文具行业如何低碳发展?听听晨光、格林美等产学研专家怎么说

在演讲的最后,赵辉向观众分享了一款目前在市场上已经跑通的具有环保功能性的合成革。环保功能性聚氨酯合成革是一种以非织造布(无纺布)、机织布、针织弹力布等纤维织布为基材,以再生聚酯多元醇(泰络优®)为原料合成功能性聚氨酯树脂涂覆表层,以湿法、干法或湿法加干法等工艺制成的多功能高性能的环保复合材料。该产品既具有优异的物性和功能,又具备良好的低碳环保性,再生比例高达40%,是PU合成革中高端产品,代表聚氨酯合成革未来发展方向之一。

2021年,美团履行社会责任,开展了一项青山科技基金计划项目,为实现碳达峰、碳中和提供了解决方案。由东华大学、格林循环等公司联合开展了一个回收聚丙烯餐盒的高值化利用项目,共同开展废弃餐盒的回收,包括再生利用技术研究和产业化应用,致力于推动提升PP餐盒回收的价值空间。经过一年多的实施,格林循环选择将废弃餐盒PP应用到文具行业。格林循环以美团外卖餐盒为基础,经过破碎、清洗、分选工艺,再经过拉丝切粒做成半透、高纯净PP颗粒,通过晨光的工艺最终做成中性笔、水性笔、订书机、文具盒等文具产品。利用废弃餐盒做文具也使得晨光产品不仅具有再生材料的降碳属性,同时在加工过程中也结合再生材料的特点优化工艺、降低能耗。最终,通过CDM项目进行碳抵消,实现从原材料获取、生产加工、运输、分销、使用以及废弃处置的全生命周期的碳中和。格林循环也实现了将废弃餐盒打造成行业首款碳中和的文具。
在文具行业应用方面,格林循环重点关注PP材料特性以及其存在的一些问题。餐盒PP具有以下几个方面的特性:首先,作为日常生活中比较典型的均聚PP,它由单一的聚丙烯单体聚合而成;其次,PP餐盒具有“三高”特性,也即高熔指、高模量、高强度;第三,食品级PP具有透明(本色)、流动性好、刚性好、耐热性好等特点。当然,PP餐盒也有其自身的缺点,冲击低、韧性差、耐低温性差,因此它在冬天比较脆弱,也容易摔碎。事实上,由于文具产品都是人体直接接触的,因此对于材料的安全性能和质量的要求都非常高。尽管废弃餐盒是一个比较简单的材料,但它的来源却是比较复杂的,会有大量的油污夹杂物,这些不利的因素都会限制PP材料在文具产品中的应用。
从文具角度出发,我们重点要解决废弃餐盒回收过程中的纯度、杂质和气味的问题。杂质的存在会导致成型产品外观出现肉眼可见的异色点,不适合透明产品的应用场景;而餐盒带有的油污经过长时间的放置会渗透到产品的内部,很难将其清洗;同时,在餐盒回收过程中也会存在其他来源的PP、PE、金属等杂质和异物,直接影响到产品的性能。因此,对于餐盒PP回收的清洗和甄选是至关重要的环节。
餐盒PP是文具产品应用中的一种再生材料,除了餐盒PP,也有很多其他来源的PP材料,包括家电PP和日用PP,诸如洗衣机的外壳PP、洗衣内桶PP以及日用PP收纳盒等。这些物品在使用过程中都是和我们自身以及贴身衣物接触的,从安全性能的角度来讲,这些PP材料也符合文具行业循环应用的特点,可以应用到文具当中。此外,从电冰箱拆解过程中回收出来的ABS、PS、HIPS、GPPS等都是一些很不错的再生材料,也可以应用在文具行业中。包括车灯的PC材料、水桶的PC材料包括液晶导光板的透明PMMA也同样可以用到文具当中。日化瓶、奶瓶中的HDPE,包括格林循环正在做的PET瓶片都是食品级或是相关领域的材料,这些材料都比较符合安全管理要求,同时也可以对应匹配到文具行业的PE、PET等应用场景中。
不管是哪种材料,都有其优势和缺陷,我们需要做的是尽可能地发挥材料本身的优势,匹配其加工性能、质量、外观等需求,规避其它一些缺陷,开发出更多品类的塑料材料和更多的应用场景。

