乙烯（HDPE/LDPE）、聚氯乙烯（PVC）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，可以使用热量很容易地软化或熔化以进行回收。
此外，热塑性塑料在聚合物链之间具有次弱范德华相互作用，并在单体分子之间具有共价相互作用。这些弱键可以被热量破坏，从而导致分子结构的变化。然而，热固性塑料是不可回收的，因为它们在形成过程中会发生永久的化学变化。
热固性塑料具有高尺寸和热稳定性、优异的热性能和电绝缘性能以及高刚性，这是由于其内部存在具有共价键合原子的三维（3D）网络的高度交联。
与热塑性塑料相比，坚固的交联结构可以抵抗更高的温度，从而产生更高的热稳定性。因此，热固性塑料在加热时不能被重塑、改造或回收。
聚合物回收方法
聚合物回收方法可分为一级回收、二级回收/机械回收、三级回收/化学回收和四级回收/能量回收。
一级回收（Primary Recycling）：一级回收是一种使用机械后处理的闭环聚合物回收方法。使用该方法获得的聚合物具有与原始聚合物相同的性质。一级回收广泛用于回收工业中的工艺废料。然而，一级回收取决于塑料垃圾中聚合物等级范围，这是一个主要缺点。因此，该方法不能用于有效地回收由各种聚合物和其他材料组成的塑料产品或包装。
二级/机械回收（Secondary/Mechanical Recycling）：机械回收/二级回收是一种在不改变传统塑料废料基本结构的情况下将其回收为新原料的有效方法。这种方法是仅次于能量回收的第二种最常见的聚合物回收方法。机械回收包括清洗、分离和制备塑料废物，以生产透明、清洁、高质量和同质的最终产品。然而，机械回收只能在单一聚合物材料中进行，如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）。因此，使用这种方法很难回收更受污染和更复杂的塑料垃圾。
三级/化学回收（Tertiary/Chemical Recycling）：化学/原料/三级循环利用涉及通过化学裂解回收聚合物的石化成分。原料回收是通过使用化学试剂、热量或其他催化剂分解塑料废料，将塑料废料转化为碳氢化合物燃料或化学品来实现的。化学回收可有效处理高度污染和不均匀的聚合物，并将其转化为高质量的产品，与机械回收相比，这是一种更好的替代方法。然而，由于经济性问题和技术原因，化学回收的应用受到限制。因此，该方法仅用于特定的聚合物如PET、聚酰胺（PA）和聚氨酯（PU）。
四级/能量回收（Quaternary/Energy Recovery）：焚烧/能源回收/四级循环利用意味着燃烧塑料垃圾以产生电能、蒸汽和热能。塑料材料具有非常高的热值，因为它们是从原油中提取的。塑料垃圾焚烧的可回收能源取决于塑料的类型。塑料垃圾焚烧可使垃圾体积减少90-99%，从而减轻填埋场的负担。然而，在废物处理过程中，有害物质释放到大气中是这种方法的一个主要缺点。
聚合物回收的最优方法
虽然与其他技术相比，塑料垃圾的机械回收是一种更可持续的解决方案，但由于无法回收复杂的塑料垃圾，该方法不适用于大规模的聚合物回收。化学回收和焚烧/能量回收是最好的聚合物回收方法，因为它们比机械回收具有优势。
化学回收可以有效处理包括复杂废物在内的所有类型的塑料废物，从而生产出高质量的终端产品，而焚烧/能量回收方法可以大幅减少有机材料的体积，并从废物中产生各种形式的能量。
主要参考文献：
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