可降解薄膜的前景

2021-07-12 08:28
探索科学(学术版) 2021年2期
关键词:降解塑料薄膜塑料

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1 引言

一次性塑料包装袋的发明,可谓是20世纪的一大亮点,其轻捷便携的特性为世界经济的发展创造了无法估量的生产力,至今都与我们的日常生活密不可分。但随着科技的发展以及社会的进步,这种不可降解的一次性塑料包装所带来的严重的环境污染,已经无法再被人们忽视了。不可降解薄膜需要埋在土壤里200年以上才能开始降解,可想而知,人类近十几年的发展给环境带来了多么严重的破坏,保护环境迫在眉睫。

2 环境相关法规

国家发改委、生态环境部等九部门联合印发了《关于进一步加强塑料治理意见》、《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》等多个政策要求,明确提出了自2021年1月1日起,在直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所,餐饮打包外卖服务以及各类展会活动中,禁止使用不可降解塑料购物袋,但是暂不禁止连卷袋、保鲜袋和垃圾袋。

其实从2020年9月1日起,广东省政府部门就已经陆陆续续推行政策了:用于盛装及提携物品且厚度小于0.025毫米的超薄塑料购物袋在全省范围内禁止生产销售,部分地区禁止使用;以聚乙烯为主要原料制成且厚度小于0.01毫米的不可降解农用地面覆盖薄膜在全省范围内禁止生产和销售。2021年1月1日起,用于快递寄递过程装载货物的不可降解塑料包装袋在全省范围内邮寄快递网点禁止使用[1]。

在各种政策的强力的推动下,在未来可降解薄膜的市场需求必然有着很大的增长,尤其是当下发展较好的物流快递行业和外卖行业,它们是不可降解包装袋的最大“消费者”,面对最新的政策要求,可降解薄膜是最佳的替代品。

3 可降解薄膜

(1)分类和用途。目前生物降解塑料按照其原料可分为石化基和生物基两类,其中生物基降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯类聚合物(PHAs)、全淀粉基、纤维素等;石化基可降解塑料包括二元酸二元醇共聚酯系列,如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)[2]。其实在早些年,可降解塑料就已经出现了,主要是以全淀粉基为原料的,但由于降解不够充分,仍然会给环境带来较大的污染,近年来以及被逐步淘汰了。目前在国内生产规模最大的主要是PBAT、PBS、PLA,这三者已经形成了工业化规模的生产。

从用途上来看,PLA是最常见的可降解塑料之一,具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力学性能和易加工性,广泛用于纺织业、塑料工业、农用地膜、包装材料、现代医学材料以及3D打印等行业。PBAT属于热塑性可降解塑料,具有良好的耐热性冲击性能,凭借其成膜性能良好、易于吹膜,广泛用于一次性包装膜及农膜领域。PBAT因其石油基材料成本更低,技术工程更加成熟,投资强度更小。结合PBAT的性质、使用领域、生产成本,未来有望成为最大的可降解塑料品类。PBS具有价格低廉、力学性能优异等特点,而与价格接近的PLA相比,PBS又具有加工方便,可适应常规的塑料加工工艺,耐热性能好的特点,其热变形温度可以超过100℃(PLA的耐热温度只有60℃左右),主要用于包装、餐具、化妆品瓶和药品瓶等。虽然在使用的领域上多多少少有重合的地方,但每种可降解塑料各有特点,侧重点也不同,往往可以根据实际情况选择最合适的材料。

(2)发展现状与前景。据中商产业研究院和CNKI的数据统计,我国塑料制品的产量从2015年的7560.8万吨到2019年的8184.16万吨,处于不断增长的状态,2020受疫情影响才略有减少[3]。

地膜在各个种植领域都有比较广泛使用,应用于花卉的储藏、蔬菜、园艺、水果、粮食作物等。2018年,我国农用塑料薄膜使用量达到246.5万吨,虽然同比下降2.5%,但是绝对使用量连续多年在240万吨以上。可降解膜可从源头上治理农膜污染,是今后的主导发展方向,可降解塑料在地膜领域也有望迎来突破性的进展。

我国已经具有生产各类可降解塑料的能力,但有数据显示2019年全球可降解塑料需求量为92万吨,仅占塑料总消费量的0.25%[4]。可降解塑料之所以推广的如此之难的原因在于,可降解塑料“绿色但不经济”。传统塑料制品的原材料聚丙烯每吨约7000元,而可降解塑料制品的原材料中,完全生物降解的主流材料聚乳酸(PLA)每吨3万元以上。另外,塑料制品使用方便且便宜,其他替代产品的使用体验还不能与之相比。

总的来说,想要使环保政策有效的推广开来,首先必须经济上能达到企业和消费者所能承受的底线,要符合经济效益,否则再好的政策也将失去生命力。其实“禁塑令”早在2008年就在我国推行了,明令禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋[5],但纵观十几年的的实践,会发现“禁塑令”并未真正得到落实,甚至很多人都已经遗忘了这一政策的颁布。由于在生产上的水平欠缺,所耗费的成本过高,企业赚不到钱,消费者嫌贵也不愿意用,使得这一政策处于十分尴尬的境地。在过去的数十年里,往往都是通过政府采取补贴的形式,才使得生产可降解塑料的企业得以喘息,但这终究不是长远之计。

4 总结

作为传统不可降解塑料最佳的替代品,可降解塑料拥有者广阔的市场空间,而且在全国范围内推行可降解塑料也是解决环境问题的最终方案,但目前仍旧存在着技术上的问题需要克服。首先必须切实提高可降解薄膜的经济可行性,降低生产成本,这就要求国家要大力攻克可降解塑料生产环节上的难关,要大力创新,增强基础性研究和应用基础研究,加强易循环易回收的技术研发,从根本上改变“企业不愿意生产,百姓不愿意购买”的尴尬局面,让“绿色”成为一种实实在在的行动而不是口号。

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