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。

配方开发概览:波动的再生原料、添加剂和制品目标流入配方框,经过质检后成为稳定的粒料规格;若未达标,则返回调整配方并再次试验。 再生原料 MFI 波动、含杂质 添加剂 抗氧剂 · 相容剂 制品目标 性能 · 再生料比例 配方 (formulation) 试验 → 调整 QC 稳定的粒料规格 MFI 在约定范围内 气味 · 颜色 · 韧性 书面规格 + 每批留样 未达标 → 调整配方后再次试验
三个输入进入配方,经质检后形成稳定的粒料规格;未达标则返回调整配方(仅示意原理)。

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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。