來(lái)源:中國合(hé)成樹脂網 2021-12-03 11:36:35
我國可降解塑料產業已經曆了多(duō)次技術革新,從光(guāng)降解塑料到(dào)澱粉添加型(xíng)降解塑料再到可全降解(jiě)的生物(wù)可降解塑料。
數據顯示,過(guò)去5年我國生物可降解塑料消費量平均年增速在20%左右,2019年,我國生物降解塑料消費量約26萬噸(dūn)。
“雙(shuāng)11”已(yǐ)過,“雙(shuāng)12”即將到來,在“買買買”以及海量快遞包裹的背後,是塑料包(bāo)裝廢棄物的(de)持續(xù)增加(jiā),給生態(tài)環境保護帶來巨大壓力。隨(suí)著各地“禁塑令”“限(xiàn)塑(sù)令”的實施,在快遞和日常生活中推廣(guǎng)使用可降解材料,特別是生物可降解塑(sù)料,不失為減少環境汙染的一個有效途徑。
何為生物可降解塑料?推廣和普及生物可降解塑料還麵臨哪些挑戰?科技日報記者就這些問題對相(xiàng)關專家進行了采訪。
並非僅(jǐn)“生物”造但要靠微生物降解
生物可降解塑料又(yòu)稱生(shēng)物降解塑料、生物分解塑料,可在自然界中,或在堆肥、厭氧或水(shuǐ)性培(péi)養液等特定條件下,依靠(kào)細(xì)菌、黴菌(jun1)和(hé)藻類等微生物的作用,最終(zhōng)被完全降解成二氧化碳、甲烷、水等。
生物可降解塑料,“生物”二(èr)字是指需要用(yòng)微生物來降解,並不意味著必須用生物材料來生產。同濟大學生態文明與循環經濟研究所所長杜歡(huān)政教授解釋說,生物可降解塑料可以用石油來生產,也(yě)可以用生物基材料來(lái)生產。比如聚乳酸(PLA)是目前全球範圍內產業化最成熟、產量最大、應用最廣泛的生物(wù)可降解塑(sù)料(liào)。PLA是以乳酸為主要原料聚合而成的聚合物,可以用澱粉生產(chǎn),也可(kě)以用(yòng)石油生產。
“根據生物降解塑料的原料來源(yuán),可將其分為生物基生物降解塑料(liào)、石化基生物降解塑料兩類。”中國塑料加工工業協會降解塑料(liào)專業委員會副秘(mì)書長刁曉倩說,石化基生物降解塑料是指以化學妖精影院的方法,將石化產品聚合(hé)製(zhì)成的可生物降解的塑料,比如聚對苯(běn)二甲酸-己二酸丁(dīng)二(èr)醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、二氧化碳共聚物(wù)(PPC)。
生物基生物降解塑料的原料來源非常廣(guǎng)泛。根據來源,主要(yào)可(kě)分(fèn)為四類:第一類為天然材料直接加(jiā)工得到的塑料,天然材料來源有植物和動物兩類,植物來源包括纖維素、木質素等,動物來源(yuán)包括(kuò)明膠、甲殼素、殼聚糖等;第二類為微生物發酵(jiào)和(hé)化學妖精影院共同參與得到的聚合物;第三類為由微生物直接合(hé)成(chéng)的聚合物;第(dì)四類為以(yǐ)上這些材(cái)料共混加工得到(dào)的,或這些材料和其他化學妖精影院的(de)生(shēng)物降解塑料共(gòng)混加工得到的。
可降(jiàng)解塑料(liào)產(chǎn)業經曆多次技術革新(xīn)
在海口、三亞(yà)等地,記者發現,無論是去商超購物還是喝奶茶、咖啡等,使用的(de)購物袋、吸管等都由生物可降解塑料製成。2020年12月(yuè)1日起,海(hǎi)南已(yǐ)正式(shì)禁止一次性不可(kě)降解塑料製品的使用。
不過,當消費者拿到可降解塑料製品時,可能想不到,可降解塑料產業已經曆了多次技術革新、多次試(shì)錯和(hé)糾偏。
“光降解塑料”是我國生物降(jiàng)解塑料行業的發端。20世紀70年代早期,塑料薄膜(mó)技術進入我國,應用在農業領域,提高了(le)作物單產。但隨著越來越多的(de)塑料薄(báo)膜累積在土壤中,帶來了“白色汙染”等問題。
