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溶解回收，能否改變塑料回收的格局？
導讀：先進回收市場主要聚焦于熱解和解聚技術(包括熱、化學和酶解過程)。此外，氣化和水液化等方法也在不斷被探索。
IDTechEx 最新報告預測，到 2034 年，熱解和解聚工廠每年將處理超過 1700 萬噸的廢塑料。這一數字頗為可觀，但有賴于巨額投資和價值鏈上各利益相關者的持續參與。化學回收在閉環回收系統中扮演著重要角色，但它僅僅是解決全球環境挑戰的一小部分。
先進回收市場主要聚焦于熱解和解聚技術(包括熱、化學和酶解過程)。此外，氣化和水液化等方法也在不斷被探索。然而，由于這些技術可能對環境造成負面影響，它們在某些地區正面臨日益嚴格的審查和限制。盡管機械回收因其成本效益和高效性而廣受歡迎，但在要求高純度和機械性能的應用中卻頗有不足。為應對化學回收和機械回收所面臨的挑戰，溶解技術(有時稱為溶劑萃取)展現出了極大的潛力和前景。
溶解過程
溶解過程利用溶劑來分離聚合物廢料。溶劑可以選擇性地溶解目標聚合物，這一過程有效地將它們從污染物和其他非目標物質中分離出來。隨后，溶液將被凈化，溶劑被去除，留下幾乎純凈的塑料，這些塑料能夠被重新加工成顆粒，用于制造新產品。
此方法可以處理受污染或混合廢塑料，這類材料通常很難通過機械手段進行回收，但該過程不會將聚合物分解成分子或原料。使用正確的溶劑混合物時，可以選擇性地溶解和分離出不同塑料種類，因此大大簡化了在回收前需要精細分選不同聚合物類型的工序。針對具體塑料種類，如聚丙烯、聚苯乙烯以及丙烯腈丁二烯苯乙烯等，都有定制化的溶劑和分離方法。
PureCycle Technologies 是塑料溶解領域的杰出代表。該公司利用寶潔公司開發的專有技術回收聚丙烯。他們的工藝涉及利用溶劑(主要為正丁烷)將廢棄聚丙烯凈化成與原生塑料品質相當的材料。PureCycle 表示，其回收的 PP 可用于機械回收(如食品級包裝)無法滿足要求的應用。目前，PureCycle 在這一領域作為專業的商業規模供應商，處于行業前沿。
與其他化學回收技術相比，溶解技術的顯著優勢在于它可以提供更高的理論產能。這是因為最終產品是可以立即使用的樹脂重新進入塑料供應鏈，而不是簡單的聚合物分子或碳氫化合物。
目前進展
作為一個相對新興的領域，溶解工藝的研究和開發仍在繼續。其中一項突出的技術是來自威斯康星大學麥迪遜分校研究人員開發的一種新技術框架——溶劑定向回收和沉淀 (STRAP)。該技術旨在攻克多層塑料薄膜成分分離及污染物去除的難題。多層薄膜是廢塑料管理的一大挑戰，因而展現出巨大的商業潛力。此外，STRAP 開發人員稱，與競爭對手相比，該工藝具有很多優勢，比如能夠在大氣壓和較低溫度下進行操作。
目前，密歇根理工大學正在建造一個 STRAP 試驗工廠，旨在驗證該項技術。對于那些難以回收的廢塑料來說，靈活度高的溶解系統有望成為最受歡迎的解決方案。但是，將 STRAP 技術推向商業化還面臨一些技術挑戰，可能需要數年時間才能實現。
存在的挑戰
盡管溶解技術前景光明，但它同意面臨一些挑戰和質疑。例如，由于聚合物在多次循環過程中可能會降解，因此存在長期的循環性問題。
此外，溶解過程中所用溶劑對環境的影響也是一個問題。必須妥善管理這些化學品，以防止向環境中釋放有害物質。加熱溶劑并將其從溶解的塑料中去除所需的能量，也會增加整個工藝的碳足跡。
溶解技術的經濟可行性也尚不確定。溶劑的成本、能源消耗以及對復雜基礎設施的需求，可能會導致通過溶解工廠回收的聚合物比機械回收的更貴。與其他回收技術相比，這種“綠色溢價”的大小將直接影響溶解工廠的經濟可行性。
另外，要使溶解技術對廢塑料管理產生實質性影響，所需達到的規模是巨大的。建設必要的基礎設施以處理大量廢塑料是一項艱巨的任務，需要大量的資本投入和時間周期。
未來展望
溶解技術的成功，比如 PureCycle，取決于市場對再生塑料的需求。盡管公眾對可持續材料的興趣日益濃厚，但與更低成本的原生塑料競爭，可能會限制再生塑料的市場潛力。
未來的發展方向，將著重于開發更廣泛聚合物種類的工藝上。APK、Worn Again 和 Polystyvert 等公司分別在研究聚乙烯 (PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚苯乙烯 (PS)的溶解技術。荷蘭應用科學研究組織 (TNO) 正在開發一種名為 Mobius 的工藝，用于回收丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)，但目前尚未實現商業化。
作為一種前景廣闊的技術，溶解技術可以滿足對低碳、多樣廢塑料解決方案的需求。然而，技術優化、商業規模和經濟性仍然是待解決的挑戰。利益相關方需要在全球廢物管理戰略的大背景下審慎評估溶解技術的利弊。
經濟因素將是決定技術成功與否的關鍵，因為采用再生材料的公司會評估他們能負擔得起的“綠色溢價”。為了減少廢塑料對環境影響，持續的研究、投資和政策支持對于完善溶解工藝和評估其長期可行性至關重要。
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