要点总结
- PCR（消费后再生树脂）是指从废弃消费塑料产品中提取的再生树脂。但是，将塑料垃圾转化为可用的树脂涉及多个阶段，包括收集、分类、清洁、粉碎、熔化和造粒。
- 大规模收集塑料垃圾是一项基础性挑战。需要建立回收中心、逆向自动售货机、垃圾填埋场收集系统，并对消费者进行垃圾分类教育，以确保原料供应的持续充足。
- 污染是一种持续存在的质量风险。由于是混合等级，金属、玻璃、沙子和其他塑料的微粒进入回收流，导致成型过程中出现黑点、流动模式和热流道损坏等缺陷。
- 批次间材料差异直接影响成型性能由于PP基PCR中PE等不同等级之间的交叉污染会改变粘度和机械性能，因此需要与原生树脂混合以保持零件质量的一致性。
- 使用PCR技术实现颜色一致性要困难得多。 由于其天然的灰色外观，需要更高的色母粒用量，并且如果没有专业知识，很难获得明亮或半透明的色调。
- 基础设施投资是PCR技术普及的一大障碍。因此，企业需要专用的存储筒仓来管理批次差异，重力式混合机来均匀混合，以及额外的质量控制措施，这些都会增加单件成本。
消费后树脂是指从现有塑料制品加工过程中获得的再生树脂颗粒。
PCR 制造涉及以下流程：
塑料废弃物回收生产塑料颗粒的各个阶段
塑料加工/回收听起来很刺激，但它也面临着诸多挑战。这些挑战包括：
什么是消费后树脂（PCR）？它是如何制成的？
消费后树脂是指从现有塑料制品加工过程中获得的再生树脂颗粒。
PCR 制造涉及以下流程：
塑料废弃物回收生产塑料颗粒的各个阶段
PCR检测为何日益普及——但并非一帆风顺
塑料加工/回收听起来很刺激，但它也面临着诸多挑战。这些挑战包括：
挑战一：大规模收集塑料垃圾
- 收藏
在人口众多、文化多元的世界里，塑料垃圾随处可见，但收集回收却困难重重。目前已有成熟的收集和运输方式，可以将塑料垃圾运送到工厂加工成消费后回收材料（PCR）。
回收中心和逆向自动售货机
首先，在每个消费市场设立塑料回收中心，可以提高人们对这些回收点的认知度。此外，企业还可以设置反向自动售货机，人们可以通过回收塑料垃圾获得报酬。
垃圾填埋场和上门收集方法
其次，垃圾收集员/环保人士从垃圾场或填埋场收集成吨的塑料瓶和垃圾，然后卖给企业进行回收利用。在发展中的城市，这项工作现在已由机器完成。
消费者教育在垃圾分类中的作用
第三，教育消费者在家中对干湿垃圾进行分类，以便公共或私人组织能够轻松收集这些垃圾并将其运送到指定的处理厂进行回收利用。
废物收集优先
垃圾收集第二阶段
第三轮废物收集
挑战二：污染——PCR中隐藏的质量风险
- 污染
为了将塑料从垃圾中分离出来，了解分离的结果至关重要。塑料是从人们使用各种产品的不同场所收集的。这些产品在收集时往往与其他各种材料混杂在一起。例如，PP瓶盖、PET瓶、PS制品、金属部件、木制部件等等。
混合等级和颜色分离问题
即使按等级分拣后，仍会残留木屑、金属和其他塑料等杂质的微粒。同一等级的不同颜色产品也是此阶段面临的另一个问题。时间和成本因素使得基于颜色的分拣几乎不可能实现。
PET回收问题：案例研究
让我们通过一个例子来理解这个过程。最常见的商用塑料是PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。所有软饮料和水瓶都是用它制成的。由于软饮料、果汁和水瓶使用的PET等级各不相同，因此PET的回收利用颇具挑战性。
PET瓶的颜色和材料特性（例如粘度）的差异，以及PET容器本身存在的各种特征，使得塑料的批量回收面临挑战。不同材料固有粘度的差异可能导致回收塑料在不同区域具有不同的固有粘度。固有粘度是衡量溶质对溶液粘度贡献的指标。
微污染物及其对模制零件的影响
其他会污染原料的添加剂包括微小的沙粒、玻璃、塑料或金属颗粒。这些颗粒会与主要塑料制品一起加工，最终得到的再生塑料中会含有这些微粒。这些微小的颗粒/污染物会在再生塑料成型过程中产生黑点、撕裂或流纹。
挑战3：材料差异及其对成型性能的影响
- 变化：
虽然消费后再生塑料（PCR）通常由同等级塑料制成，但在回收过程中混入其他等级的塑料会改变材料的性能。例如，聚丙烯（PP）在回收过程中可能会混入聚乙烯（PE）。分离这些物质既困难又成本高昂。因此，由100% PP回收制成的PCR通常含有5-20%的PE，这会导致最终产品质地较软/易碎。此外，PP基PCR中PE的含量百分比也会因批次而异。
为什么PCR产物的特性会因批次而异
此外，PP基PCR中PE含量的百分比因批次而异。
将PCR产物与原生树脂混合——找到合适的比例
为了控制包装的性能，企业会根据包装的质量要求，将消费后再生树脂（PCR）与原生树脂按不同比例混合。例如，25% PCR – 75% 原生树脂，50% PCR – 50% 原生树脂，等等。
实现PCR产物颜色的一致性
