4种塑料回收体系，应该怎么选相容剂？

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塑料回收、再生塑料、生物基……这些细分领域最近一年来乘着“碳中和”的春风正在高速发展中，但一些技术难题也随之而来。比如，饮料瓶的瓶身往往采用PET材料制作，而瓶盖则是与PET不相容的PE材料，这就给回收流程带来了不小的麻烦。

所以，合理利用相容剂对塑料进行改性，并实现废弃塑料的共混再生，成为了重要的解决方案。

有哪些相容剂？应该怎么选？

相容剂顾名思义，是让不同种塑料能混融在一起的助剂，相容剂对于两种对象原料都必须有良好的相容性。

相容剂可以分为以下几种：

1.1 非反应型相容剂

非反应型相容剂是目前比较通用的相容剂。在不相容的高分子体系中通过添加非反应型相容剂而实现相容化的方法，常见于高分子合金技术中。非反应型相容剂一般为共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物或无规共聚物。

1.2 反应型相容剂

反应型相容剂是一种同非极性高分子主链及活性基团如羟基、环氧基组成的多为无规的聚合物。

1.3 如何选择相容剂

目前主流的解决办法，是通过回收塑料的种类来确定相容剂。比如回收PET时，就以PET作为基础树脂，接枝强极性基团得到的共聚物作为相容剂。

一般来说，可接枝基团有比如马来酸酐（MAH）、丙烯酸、丙烯酸丁醋、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）等等，当前最常见的接枝单体是MAH。

不同回收体系中如何正确应用相容剂？

目前，涉及到相容剂的主流回收体系一共有4种，分别为PET/PE体系、回收PC/回收ABS共混体系、纸/塑/铝复合软包装材料、木塑复合体系。下面我们就分别来看，如何选择相容剂。

2.1 PET/PE体系

该体系即为常见的饮料瓶回收体系，其中PET为瓶身、PE为瓶盖。这一体系的常见相容剂有多重接枝物，皆可达到相容效果，比如MAH、GMA等，目前这些也是较为主流的选择。

2.2 回收PC/回收ABS共混体系

PC和ABS及其合金是当前应用领域非常之广的材料，尤其是在汽车、电子电气等关键行业。PC/ABS共混改性可以有效降低熔体粘度，从而提高材料的加工性能，同时具备高强抗冲击、拉伸、耐热等性能。

目前，回收废弃的PC和ABS材料有着非常匡阔的经济效益，尤其是在上述这些关键行业中，对于企业和整个行业的可持续发展都有极为重要的意义。

而想要提高回收效率，PC和ABS的相容剂可以选择以下几种：

• 苯乙烯/MAH无规共聚物

• 苯乙烯/丙烯腈/MAH三元共聚物

• 
  

  ABS接枝MAH等

  
  

通过相容共混制备综合性能较高的再生材料，就可以拓展在家电、手机以及其他汽车零部件中的二次应用。

2.3 纸/塑/铝复合软包装材料

纸/塑/铝复合软包装材料是常见的软包装材料，常用于制作各种饮料的软包装盒，由纸、塑料和铝箔复合而成，一般为6层结构：PE+纸层+PE+铝箔+黏合+PE。

其中，纸、塑、铝的含量占比分别为75%、20%和5%，这3种成分都是可循环再利用的资源。

纸，也就是木质纤维，其主要成分是纤维素，含有大量的极性羟基和酚羟基等官能团，因而具有极性，而PE是非极性的，二者界面相容性比较差。在此基础上如果在增加铝箔，那么界面的复杂性会大大提高。

为了获得具有良好性能的复合材料，需要解决木质纤维、铝箔与塑料的界面相容性及界面结合等问题。

有研究表明，马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）可有效提高该复合材料体系的界面相容性，且最终的混合体系随着PE-g-MAH用量的增加，复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增加后减小，冲击强度逐渐增大，吸水率先升高再下降。

这不光是因为PE-g-MAH可以增加木质纤维与塑料基体的相容性，增强界面结合作用，而且还与PE-g-MAH在木质纤维表面的包覆程度及其本身强度有关。

2.4 木塑复合体系

木塑复合材料为以木质纤维为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同复合方法生成高性能、高附加值的新型复合材料。

木塑作为一种新型复合材料，不仅同时具有塑料和木材的性能，而且环保、节省资源，是处理废旧塑料的新方法。

但是正如上文所说，木质纤维极性很强，而废旧塑料如PE和PP等材料几乎没有极性，所以两相间结合能力差，性能也随之下降。加入适量的相容剂对废旧塑料进行表面处理，可以改善结合状况。

