刚性聚丙烯废弃物除臭评估:综合表征与清洗策略的比较研究

《GLOBAL CHALLENGES》:Assessment of Odor Removal in Rigid Polypropylene Waste: Comprehensive Characterization and Washing Comparison

【字体: 时间:2026年02月02日 来源:GLOBAL CHALLENGES 6.4

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  本研究通过化学感官分析系统评估了不同清洗工艺(室温水洗RT、热水洗HW、洗涤剂洗DW)对消费后刚性聚丙烯(PP)废弃物的除臭效能,结合感官评价与气相色谱-嗅闻技术(GC-O)鉴定出32种异味活性化合物(其中30种被明确结构),揭示了清洗后材料异味特征由霉味向花香/皂味的转变,为塑料循环经济中高值化回收的除臭工艺优化提供了理论依据。

  
引言背景
塑料在当今社会中应用广泛,全球年产量持续增长,2022年已达约3.9亿吨。实现塑料循环经济的关键在于高质量回收,而回收料中残留的异味是制约其用于高要求领域(如食品包装)的主要障碍。消费后塑料的除臭策略中,清洗占据核心地位,但现有研究多孤立探讨单一参数,缺乏不同清洗方案的直接对比与异味成分的关联分析。
材料与方法
研究以比利时回收厂获取的刚性PP废弃物(主要为瓶类)为样本,通过粉碎后分别进行三种清洗处理:室温水洗(RT,25°C)、热水洗(HW,80°C)及含氢氧化钠与CTAB的洗涤剂洗(DW,80°C)。清洗后样本通过描述性感官分析(8人训练小组)评估异味轮廓、强度(0-10分)与愉悦度,并利用全二维气相色谱-质谱/嗅闻(2D-GC-MS/O)及比较性气味提取稀释分析(cOEDA)鉴定关键异味物质。
结果与讨论
  1. 1.
    感官特征变化:未清洗(UW)样本愉悦度评分最低(中位数2分),DW清洗后显著提升至5分。异味强度在UW与DW样本间无显著差异(中位数均为7.5),但异味轮廓发生转变:UW以霉味为主(强度5),而DW样本皂味(强度6)与花香(强度4)突出。统计显示皂味强度在DW与UW间差异显著(p= 0.041)。
  2. 2.
    异味成分鉴定:共检测到32种异味物质,包括首次在PP废弃物中报告的玫瑰氧化物、二氢月桂烯醇等。关键高活性成分如桉叶素(1,8-cineole,OD因子2187)、异甲基紫罗兰酮(α-isomethylionone,OD因子2187)及丁香酚(eugenol,OD因子6561)在清洗后OD因子呈现差异化变化,例如β-紫罗兰酮在HW/DW中OD因子从2187降至243,而2-甲氧基萘在HW中从243升至6561,提示高温可能促进部分成分迁出。
  3. 3.
    清洗效能局限:尽管清洗改变了异味轮廓,但总体强度仍维持在5.5–7.5的高位,单一清洗工艺未能彻底消除异味。DW工艺虽提升愉悦度,却强化了皂味/花香特征,可能与洗涤剂残留或温度诱导的化合物迁移有关。
结论与展望
研究表明,清洗工艺可定向调整PP废弃物的异味特征,但无法单独实现高值化回收所需的深度除臭。未来需结合原料分选(避免高香精含量废料)、多重脱气及反应挤出等工艺,并依托感官-cOEDA联用技术建立回收料异味质量控制体系,推动PP闭环回收的高品质发展。
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