再生塑料：循環經濟開啟“飛馳人生”

標題圖 包括車輛上乘客和行人防護等安全至關重要的區域在內，發泡聚丙烯的使用正大幅度上升（ ? JSP）

在歐盟法規及其自身可持續發展計劃的推動下，歐洲汽車制造商要求使用含更多回收成分的聚合物。沃爾沃已取得很大進展：這家瑞典汽車制造商的計劃是，到2025年，所造汽車用塑料中至少有25%由回收材料制成。回收利用對汽車工業來說絕對不是一個新的話題。多年來，人們一直試圖回收大量的廢舊塑料，如生產廢料、汽車廢料、裝載盤和輕量化包裝。此外，單輛汽車部件的回收利用率也在不斷提高。不管目前汽車工業中有關CO?中性生產的討論究竟如何，過去在塑料回收方面已經做出了相當大的努力。但目前的辯論再次加速了這一進程。

由法國圣丹尼斯的材料生產商JSP International Sarl與德國卡塞爾的回收商General Industries Deutschland GmbH（GID）聯合建立的回收系統，就是這種發展的一個很好例證。GID從汽車制造商和供應商那里收集由膨脹聚丙烯（EPP）制成的裝載盤，進行回收利用，并將新生產的材料交付給JSP。JSP使用該材料生產EPP Arpro 5134 RE（表1），回收成分比例為25%。與原生材料相比，不僅在不犧牲機械性能或可加工性的情況下節省了資源，而且還減少了高達12%的CO?（e）排放量（圖1），CO?（e）代表CO?含量，描述所有轉化為CO?的溫室氣體的排放量。

圖1 與來自JSP的原生EPP相比，1kg含25%回收成分的EPP產生的CO?排放量減少了12%（來源：JSP）

表1 質量濃度分別為45和60 g/l的EPP Arpro 5134 RE的塑性性能（來源：JSP）

為了提高電動汽車的工作范圍并減少傳統內燃機的CO?排放，汽車工業中的塑料用量正在上升。今天的汽車50%是由塑料制造的。就重量而言，目前汽車工業中的聚合物成分約為18%。預測顯示，到2027年，這一比例可能會增至25%。

在汽車制造商使用的39種不同類型的塑料中，70%是由聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）、聚酰胺（PA）和聚氯乙烯（PVC）構成的。得益于其多功能性，PP在汽車工業的不同應用領域有著廣泛的用途，占汽車塑料使用量的30%。它也越來越多地以EPP的形式使用（標題圖）。同樣，這些應用也變得越來越重要，例如作為行人安全和乘客保護領域的沖擊能量吸收器。對于后者，它特別適合，這得益于其閉孔泡沫結構，能確保對多次碰撞良好的能量吸收。

自2008年以來，JSP一直在供應一種EPP，其中15%的回收成分來自包裝和生產廢料。然而，該產品僅用于小眾應用，如配件絕緣。為了跟上歐洲日益增長的需求，JSP建立了一個EPP模壓件使用壽命結束時的閉環系統?；厥粘尚图?，從而獨立于原生材料供應商。這就是JSP與塑料回收商GID的合作關系發揮作用之處。這家公司專注于汽車工業。為了在全國范圍內開展塑料廢物處理，GID利用其生產場地，在OEM裝配廠運營內部工廠，建立移動回收廠，并與合作伙伴公司合作。僅在汽車行業，GID每年就將12000 噸的塑料廢料（表2）回收加工成高等級的回收材料（研磨料、團聚體、再研磨料和混合料）。

在歐洲，每年約4500噸的可回收包裝是循環回收系統的重要來源（圖2），尤其是來自汽車行業的（如裝載盤）。由EPP制成的裝載盤是用于車輛部件用可回收貨柜，在OEM工廠和供應商之間穿梭往來。大多數是針對特定車型部件而設計的定制托盤。當該車型停產（EOP）時，OEM制造商會對所有托盤進行報廢或處理。其使用壽命取決于所運輸的部件。整修后更換的部件貨柜大多可使用3～4年。隨著新車型的推出，所有的EPP貨柜最遲在4～6年后都將被報廢。GID的市場份額約為60%或每年2650噸，是汽車行業回收EPP裝載盤的市場領導者。

圖2：廢棄的裝載盤被收集、壓實，然后造粒（ ? JSP）

為此，幾年來該公司一直在與大多數OEM制造商合作，例如大眾、奧迪、西雅特、斯柯達、戴姆勒和歐寶。為了降低運輸成本和CO?排放，在某種車型EOP之前，GID會提前與OEM制造商的貨柜管理部門討論淘汰計劃。同時也會考慮OEM制造商及其裝配廠在裝載盤方面所面臨的所有挑戰。由于使用EPP材料，裝載盤體積大而重量輕。由于缺乏空間，通常不可能考慮進行儲存。

更重要的是，運輸效率很低，成本也很高。GID經常與本地EPP壓實處理商一起協作，例如，就在OEM的空貨柜現場將裝載盤壓實。這些裝置的壓實性能為150kg/h，專用EPP造粒機的處理能力為400kg/h。這樣，每車載重可從僅1.2t的未壓實EPP貨柜增加到22t。在此類EPP貨柜集中的所有其它地點，OEM制造商的簽約貨運代理則直接將這些貨柜運輸到最近的GID站點。這些收集中心位于一系列德國城鎮，包括不來梅、卡塞爾、不倫瑞克、沃爾夫斯堡、斯圖加特、英戈爾斯塔特、紐倫堡、埃斯威格（黑森）和內卡蘇姆（巴登-符騰堡）。此外，該網絡還包括波蘭、捷克共和國、匈牙利、斯洛伐克、奧地利和西班牙的歐洲伙伴公司。

EPP裝載盤按照嚴格的質量標準進行分類。這種嚴格的貨物內部檢查，對于確保材料生產商的處理過程、模壓組件生產商的發泡過程以及滿足汽車制造商的規范所必需的質量非常重要。特別是由于材料回收是獨立于生產商的，GID負責管理從供應商到其回收設施的整個鏈條中的材料流。

根據以下標準區分質量：

只有無標簽且不含異物的非ESD黑色貨柜才被評定為A級。所有其它裝載盤均為B級。

根據質量標準對EPP貨柜進行分類和壓實后，在德國埃斯威格的GID現場將其加工成EPP再研磨料（圖3）。除了在分揀和造粒過程中對貨物進行內部檢查外，GID還在自己的實驗室檢查回收物的關鍵性能，如熔體流動指數、缺口沖擊和拉伸強度以及填料含量。這確保了材料符合汽車工業的嚴格規范。

圖3：在Eschwege（黑森）現場，收集來的裝載盤被加工成EPP顆粒，隨后在實驗室檢查其關鍵性能（ ? GID）

回收商和材料生產商必須提供如此嚴格的質量保證，以便讓回收材料可被用于車輛的安全相關區域。GID和JSP共同確保達到與原生材料同等的機械性能、排放量和易燃性。因此，由Arpro 5134 RE（圖4）制成的部件也可用于保險杠和行人保護區域（圖5）。

圖4：Arpro 5134 RE可以使用裂隙填充或壓力填充方法進行處理（有/無負荷）（來源：JSP）

以前，當使用含有回收成分的塑料時，部件制造商會在很大程度上避免與安全相關的應用。這主要是由于諸如斷裂伸長率和抗拉強度等力學值的分布十分分散。如果要將這些材料用于上述領域，它們必須具有可比性，并且表現出更為恒定的特性。今后，含有回收成分的材料還必須符合原生材料的質量標準。只有依靠材料生產商與回收商的緊密合作，才能實現這一目標。