塑料新生 | 推广
Nature Portfolio约 5 分钟塑料回收充满挑战，但新技术有望生产出高品质的汽车与电脑零部件材料，同时帮助应对污染危机。
塑料废弃物能在环境中存留数百年，威胁着水体、生态系统乃至人类健康。全球塑料污染问题严峻，提升回收率成为关键一环。然而，全球仅有约9%的塑料废弃物被有效回收，这背后存在一系列复杂的障碍。【1】污染物会损坏回收设备，降低再生材料的质量；不同塑料的分拣既耗费人力，技术要求也高。即便成功回收，反复加工也会使塑料的强度、色泽和弹性不断减弱，限制其再利用的次数。
塑料废弃物的庞大规模与回收复杂性，是一个全球研究者着手应对的重大难题。图片来源：AzmanJaka/E+/Getty
材料科学家李建军做了一个形象的比喻：“塑料中长链分子就像一束束细长的面条，反复煮面会让面条糊烂易断，反复加热聚合物也会使分子链断裂，导致材料性能下降。”
三十多年来，李建军一直致力于解决塑料回收难题。在广州的全球先进聚合材料制造商金发科技，他带领的团队专注于开发减少聚合物降解的技术，并推动回收工艺实现高效、规模化产业化。
在金发，李建军及其团队研发出了一套覆盖废弃塑料收集、分拣、清洗、加工和再利用的全流程回收体系，目前已在中国500多个回收中心投入使用。2025年2月，公司在西班牙蒙塔尔博开设了第六座海外塑料回收工厂，年产高性能再生塑料3万吨。
塑料大乱战
金发回收中心在回收初期采用自动分拣系统，减少对人工分拣的依赖。据李建军介绍，“常用塑料种类多达五百余种，许多性能相近，传统的静电或浮选分拣方法效果有限。”
他们与广州华南理工大学的工程师合作，开发出一套智能图像识别系统。该系统基于专门设计的目标检测与追踪的人工智能算法，利用红外光源、双红外镜头和彩色摄像头组合的智能相机，通过对传送带上的物品进行多角度高精度成像，实时捕捉细节，并能在物品移动过程中准确识别不同类型的塑料制品。
随后，机器人机械臂根据计算机指令，以95%的准确率对塑料产品进行分拣，据李建军介绍，这较之现有系统约90%的水平有明显提升。【2】
然而，即便分拣准确，塑料容器往往由多种塑料混合制成。例如，乳液、洗发水和洗洁精瓶通常由聚乙烯（PE）瓶身与聚丙烯（PP）瓶盖组成。李建军解释：“PE和PP约占我们所用塑料的三分之二，但两者熔融时不相容，像油水般分离，冷却后材料不均匀且强度不足。”
为解决此难题，李建军团队与贵阳和武汉的研究机构合作，开发出一种更有效的PE与PP共混方法。他们在熔融过程中添加一系列助剂，促进两种塑料结合，形成长链分子，冷却时紧密锁合。【3】 “这样得到的材料坚韧且富有弹性，足以制成泡沫产品或模塑为新塑料制品。”
金发科技总部大楼，位于中国广州。图片来源：Kingfa Sci & Tech
来自回收废弃塑料包装的混合聚乙烯和聚丙烯塑料颗粒。图片来源：Kingfa Sci & Tech
金发科技用于高效分拣和清洗混合聚乙烯和聚丙烯塑料包装的生产线。图片来源：Kingfa Sci & Tech
杂质来袭
塑料回收的另一难题是杂质，如油渍、污垢及其他残留物。这些污染物干扰塑料分子的结合，使再生材料强度下降，且在受力时易出现不均匀变形。
李建军团队与华南理工大学的研究人员合作，发现一种名为“POE-g-MAH”的弹性体助剂，能促进回收PE与塑料包装袋主要杂质碳酸钙的结合。通过将助剂与塑料袋碎片混合，加热成型，碳酸钙颗粒得以均匀分散，减少了薄弱环节，提高了材料的强度和可靠性。【4】
在另一项与华南理工大学合作的项目中，李建军团队针对常用于外卖餐盒的回收PP进行了改良。他们在塑料熔融混合前，添加了纳米二氧化硅颗粒和一种名为乙烯-辛烯弹性体的柔性橡胶材料。通过专门工业塑料加工设备实现充分混合，制得的再生塑料不仅强度大幅提升，冲击强度达到原料的三倍，而且性能更加稳定。【5】
守护海洋生态
2021年，金发在江苏邳州建立了一座示范工厂，年回收能力达一万吨PP外卖餐盒。李建军介绍：“回收塑料主要用于宝马汽车内饰件和联想电子产品零部件的制造。”
他补充道：“全球范围内，金发年回收塑料总能力估计超过一百万吨。”这些再生材料被应用于含有30%至50%回收成分的多种塑料制品，主要用于汽车领域。
2021年，金发获得德国权威认证机构莱茵TÜV颁发的全球首张趋海再生塑料含量证书。所谓“趋海塑料”，指的是即将进入海洋的废弃塑料。莱茵TÜV对金发利用此类材料生产高品质无卤阻燃增强PBT产品的做法给予高度认可。
金发的研究成果也获得国内广泛认可。2024年，广东省政府授予公司广东省科技进步奖一等奖，以表彰其开发的符合国际高标准的综合塑料回收技术。该项目还获得了4项国际专利、35项中国专利及2项中国软件著作权登记。
李建军表示：“我们诚邀全球科研机构和行业领袖，携手共同推动塑料回收技术的进步，建设更加清洁与可持续的未来。”
参考文献
1. Houssini, K., Li, J. & Tan, Q. Commun. Earth Environ. 6, 257 (2025).
2. Wen, S., Yuan, Y. & Chen, J. Appl. Sci. 13(7), 4634 (2023).
3. Wang, J. et al. J. Environ. Polym. Degrad.30(3), 1127-1140 (2022).
4. He, H. et al. J. Appl. Polym. Sci. 139(8), 51694 (2022).
5. He, H. et al. J. Appl. Polym. Sci. 139(20), 52151 (2021).
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