塑料绿色制造技术进展研究

傅世永

佛山市南海区新永泰胶粘制品有限公司  广东佛山  528000

摘要：绿色制造是在影响产品质量与性能的基础上，从产品设计到最后销售都遵循可持续发展原则，考虑到资源效益与环境保护，是当前重要的生产方式，也是发展的必然趋势。目前很多行业都将目光聚焦于多功能、智能化材料的开发，这也推动我国制造业迈向了新的发展高度。基于此，文章对塑料绿色制造技术展开了分析，旨在解决资源短缺问题。

关键词：塑料绿色制造；生态塑料；绿色回收

引言

根据有关数据调查显示，近40年以来全世界塑料制品的生产与使用总量增长了25倍以上，但回收率低于5%，说明资源浪费问题十分严重。随着经济的不断发展，我国已经慢慢成为世界上最大的塑料制品生产国与消费国，产量占全球的20%左右，消费量占全球的15%左右。数据显示，2020年塑料制品行业的整体收入超过20000亿元，预计到2025年这一数字会超过35000亿元。人们生活品质的提升，对环境保护的关注度也越来越高，出台了《关于协同推进快递业绿色包装工作的指导意见》、《关于进一步加强塑料污染防治的意见》等文件，从政策层面加强了管控，形成了集高效、绿色、低碳、环保于一体的绿色制造体系。一直以来塑料制品对环境的影响都比较大，在绿色生产理念的应用下，可对其生产制造环节进行改造与优化，充分提升资源利用率，减少对环境的污染和破坏。

1 材料绿色化

材料绿色化就是改变以往的生产制造模式，加大技术研发，开发出可降解、能够回收且循环使用的材料。从初期合成阶段就考虑到这一点，创新研发技术，引进对光、热、氧、生物敏感的基团制备可降解塑料制品。研究生物基塑料制品，以及与各种高分子混合之后的材料性能。

1.1开发可回收的复合材料

可回收的复合材料，是实现材料绿色化的重要路径，以前使用的热固性树脂材料回收率不高，不具备降解特点。上世纪九十年代开始，热塑性树脂得到了推广，技术人员研发出了聚苯硫醚、聚醚砜等材料。这些材料在原有基础上，与纤维材料进行了结合，综合性能更为突出，具有耐腐蚀、抗高温且不变形的优势。不仅如此，热塑性树脂的制作工艺相对简单，具有重复利用的价值，发展前景广阔，推广潜力巨大。随着科学技术的发展，这种材料经过改良之后应用范围越来越广，在包装、纺织、3D打印等领域有着良好表现。

1.2开发可降解的复合材料

由于热固性材料的性能与优势非常更突出，已经成为了一种广泛应用的基体材料。比如常见的环氧树脂，可在150℃的温度下正常使用，性能非常优异，但由于其高交联密度，导致回收利用起来非常麻烦。环氧树脂并不具备二次加工的特点，只能一次性使用，会造成大量的资源浪费与环境污染。近些年我国在这方面的研究不断深入，环氧树脂的制备方法也十分多样，包括物理共混、化学合成等，前者就是常见的淀粉、天然植物油脂等材料，成本比较低，但是降解并不充分。后者就是在环氧分子链中加入可降解的官能基团，效果比较好。

1.3开发生物基可降解塑料

可生物降解聚合物具体如下：（1）脂肪族聚酯，如聚己内酯、聚乙醇酸等；（2）脂肪族--芳香族聚酯，如聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇脂；（3）其他化学合成型生物降解高分子。无论是哪种类型的聚合物，在应用过程中都要考虑到实际情况，确保能够满足实用要求。

2 制造工艺绿色化

想要让材料成为理想的形状，需要深入了解其结构与性能，科学使用加工工艺与设备，确保其结构符合要求，提升产品质量。推动制造工艺的绿色化发展，就是在材料加工的每个环节，严格控制环境污染与能源消耗，保证资源节约，减少不必要的浪费。

2.1基于拉伸流变的加工成型技术

螺杆塑化是传统塑料制品的主要加工方式，但是以往的聚合物熔体黏度比较高，传热速率低下，设备加工过程中的塑化效果并不理想，能量利用率低下的问题十分突出。在可持续发展政策的倡议下，技术人员对塑料生产与加工技术展开了深入研究，将低耗、高效与环保作为主要目标。有关学者提出了基于体积拉伸流变的塑料制品塑化运输方法，在技术人员的不懈努力下，共同研发了叶片塑化运输装置，并在实践中对其结构、工作原理进行了完善调整，使其具备周期性重复制造的优势。与传统的螺杆塑化生产方式相比，这种技术的加工效率更高，整体加工时间可缩短50%以上，能源消耗降低30%以上。

2.2超声挤出加工技术

超声挤出加工技术，是以超声物理和化学作为主要原理的，在材料熔融中引进了超声振动，研发出了集超声和挤出加工于一体的装置。在材料加工过程中，可利用超声对其形态结构进行调整，实现了超声降黏、超声接枝，功能非常强大，解决了过去材料熔融加工技术中存在的各种局限，为材料加工创造良好的环境。具体表现如下：材料成型时通过超声挤出压力，降黏流活化能，产品质量有保障，加工时不会产生高温。

2.3注塑工艺智能检测技术

这是目前为止最为常用的材料成型方式，成型温度、压力、剪切速度都会对产品质量造成影响。在材料制备中，应当严格控制注塑工艺参数，做好优化与稳定工作，可以将现代科技与其进行结合，利用智能检测来实现对加工参数的实时管控。当前比例--积分--微分法在工业领域得到了广泛应用，当加工参数发生变化时，可第一时间做出反应。除了注塑工艺之外，挤出、压延以及其他成型工艺也可得到科学化管控，解决了塑料制品的气孔、裂纹等问题。

3 展望

3.1开发绿色塑料制品

想要实现塑料的绿色制造，最关键的就是从环境保护角度出发，科学选择加工材料，应用合适的加工手段，以可再生、可降解作为评判材料性能的重要标准，减少有机溶剂、有毒制剂的使用量。有关人员应当加强对天然高分子材料的开发与利用，制备易降解、循环再生的塑料制品。

3.2开发新型绿色制备工艺

可持续发展理念下，对制备工艺有着更高要求，要将短周期、低能耗、全回收作为主要目标，开发新型制备工艺，减少塑料产品对环境的污染和破坏。（1）将目光聚焦于复合加工技术，如流体辅助注塑技术、双螺杆挤出机化学反应与改性技术等，以超声、微波等更加高效的能源来代替传统热电能；（2）全电动注塑机和吹塑机的应用。这是一种性能强大的现代化机械设备，精度高、速度快、注射性能稳定是其主要优势，和传统液压式注塑机相比，全电动注塑机在加工过程中能源消耗量更低，产品生产效率提高了三分之一以上，一方面提升了加工效率与质量，另一方面可也实现绿色发展目标；（3）将信息技术、互联网技术应用其中，研发实时监测与控制系统，实时掌握分子的结构、流变行为等，观察熔体停留时间是否符合要求，控制材料用量，减少不必要的浪费，提升成本管理水平。

结语：

总而言之，当前我国经济发展迅速，人们生活水平得到提升，国家对可持续发展、绿色发展的关注度越来越高。塑料制品一直以来都是自然环境的“头号杀手”，不可降解的材料直接填埋在土壤或自然河流中，会造成大面积的污染。技术人员应当加强对塑料绿色制造的研究，提升技术创新水平。

参考文献：

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