循环经济
配方开发
从制品出发,而不是从粒料出发
好的再生牌号不是最像新料的那一个,而是每一批都能满足某个制品规格的那一个。本页介绍我们如何与客户共同设计再生牌号:设定目标、表征原料、选择配方手段,并试验到形成书面规格为止。
ADVANCEDCHEM SOLUTIONS CO., LTD. 市场部 · 2026 年 10 月 22 日 · 阅读约 10 分钟
从制品设定目标
再生料配方有三个输入:波动的再生原料、用于弥补的添加剂,以及制品设定的目标。配方就是三者的交汇点,我们要的产出是一份足够稳定、每批都能检验的粒料规格。
在选择任何添加剂之前,先与客户把以下几点谈清楚:
- 制品及其用途:承受什么载荷,室内还是户外,使用温度和预期寿命
- 成型工艺:注塑、挤出还是吹塑,这决定了设备和模具能接受的 MFI 范围。见塑料成型工艺
- 制品验收测试:跌落试验、刚性、尺寸、颜色、气味。以制品的标准为准,而不是新料的数值
- 目标再生料比例及计算方式:有些标准对 PCR 和 PIR 分开计算(见 PIR 与 PCR 的区别),客户也可能需要特定的证明文件(见标准与认证)
- 法规限制:PCR 的 PP 和 PE 用于食品接触的情况非常有限,开始前请先确认目标市场的规定
- 用量与频次:决定批量大小和原料多批混合的计划
原料表征
再生原料必须检测多个批次,而不是一个批次,因为配方要应对的是原料的"范围",而不是平均值。如果原料仍然很脏或混杂严重,应先在分选与预处理环节解决。
| 检测 | 说明什么 | 如何指导配方 |
|---|---|---|
| 多批次 MFI(ISO 1133) | 批次间的平均值和离散程度 | 设定 MFI 目标;决定采用新料混合、多批混合还是流变调整 |
| DSC(ISO 11357) | 由第二个熔融峰判断 PP 中的 PE 或 PE 中的 PP | 是否需要相容剂,以及用量 |
| 灰分(ISO 3451) | 已带入的填料(滑石粉、CaCO3)和无机杂质 | 先计入已有填料再决定是否增加;控制密度 |
| OIT(ISO 11357-6) | 材料中残留的稳定剂 | 决定再稳定化的添加量 |
| 气味(评定小组) | 相对参比样的气味等级 | 是否需要排气或气味吸附剂 |
| 含水率 | 产生气泡和银纹的风险 | 干燥或使用干燥剂(desiccant) |
| 颜色与斑点(L*a*b*,样板或样膜上的斑点与晶点计数) | 颜色范围和洁净度 | 可实现的最终颜色,以及过滤所需的精细程度 |
| 冲击强度(ISO 179 / ISO 180) | 与制品目标的差距 | 是否需要增韧剂 |
ACS 没有自己的实验室。我们协助确定检测项目和标准,检测在合作实验室、外部实验室或客户的质检部门进行。
配方手段
没有一种添加剂能解决所有问题。每种手段针对特定问题,也都有代价。应根据原料检测结果和制品目标来选择。
1. 再稳定化
酚类主抗氧剂在长期使用中捕捉自由基,亚磷酸酯类加工稳定剂在熔融过程中提供保护,酸吸收剂中和残留的酸。它们能阻止进一步降解,但不能把已经断裂的分子链接回去。添加量取决于残留的 OIT 和再生料比例;添加剂组合的参考范围见再生 PCR页面。
2. PP/PE 混合料用的相容剂
PP 和 PE 不能混成一相,而是形成界面结合较弱的两相。相容剂通常是与两相都有亲和性的烯烃类共聚物或弹性体,可增强界面结合,减少分层和发脆。应根据 DSC 测得的比例选择种类和用量。
3. 增韧剂
POE、EPDM 等弹性体可以恢复因降解和异种塑料混入而损失的韧性,代价是刚性(模量)下降,MFI 通常也随之降低。
4. 调整 MFI
按固定比例混入新料,可使 MFI 达标并保持稳定,代价是再生料比例下降。对 PP 而言,可控流变(用过氧化物有控制地切断分子链)可提高 MFI 并使分子量分布变窄,有利于薄壁注塑,但会降低韧性。降低 MFI 则更难,通常靠混入 MFI 较低的粒料或碎片。使用前多批混合取平均,总能减小波动。
5. 气味控制与排气
熔融时的真空排气可抽走挥发物,气味吸附剂可吸附剩余的一部分。用香精掩盖不能消除根源,有些客户也不接受。应从一开始就与客户约定气味标准和测量方法。
6. 颜色修正
混色碎片做出的料往往偏灰或偏棕。灰色或黑色母粒(MB)可以掩盖批次间的色差,分散良好的炭黑还能抗紫外线。但能做到的最终颜色取决于起始碎片,浅色或鲜艳的颜色需要透明或本色碎片。
7. 户外用 UV 方案
再生原料已经经历过日晒和受热,残留的稳定剂很少。托盘、周转箱、花盆等户外制品需要重新加入受阻胺光稳定剂(HALS)和/或紫外线吸收剂(UVA),见塑料在阳光下变脆开裂。酸性杂质会降低某些类型 HALS 的效果,因此 UV 方案要放在完整配方中测试,而不是单独测试。