这里同样建议采用PE-g-MAH作相容剂，其理由可见上文软包装的部分，此处不多做赘述。

相容剂还有哪些应用？

相容剂技术的发展，除了可以提高塑料回收再生的效率之外，也为更多的高分子材料技术拓展了研发方向。

3.1 塑料合金

相容剂可以有效结合两种不同的塑料，使其成为塑料合金，获得更强的性能。所谓的塑料合金，指的就是两种或两种以上具有不同性质的高分子材料经共混并采用相应的相容化技术而得到的多相多组分体系。

相容剂在塑料合金上部分海外企业应用案例

目前，诸如PP/PE、PP/PA、PA/PS、PA/ABS、ABS/PC、PBT/PA、PET/PA、PP/POE、TPE/PU等合金体系都是在相容剂的支持下成为了可能。

3.2塑料与填料的偶联

相容剂的别称之一，就是偶联剂。既然相容剂可以使两种塑料“容”为一体，那么塑料与填料之间的偶联自然也可以用到相容剂，它在其中可以起到使填料偶联效率更加高效的作用。

比如在汽车零部件行业有着大规模应用的玻纤增强尼龙体系，就会涉及到相容剂，除此之外还有PE/碳酸钙、PE/滑石粉、PRT/GT等等。

3.3 聚合物改性

相容剂并不只是让塑料产生1+1的效果，更能让塑料增强其本身的特性。

当相容剂以活跃自由基分子羧基掺入非极性与极性聚合物之间起“桥梁”作用，将其改性成为极性的改性聚合物，再使其与极性的聚合物共混，两者之间进行反应而制得良好的改性共混效果。

例如相容剂提供了增韧剂最关键性的“核”、“壳”相容作用，添加一定量的相容剂可以作为PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韧剂。

国内外部分知名相容剂供应商盘点

供应商企业

国家/地区

杜邦

美国

科腾

美国

普利朗

以色列

Polyscope

荷兰

阿科玛

法国

科聚亚

法国

克雷威利

法国

住友化学

日本

钟渊化学

日本

三井化学

日本

合肥中科先行新材料技术有限公司

安徽省

北京海尔科化有限公司

北京市

中塑光禹(北京)化学品科技有限公司

北京市

厦门科艾斯塑胶科技有限公司

福建省

佳易容聚合物(上海)有限公司

上海市

龙甲实业(上海)有限公司

上海市

上海孚深新材料科技有限公司

上海市

上海久聚高分子材料有限公司

上海市

上海聚琦新材料科技有限公司

上海市

上海圆原高分子材料科技有限公司

上海市

宁波能之光新材料科技股份有限公司

浙江省

杭州中聚化工科技有限公司

浙江省

嘉兴华雯化工有限公司

浙江省

宁波利联新材料科技有限公司

浙江省

宁波容鼎高分子材料有限公司

浙江省

宁波首一化工科技有限公司

浙江省

余姚三创塑业有限公司

浙江省

余姚市科辰化工有限公司

浙江省

余姚市熙盛塑胶有限公司

浙江省

余姚长亚塑胶科技有限公司

浙江省

东莞创之源化工有限公司

广东省

东莞市卡尔文塑胶科技有限公司

广东省

广州市合诚化学有限公司

广东省

佛山格邦高分子科技有限公司

广东省

佛山市佰川塑料有限公司

广东省

佛山市南海柏晨高分子新材料有限公司

广东省

广州市新邦高分子材料有限公司

广东省

广州塑宝材料科技有限公司

广东省

广州源泰合成材料有限公司

广东省

金桦鹏远科技发展(深圳)有限公司

广东省

尚帷化工科技有限公司

广东省

河北金天塑胶新材料有限公司

河北省

廊坊浩正塑胶科技有限公司

河北省

湖北凯鹤化工新材料有限公司

湖北省

吉林市长城新先化工有限责任公司

吉林省

常州市优贝新材料有限公司

江苏省

昆山伟驰塑胶有限公司

江苏省

南京聚厚新材料有限公司

江苏省

苏州巨鼎塑胶材料有限公司

江苏省

扬州市恒辉化工有限公司

江苏省

南京塑泰高分子科技有限公司

江苏省

沈阳四维高聚物塑胶有限公司

辽宁省

沈阳科通塑胶有限公司

辽宁省

青岛新宇田化工有限公司

山东省

济南华匠粘接材料有限公司

山东省

济南天创科业高分子材料有限公司

山东省

表中所列仅为部分国内外相容剂生产企业，如有缺漏敬请谅解

相容剂可以把两种或多种不同品种、不同性质的旧塑料回收再生成为新材料，从而极大程度上减少了碳排放，同时，获得的新体系往往具有更优的性能。

因此相容剂在回收废旧塑料以及结合原始树脂进行改性等方面发挥着关键作用，对此的研究将随着资源回收的要求进一步开展。

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