前言：

塑料如今名聲狼藉。每年生產(chǎn)的塑料超過3.8億噸，其中近60%作為廢物丟棄。實際上，把廢棄塑料收集在垃圾填埋場和海洋中，這往往會導致災難性的后果。然而，在減少排放對防止失控的氣候災難至關重要的時期，塑料可通過減輕運輸重量、提高車輛的燃油效率和保持食物新鮮的方式幫助降低有害溫室氣體排放。

事實上，加拿大最近發(fā)布的文件證實，因塑料產(chǎn)生的問題是源于對塑料廢物管理不善，而塑料作為一種材料，對環(huán)境有諸多積極的影響。

1、回收塑料的挑戰(zhàn)

目前，僅“16%的塑料廢物得到回收，用于制造新塑料”。其余的塑料被焚燒、送往垃圾填埋場，或最終排入大海。

由于原油價格波動以及回收過程依賴于人工對廢物進行分類，回收問題往往非常復雜。有時，制造新塑料比回收舊塑料成本更低。許多塑料產(chǎn)品包含塑料或添加劑的混合物，使得塑料成分過于復雜而無法回收，即使確定塑料成分，也無法確定回收塑料是否與原始材料完全相同。

與原始塑料相比，回收物品因暴露于雨水、紫外線輻射和高溫，其材料特征可能會改變。好消息是塑料回收率正在逐漸增加。但我們的全球塑料使用量也在以驚人的速度增長，這意味著盡管回收率變高了，但每年丟棄塑料廢物變多了。

針對這一全球性問題的解決方案非常復雜，但可以快速準確地確定回收材料成分和潛在性能的簡單技術(shù)將有助于生產(chǎn)設備使用更多可用的回收材料。這就是熱分析發(fā)揮作用的地方。

2、熱分析在塑料回收中的作用

在塑料的生命周期中，熱分析有三種主要用途：

原材料測試：熱分析可向您提供正在處理的聚合物類型，如PET或HDPE，純度以及混合塑料中每種成分的百分比濃度。

最終產(chǎn)品檢查：在經(jīng)過生產(chǎn)過程后，您可使用熱分析檢查塑料產(chǎn)品是否符合經(jīng)認可的規(guī)范。您可能已驗證原材料，但如果您在其中添加元素或?qū)⒉牧现糜诟邷叵拢敲茨枰谶^程結(jié)束時驗證實際特征。

新產(chǎn)品研發(fā)：當您正在開發(fā)具有特定特征的新型聚合物時，熱分析可幫助您全面了解新型聚合物的表征，而無需對成品進行壽命測試。熱分析可幫助您選擇正確的添加劑，從而確保不產(chǎn)生任何不利影響，如不必要的顏色變化。

因此，如果您使用回收塑料，熱分析可幫助解決關于使用回收塑料相關的問題。您可準確確定塑料類型和數(shù)量，并根據(jù)指定產(chǎn)品或新型聚合物開發(fā)來檢查其性能特征。

現(xiàn)在，我們來看看熱分析在塑料生命周期中的具體示例。

示例一：用于原材料識別的DSC

此示例可以讓您檢查回收原材料的聚合物類型。使用差示掃描量熱儀，通過測定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點以便識別材料。

您可將熔融溫度和/或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度值與已知值進行比較，以驗證聚合物類型。在此示例中，我們使用了DSC200儀器。

示例二：用于檢查雜質(zhì)的DSC

現(xiàn)在，我們來看看稍微復雜的示例。回收聚合物中的任何雜質(zhì)均會影響其特性，因此DSC可用于檢測微量有害物質(zhì)。在此示例中，我們測試了含0.5% PP的HDPE，以說明如何在測量過程中檢測少量PP。

在此案例中，我們使用了DSC600，這款儀器的靈敏度更高，為0.1μW。在測量雜質(zhì)含量非常低的材料時，需要高靈敏度的儀器。兩種聚合物的熔點差異顯著，這種靈敏度水平可使您更容易看到PP的峰值。

示例三：用于回收塑料穩(wěn)定性的TGA

您可能需要檢查回收聚合物的另一個特征，即穩(wěn)定性。如果材料用于高溫環(huán)境，這可能適用于最終產(chǎn)品用途，但您也可檢查材料是否可承受您自身的生產(chǎn)過程。這時，我們使用了同步熱重分析儀STA200RV的TGA功能。我們分析了三種PET：90%回收、60%回收和0%回收。

圖表顯示，與原始材料相比，回收材料具有較低的穩(wěn)定性，并在較低的溫度下開始分解。材料的百分比越高，開始分解的溫度越低。然后，您可將溫度與生產(chǎn)過程中達到的溫度進行比較，以確定回收材料的適用性。

示例四：您是否可在生產(chǎn)中使用重新研磨的部件

這種情況有助于減少浪費和節(jié)約生產(chǎn)成本。問題在于，您能否將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物回收到生產(chǎn)中。我們尋找的關鍵點是聚合物有機成分和無機成分之間的組成是否有任何變化。STA/TGA能幫助讓您了解任何成分變化。

通過圖表，您可看到實線（原始材料）和虛線之間的差異。500℃和550℃之間的差異表明，在再利用樣品中，無機材料（玻璃纖維）的濃度較低。

然而，為確定這是否是最終產(chǎn)品應用中的問題，我們使用了我們特有的RealView系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許您在掃描過程中查看樣品的情況。

                                                                    原始材料

                                                               重新研磨的材料

這些圖片可為您提供額外信息。例如，您可以看到重新研磨的材料具有較少的玻璃纖維，或者即使有，其纖維含量也比原始樣品的纖維含量低。這只是一個示例，說明RealView技術(shù)能夠為您提供比單純的圖形輸出更全面的信息。