8. 填料
滑石粉或 CaCO3 可提高刚性、降低收缩、稳定制品尺寸,代价是密度升高、韧性下降,且规格中须注明灰分。增加填料前,应先根据灰分结果计入原料中已有的填料。
汇总:手段、解决什么、代价
| 手段 | 解决什么 | 代价 |
|---|---|---|
| 再稳定化(抗氧剂 + 亚磷酸酯 + 酸吸收剂) | 熔融时 MFI 漂移、使用中过早变脆、发黄 | 添加剂成本;无法恢复已断的分子链 |
| 相容剂 | PP/PE 混杂导致的分层和发脆 | 刚性略降;须与实测比例匹配 |
| 增韧剂 | 韧性、抗冲击 | 刚性和 MFI 下降;成本上升 |
| 混入新料 | MFI 和性能达标,更稳定 | 再生料比例下降 |
| 可控流变(PP) | MFI 太低,不适合薄壁注塑 | 韧性下降;只能提高 MFI |
| 多批混合 | 批次间波动 | 需要场地、混料设备和原料计划 |
| 排气 + 气味吸附剂 | 气味、挥发物、气泡 | 需要带排气口的挤出机;部分吸附剂影响颜色或含水率 |
| 灰色或黑色母粒 | 批次间色差 | 最终颜色限于深色 |
| UV 方案(HALS / UVA) | 户外变脆、褪色、开裂 | 成本;部分杂质有干扰,须在完整配方中测试 |
| 填料(滑石粉、CaCO3) | 刚性、收缩、尺寸 | 更重、韧性降低、灰分升高 |
直至书面规格的试验计划
再生料配方不是实验室数据好看就算完成,而是制品在客户设备上通过、之后的批次也能同样通过,才算完成。
- 约定目标和标准 开始前把制品、工艺、验收测试和再生料比例写成一份简短文件。
- 表征多个批次的原料 按上面的检测清单进行,了解配方需要消化的波动范围。
- 设计初始配方并做试产批(pilot lot) 通常比较 2–3 个方案,对照目标测定粒料性能。
- 在客户设备上试制制品 使用与正式生产相同的模具和工艺条件。比较三个样品:现用材料、新配方和纯新料。测量废品率、成型周期和制品验收测试结果。
- 调整并再次试验 如果不通过,要分清该在原料、配方还是工艺条件上解决。
- 形成书面规格 写明性能项目、可接受范围、测试方法(例如 MFI 用 ISO 1133)、检测频次、留样要求,以及判定批次不合格的条件。
- 连续批次生产 头几批密切跟踪,每批记录结果并留样;原料来源或配方变化时提前通知(变更控制,change control)。见从碎片到粒料及批次质检。
每件合格品成本与 ACS 的角色
配方完善的再生牌号因为含有添加剂,每公斤成本可能高于未处理的再生原料。但真正要比较的是每件合格品成本,其中包括废品、成型周期和被退回的货。把您工厂的数据填入使用成本计算器,并在配方经济学中了解计算方法。
ACS 的 PCR / rPP 改性料以 Pure Earth 品牌销售。循环(Circular)类产品在 ACS 自有工厂生产(每年不超过 3,000 吨,正在扩建),并按本页的步骤与客户共同开发配方。我们协助确定检测项目和批次验收标准;检测结果在合作实验室、外部实验室或客户的质检部门测得。
FAQ
再生料配方常见问题
制品能用 100% 再生料吗?
有些制品可以,例如受力不大、不需要浅色的制品。但再生料比例越高,原料波动越直接传到制品上,需要的添加剂也越多。许多应用最终采用固定比例的新料混合。应根据制品规格和试验结果设定目标,再逐步提高再生料比例。
粒料已经符合规格,为什么还要在客户的设备上试验?
MFI、冲击强度等粒料数据无法完全说明材料在那副模具中如何充填、收缩多少、实际制品上的颜色如何,以及废品率会怎样变化。这些只能在实际生产用的设备和模具上测得,而它们决定了每件合格品成本。
再生原料换了来源,配方要改吗?
如果原料性能仍在配方设计的范围内,可以沿用原配方,并多批混合取平均。如果超出范围,例如 MFI 或 PE 含量差别很大,就要重新表征原料并再次试验。约定的规格中应写明:更换原料来源或配方须提前通知客户(变更控制,change control)。
开始配方开发需要准备哪些资料?
制品或制品图纸、成型工艺、现用树脂的技术数据表(TDS)、终端客户验收制品所用的测试,以及目标再生料比例。如果已有再生原料,请寄来 2–3 个批次的样品,并附上已有的 MFI 数据。
技术提示
本页的添加比例(let-down ratio)及技术数据均为一般参考值,并非性能保证。正式生产前,请在您自己的工艺中通过试验确认。
为您的制品开发再生牌号
发来制品资料、验收测试和目标再生料比例,有原料样品也请一并寄来。我们会回复检测清单和试验计划。免费,无购买条件。