另一个问题是PCR产品的外观。PCR的天然外观呈灰色。当PCR被模塑成型时，产品也呈现灰色外观。为了获得非灰色的色调，即实色，需要在PCR树脂中添加色母粒/颜料。色母粒的用量取决于所需的色调深度和零件的几何形状。例如，要获得深蓝色，需要添加比纯树脂更多的色母粒。因此，如果没有专业技术，很难使用PCR获得鲜艳或半透明的颜色。
对于PCR树脂的注塑成型，其加工条件与同等级原生树脂的注塑成型有所不同。例如，由于PCR树脂的粘度不稳定，其注射压力通常与原生树脂不同。有时，甚至连保压压力也需要调整。
挑战四：使用PCR所需的基础设施投资
- 投资：
尽管环保，但一些公司为了使用PCR树脂代替原生树脂，有时不得不突破自身的技术限制。生产企业必须对其生产基础设施的某些方面进行投资才能使用PCR树脂。
PCR筒仓及存储要求
PCR筒仓是一项基本附加要求。PCR的性能会因批次而异。为了避免最终产品质量波动，公司必须大量订购和储存PCR，并将其存放在筒仓中。对于一些公司而言，增建筒仓将是一笔不小的投资。
重力式混合机及母料成本
与原生树脂相比，PCR中母料需求量较高，这也会导致单件成本增加。当原生树脂与PCR混合时，需要安装重力式混合机以确保混合均匀。
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文章作者
达沙克·梅塔
专案经理
EIPL
常见问题解答：注塑成型中的消费后树脂 (PCR)
- 什么是消费后树脂（PCR），它与原生塑料有何不同？
PCR（消费后回收塑料）是由废旧消费品制成的再生塑料。与原生塑料不同，由于先前的使用、污染和再加工，其性能存在差异。 - 将塑料废料转化为消费后回收颗粒的主要步骤有哪些？
该过程包括收集、分类、清洗、粉碎、熔化和造粒成可重复使用的塑料颗粒。 - 哪些塑料等级最常被回收制成消费后塑料（PCR）？
常见牌号包括PET、PP和HDPE，广泛用于瓶子、瓶盖和包装。 - PCR材料可安全用于食品饮料包装吗？
如果按照严格的规定进行加工，并获得食品级应用认证，则可以安全使用。 - 用于生产PCR的塑料废料收集主要方法有哪些？
方法包括回收中心、逆向自动售货机、垃圾填埋场收集和上门垃圾分类系统。 - 什么是逆向自动售货机？它如何支持塑料回收？
它是一款可以接收废旧塑料容器并奖励用户的机器，旨在鼓励回收利用并提高收集效率。 - 为什么消费垃圾分类对于高质量PCR生产至关重要？
适当的分类可以减少污染，提高材料质量和可回收性。 - PCR树脂中常见的污染物有哪些类型？
污染物包括其他塑料、金属、木材、玻璃、沙子和添加剂。 - 为什么在回收过程中按颜色对塑料进行分类如此困难？
混合颜色很难有效分离，而且分离过程既耗时又费钱。 - 沙子、玻璃或金属等微污染物对模制 PCR 零件有何影响？
它们会导致黑点、流痕等缺陷，并可能损坏模具或热流道。 - 与其他塑料相比，PET的回收利用为何特别具有挑战性？
PET产品的不同等级和特性粘度会在回收过程中造成不一致性。 - PCR注塑成型零件中出现黑点或流纹的原因是什么？
材料中的微污染物和杂质会导致成型过程中出现可见缺陷。 - 为什么PCR材料的性能会因批次而异？
原料混合、污染和加工条件不一致都会导致产品出现差异。 - PP基PCR中的PE污染对最终成型件有何影响？
它使产品变软、刚性降低，从而影响其性能。 - 生产中常用的PCR树脂与原生树脂的混合比例是多少？
常用比例包括 25:75、50:50 或其他混合比例，具体取决于质量要求。 - 为什么使用 PCR 树脂比使用原生树脂更难获得鲜艳或半透明的颜色？
PCR 具有天然的灰色调，需要更多的颜料，因此很难实现浅色或透明色。 - PCR粘度不一致如何影响注射压力设置？
需要对注射和保压进行调整，以保持稳定的填充和零件质量。 - 在生产中开始使用PCR需要哪些基础设施投资？
投资项目包括储料仓、混合系统和额外的质量控制措施。 - 什么是PCR筒仓？为什么它对于保证产品质量的稳定性至关重要？
PCR筒仓储存大量物料，以最大限度地减少变异性并确保生产的一致性。 - 什么是重力式混合器？PCR 处理中何时需要用到它？
它能将PCR与原生树脂精确混合，确保加工过程中材料成分的一致性。 - PCR工艺中较高的母料需求量对单件成本有何影响？
为了达到理想的颜色，需要更多的颜料，这会增加每个零件的材料成本。 - 尽管面临诸多挑战，品牌为何仍转向使用PCR材料？
为实现可持续发展目标、减少环境影响并遵守法规。 - 在不影响包装性能的前提下，PCR 的使用比例是多少？
根据应用场景的不同，其比例通常在 10% 到 100% 之间，具体取决于设计和质量要求。 - 使用PCR技术如何帮助企业实现可持续发展目标？
它减少了对原生塑料的依赖，降低了浪费，并支持循环经济举措。 - EIPL 如何支持企业从原生树脂过渡到 PCR？
EIPL 为 PCR 的应用提供设计优化、工艺验证、研发支持和端到端实施。