基於此,光(guāng)降解塑料應(yīng)運而(ér)生。光降解塑料烯烴聚合物被光照射後可從大分子變為小分子鏈段,但這僅僅是“崩解”而已,不能從根本上將(jiāng)聚合物降解成對環境無害的物質。崩解(jiě)產生的小碎片依然殘留在土壤中(zhōng),無法回收,更影響植物根係的生長,甚至可能會(huì)經由(yóu)食物鏈(liàn)進入人體,危害人體健康。
“光降(jiàng)解”之(zhī)路不通(tōng),於是到20世紀90年代(dài),可降解塑料進入澱(diàn)粉添加型降(jiàng)解塑料階(jiē)段,產品研發(fā)主要集中於“填充型澱(diàn)粉塑料”方向。填充型澱(diàn)粉塑(sù)料主要是將(jiāng)澱粉(fěn)作為填料(liào)填充於聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等中,通常其填充量達10%—30%。
“填充型澱粉塑料本質上仍含有PE、聚苯乙烯(PS)等聚烯烴聚合物(wù),隻能部(bù)分降解,仍存在(zài)環境危害。”杜歡政說,如(rú)今,可降解塑料(liào)到了全降解塑(sù)料階段。全(quán)降解塑料包括PLA、PBAT、聚羥基脂(zhī)肪酸(suān)酯(PHA)以及其他天(tiān)然高分子材料類生物可降解塑(sù)料等。大多數都具有完全可(kě)生物降解、較好的機械性能和加工性等優點。
數據(jù)顯示,過去5年我國生物可降解塑(sù)料消費量(liàng)平均年增速(sù)在20%左右,2019年,國內生物降解塑料消費量約(yuē)26萬噸。隨著(zhe)禁限(xiàn)塑(sù)政策密集出台和(hé)逐步落地,重點替代領域為一次性薄膜、快(kuài)遞(dì)包裝、線上外賣等。據估算,到2025年,上述領域預計可實(shí)現生物(wù)可降解塑(sù)料的大(dà)幅替代(dài),保(bǎo)守預估需求量約693萬噸,而到了2030年則需約1386萬噸。
生物可(kě)降解塑料發展瓶頸正逐步打破(pò)
生物可降解(jiě)塑料除在一次性薄膜、快遞包裝等領域可替代傳統塑(sù)料外,還可用於(yú)農用地(dì)膜、紡織纖維、耐用塑料餐具、汽車工業製(zhì)品、泡沫製品、3D打印材料等領域。
然而,前瞻產業研究院在《可降解塑料(liào)產業圖譜(pǔ):概(gài)況、發展曆程、生產工藝趨勢和瓶頸》一文中指出,生物可降解塑料發展還麵臨多重挑戰。例(lì)如,目前市場上生物可降解塑料袋的(de)價格是傳統(tǒng)塑料袋的3倍以上,如(rú)無強製(zhì)性(xìng)法規,難(nán)以在(zài)市場上推廣;缺少強製性標準,特別是各地對生物可降解塑(sù)料的標準參差(chà)不齊,導致政府(fǔ)監管部門監管困難。
不(bú)過,生物可降解塑料發展瓶頸(jǐng)正(zhèng)在(zài)逐步突破。短期來看,隨著生物可降解塑料產能(néng)逐漸釋放,價(jià)格(gé)增速會逐漸放緩。長期來看,隨著原料的多元化和技(jì)術的進步,生物可降解(jiě)塑料產品價格總體將有所下降。
此外,我國正在(zài)推動生物可降解塑料(liào)的標準製定工作。工信部表示,下一步,將會同有關部門繼續在標準立項、批準發布等環節支持《生物降解材料與製品(pǐn)降解性能及標識要求》《全生物降解飲用吸管》等生物降解塑料領域國家標準製修訂工作,為推動塑料汙染治理提供技術支撐。
杜歡政表示,要解決(jué)塑料的汙染問題,首先是塑料使用減量,其次(cì)是(shì)加大循環利用力度,然後才是替代。替代包括紙替代、其他材料替代,也(yě)包括(kuò)用可降解(jiě)塑(sù)料(liào)替代不可降解塑料(liào)。在這樣的背景下,生物可降解塑料產業或將得到更快速的發展。
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