不同的加工工艺对再生料的质量要求有一定的区别。注塑对再生料的杂质有一定的容忍度;但如果做改性或者薄膜,杂质的影响就会很大;如果是做纤维,要求则会更高。因此对再生料的质量要求是非常高的,可能要花很多时间将杂质弄干净,这里就涉及到很多加工问题。比如很多HDPE来源于牛奶瓶和日化瓶,它的用途有一部分做了膜的中间层,还有一些做了管子之间的中间层,它很难再做到原来的牛奶瓶或是日化瓶。再比如PP,原来很多再生PP的来源是汽车家电领域,再生后也回到了汽车家电领域。餐盒PP的熔指很高,适合做纺丝、纤维,晨光笔的壳在工艺上也是薄壁注塑,类似于餐盒注塑的工艺,因此可以用在笔的外壳上;另一个方向是纤维,可以做成无纺布的袋子或者地毯等。
利用再生料降低碳排放是非常直接有效的的,在使用过程中要考虑到加工过程,其对杂质、气味等要求也非常高,在做的过程中还需要做很多技术的开发。
一方面,在上游回收时对有害物质进行分类;另一方面,在下游应用场景中,对产品质量控制的过程中也会对上游再生塑料的来源进行追溯,对危害性的风险进行评估。从这两方面对再生材料循环利用做安全环保的保障。
问题二:在餐盒回收的过程中比较关注的是气味问题,尤其是用在文具行业。格林循环如何控制再生塑料的气味,从哪些环节去把控?
李坤:气味控制对餐盒回收利用非常关键,运用到文具中对气味的要求就更高了,格林循环对餐盒气味的控制主要从以下几个方面着手:首先是回收环节。市场上的回收餐盒数量非常多,放置时间较长的餐盒气味的去除难度就更大,因此运用到文具行业需要首选放置周期比较短的餐盒来进行回收利用,不管是气味还是油脂更容易清除掉。其次是清洗和分选环节,这也是尤为关键的。第一个是工艺装备,选择餐盒气味去除效果好的技术工艺;第二,从工艺的角度我们会采用碱洗、热洗、蒸煮等办法,尽可能把油污和杂质去除掉,也将气味去除掉。最后,在餐盒清洗分选之后再进行熔融切粒,在此过程中通过加热餐盒由固态变成流动态,流动态下餐盒中一些老化的塑料、分子链断链的小分子的物质也是餐盒气味来源的途径。我们在熔融切粒过程中,借助生产装置采取抽吸的方式将里面的小分子或是熔融过程中产生的一些气体分子去除掉,以降低小分子带来的气味对颗粒的干扰。
通常这一步时餐盒的气味控制水平已经做的很不错了,但如果要将其应用到更加苛刻的场景时,还有最后一步,就是将其做成颗粒时再进行热烘工艺。将其放置在80-140度的温度环境下,通过热烘的方式再进一步释放气味,降低异味性能。再经过这一过程后,餐盒的气味已经得到非常好的控制,基本上闻不到比较刺鼻明显的气味。
问题三:李博士刚刚提到餐盒回收之后熔指非常高,比较适合做一些薄壁的注塑件。餐盒回收是否只能用于薄壁注塑件的生产?是否有其他的可能性?
李斌:高熔指PP有不同的用途,薄壁注塑只是其中的一方面。薄壁注塑PP在整个PP里面算一个比较小众的产品,做的人很少,需求量并不大。现在餐盒量起来以后,薄壁注塑PP这两年在聚丙烯这一行当里算是一个增长比较快的品类。得益于这两年餐盒需求量的越来越大,薄壁注塑也不断发展起来,但高熔指的PP本身也有很多其他用途。
问题四:如何看待“从大门到大门”的统计口径?
李斌:一方面,有些上游企业并不会去算再生塑料的碳数据;另一方面,很多公司里算的碳排放数据也是内部使用,如果对外提供的话按照ISO标准至少需要三家外协机构验证,这一块在我们国家还是很欠缺的。我们现在在做一件事情,从去年开始,在石化联合会的带领下,再生塑料工作组联合了十多家企业,制定了再生塑料碳排放计算标准,再根据这个标准确定一个边界,让再生塑料企业提供数据进行计算。7月18号工作组在苏州会发布几个主要再生塑料的碳排放行业平均值,这个平均值可以作为计算的依据。也就是说我国这些行业数据目前是缺乏的,有些数据供应商不一定有。就算有,在正式发布和商业使用上也缺少一个步骤。如果说自己算碳排放,就会涉及到基本配方、能耗等一些核心数据,供应商可能会不情愿或者缺乏管理机制无法提供这些数据。
问题五:目前国内有没有笔芯回收再生做得比较成熟的公司或者项目?
李坤:目前在行业内很少听到专门做笔芯回收做得比较成熟的模式,但我觉得笔芯回收还是存在一些问题,并不是说做不了,只是说一方面笔芯的量回收起来比较有难度,对于企业来说如果量不是很多,单独从经济价值来看其实是很差的。另一方面,笔芯里面的油墨的处置也需要一定的成本,处理起来也比较麻烦。目前大家更多聚焦的是大件的塑料,还没有经历聚焦到笔芯上来。但可以少量做一些案例推广宣传,去引导消费者回收的同时积极促成各类塑料回收。
李斌:我们做笔芯回收这件事情主要考虑两个维度,一个是经济上,如果没有资金就需要政府、NGO或是个人去投钱;另一方面是这件事情是否真的减碳,如果回收笔芯产生的效益小于花费的经历和代价,那这件事情就不值得去做。
问题六:用再生料代替原生料成本大概会提升多少?
李坤:目前市场上出现了再生料高于新料价格和再生料低于新料价格两种情况,这主要受市场引导的作用。再生料高于新料价格的原因一方面是品牌企业在使用再生料时对其提出了很高的质量要求,如果将再生材料做成新料的质量标准,则要花更多的成本来提升其质量,这个时候成本就会非常高,甚至远高于新料。还有一部分再生材料是低于新料或者和新料价格水平相当,那是因为很多再生材料会降级使用,并且市场上很多企业使用再生材料也是出于降本的目的,对再生材料质量要求并没有很苛刻。
不管是高于新料的价格还是低于新料的价格,消费者和社会大众对再生材料要有一个更深的认识,再生材料是通过废弃之后再循环使用的材料,它是比较复杂的,在回收再利用过程中质量上都会比新料有所降低,我们对再生材料需要有一个包容度。并不是说要将再生料卖到多高的价格,其出发点其实是能够让它实现循环利用价值,同时带动经济效应。从我们回收企业自身来讲,并不希望再生材料高于新料。从长远角度出发,要实现再生材料的循环利用和可持续性,其价格需要在一个合理的范围;同时下游的品牌企业以及消费者需要对再生材料有一个容忍度,能够接受它物性的降低,这样才能更大范围地推动废塑料的循环利用。
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2023年7月24日