聚乳酸()可降解材料,或成為助力發展“優解”
伴隨高分子聚合工藝及后道改性工藝的不斷精進,塑料制品的應用領域不斷擴大,新材料領域的塑料產品越來越豐富,然而,同時低端市場的一次性塑料導致的環境污染問題也日益嚴重,如何解決每年近 4 億噸塑料廢物的處理問題是挑戰,也是機會。
簡單來說,解決塑料白色污染問題主要有三個方案:
是“減量化”,即從終端產品設計的角度盡可能減少不必要塑料的使用,避免過度包裝,從上減輕塑料處理壓力。
接下來是回收再利用,可分為同級再生和降級再生,盡可能延長原料或者聚合物的整個生命周期;后則是可降解方案,被丟棄的塑料制品可以在特定環境下終降解為二氧化碳和水,主要針對無法減量又無法再利用的塑料垃圾問題。
在“可降解方案”方面,國內正在研發和推行不同類型的可降解材料。目前市場上可降解塑料可分為“石油基”和“生物基”兩大類型。兩者區分方式主要以生產原料劃分。
石油基可降解塑料是以化石能源為原料生產,主要包括 pbs(聚丁二酸醋)、pbat(聚已二酸/對苯二甲酸丁二脂)、pcl(聚己內)等。而生物基可降解塑料是以玉米、秸稈等生物基材為原料,主要包括 (聚乳酸)、pha(聚基烷酸)等。
生物可降解性和原料來源是評價這些材料是否真正可持續的關鍵, 和 pbat 在眾多可比材料中脫穎而出,被市場廣泛使用。根據歐洲生物塑料協會數據,2021年生物可降解塑料產量155.3萬噸,其中pbat、 和淀粉基材料的產量占比較大,分別占比 29.91%、29.44%、25.55%。
和pbat是目前國內主流的兩類可降解塑料產品, 具有優良的生物相容性與生物可降解性,是目前產業化較快的生物降解材料;pbat 分子鏈具有良好的柔性,成膜性能優異,主要用于膜袋類塑料制品。
相比較之下,聚乳酸 可能是目前能夠同時滿足這兩個條件并實現產業化的解。
材料的生物降解性主要是通過在高分子鏈上引入可被微生物降解的醋基或其他基團,同時設計分子鏈結構容易被水分子和微生物浸入。相比于同樣高度產業化的 pbat, 分子結構中的脂肪族鍵容易被浸入因而生物降解性能優。
原料方面, 的直接原料乳酸來源于玉米淀粉或者其他糖類物質的發酵,即以生物質作為原料由于生物質植物或作物的碳固定速率與材料壽命結束后釋放二氧化碳的速率相當。
因此 相比于使用固碳速率其緩慢的化石原料的降解塑料(如 pbat、pbs)符合可持續概念,也就加受到對可持續發展要求高的歐洲市場認可。
傳統塑料市場龐大, 等可降解塑料迎廣闊替代需求。環保聯合會塑料循環普惠專委會報告顯示,2019 年我國初級形態塑料產量為 9574.1 萬噸,塑料制品產量為 8184.2 萬噸,產量相當于世界總產量的 1/3。
若聚焦一次性塑料產品來看塑料袋、快遞塑料包裝、以及農用膜占據大的使用量。
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因此,想要在市場中有長久的發展,還是需要參與其中的。
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