白癜风图片 http://m.39.net/news/a_6069889.html01中国生物降解材料高峰论坛
01中国聚烯烃管材管件技术峰会点击标题查看详情↑可降解塑料可否再创神奇!
神奇而伟大的发明---塑料
有人说,烟草和塑料同样是人类伟大而又混蛋的发明。把塑料的发明归类人类一项伟大的创举,一点也不过分。19世纪,美国台球运动盛行,当时的台球制作原料是珍贵的象牙,由于象牙来源困难成本又高。台球生产商宣布,凡是发明出象牙的替代品,就奖励1万美元。年,印刷工人约翰?海厄特发现,在硝化纤维中加进樟脑,改性后的硝化纤维柔韧性和刚性都非常优异,通过热压后可制成各种形状的制品,这种材料被命名为“Celluloid(赛璐珞)”,就是它拯救了大象群族的生命。从此,塑料的鼻祖诞生了。15年后的今天,塑料已成为人类必不可缺、随处可见的必需品。随着科学技术的不断发展,塑料的种类和用途日新月异。像聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙醇酯(PET)、ABS、PA66、POM、聚苯硫醚等合成材料,广泛应用于各行各业。塑料好似一个魔术师,天上的飞机、导弹,水中的轮船、舰艇,陆上的汽车、高铁,居家的床上用品和家具,厨房的各种家电,医院的器械、敷料,餐馆的刀叉盆碗筷勺,快递哥的包装材料,妇女儿童的卫生用品,超市里满目商品的包装物,工人带的安全帽、穿的工作服,人人离不开的小情人-手机等等,衣食住行随处可见。塑料就像一个万花筒,只有想不到没有看不见。一个人从早晨起床洗漱(牙膏牙刷)、穿衣(衣服鞋袜)、早餐(碗筷勺叉)、开车骑车上班(交通工具的各种组合件)、办公开会(笔、本、电脑、传真机等),每时每刻都离不开林林总总的塑料制品,已经是“无塑无法生活”。真可谓是“不要人夸好颜色,只留琳琅满乾坤”。令人困扰和堪忧的白色污染---塑料谁曾想到,一百多年后,曾经拯救大象生命的塑料,为人类带来无数方便、功能、温暖、色彩的塑料,却因环保问题,被列入人类的“黑名单”。据德国《明镜》周刊报道,目前全球所有人造物的总质量已超过全球所有生命体的总质量,便利的现代生活方式的背后是天量的资源浪费。自新冠疫情暴发以来,德国的垃圾较之往年又有了大幅增长。餐饮外卖和网络购物的热潮导致各类包装垃圾数量暴涨。据英国《自然?通讯》发布的最新环境报告估计,每年有吨塑料微粒最后落到了海洋里,每年还有万吨塑料微粒排放至遥远的冰雪覆盖地区。据不完全统计,海洋中塑料垃圾总量已超过亿吨。中国废弃塑料总堆存量超过9亿吨,快递行业每年塑料袋用量超过00亿个,一次性吸管、餐饮盒及杯与盖等一次性餐具00年消耗量超过万吨左右。我国是农业生产大国,每年在农业生产过程中会使用到大量的地膜,年地膜覆盖耕种面积高达.97亿亩,每年所使用到的地膜量约为14.48万吨。每医院的各种医疗卫生塑料制品超过00万吨。这些塑料制品的废弃物,需要年甚至上千年才能完成自然降解,处理这些废弃塑料需要花费5倍以上的成本费用。塑料制品质轻、清洁、便宜、使用方便、时尚美观、色泽鲜艳等,给人类生活起居带来极大方便,推动了人类文明和进步,被称为科技界的“白色革命”。但使用后的塑料制品大量地被抛向人类赖以生存的自然环境中,如散落在城市、农村、旅游区、江海湖泊的一次性塑料餐具、塑料包装物和漫天飞舞、到处飘扬或悬挂枝头的塑料袋、农田土壤中塑料薄膜等等,已形成了触目惊心的“白色垃圾场”。全球性的白色污染,极大地危害着人类及生物界,白色污染的重要源头,主要是以含有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等合成树脂为生产原料制品的废弃物组成,其对环境的影响时间长、危害大。其污染的危害性具有较强的潜伏性及视觉污染两大危害。来源于网络拯救白色污染的解放军---可降解塑料随着人类需求的多样化和材料工业的技术进步,一次性塑料的使用量也越来越大。但是由于一次性塑料的回收利用率低,在后处理阶段对土壤和海洋环境都产生了严重的污染。因此,“限塑”或“禁塑”已成为全球共识,很多国家和地区都已经开始在限塑禁塑方向颁布条令,并展开实际行动。00年1月19日国家发改委、生态环境部下发了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》(80号文),文件要求以“可循环、易回收、可降解”为导向,结合本地区的特点按照“疏堵并举、禁限结合、以禁促省、有序推进”的思路,全面推进此项工作。国家农业农村部、商务部、市场监管总局、国家邮电部等部门先后出台一系列“加强塑料污染治理”文件,全国31个省、直辖市出台了具体的实施方案。为实现生活便利和环境保护的双保险,生物降解塑料成为取代一次性塑料制品的新方向。01中国生物降解材料高峰论坛扫码报名深入探讨
3月5日上海
可降解塑料是指在特定情景下或自然环境中完全降解为二氧化碳、甲烷、水、矿化无机盐等对环境无害的物质。作为一种新型的高分子材料,可降解塑料包括很多类型,技术路线也在不断发展中。从原料看,可降解塑料既可以来自石化原料,也可以来自生物质材料。从降解的机理看,可降解塑料包括生物降解、光降解、氧化降解等。从降解效果看,又分为“全”降解和“部分降解”。根据GB/T.1/./.1/./等标准规定,生物降解率达到90%以上,即认为是全降解。新标准明确规定,聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、PET树脂、PBT树脂等及其生物基改性产品,不属于可降解材料。常见的可降解塑料有聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二酸丁二醇酯、聚己内脂、聚羟基脂肪酸等。洛阳石化计划建设10万吨/年PBST装置,预计0年开工生产。聚乳酸(PLA)以可再生的植物资源如玉米淀粉为原料,通过化学合成方法得到的聚合物,具有透明度高、硬度高、可生物降解等特点。聚合方式可分为两种。一是直接缩聚法即乳酸进行直接缩合的一步聚合法。制备方法是在加热情况下,乳酸分子在脱水剂存在时使羧基和羟基脱去一分子水缩聚成低聚物,此时继续升温并加入催化剂,低聚物之间相互结合而成PLA。二是开环聚合法即开环聚合法也叫两步法,该方法首先将乳酸分子在-℃条件下通过脱水生成PLA低聚物,在温度升高到00-30℃时低聚物解聚生成丙交酯,催化丙交酯开环聚合成分子量为70万-万的PLA。PLA的光学异构体有左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)、消旋聚乳酸(PDLLA)三种。其中PLLA)和PDLA都属于半结晶性的聚合物,PDLLA属于无定形聚合物。PLA主要应用于医学材料、食品包装、日用塑料、农用品、电器以及3D打印等行业。PLA降解可分为简单水解(酸碱催化)降解和酶催化水解降解。聚羟基脂肪酸(PBAT)是己二酸丁二醇酯(BT)和对苯二甲酸丁二醇酯(BT)的共聚物。以己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)、丁二醇(BDO)为共聚单体,是一种全生物可降解塑料。它兼具PBA(聚己二酸丁二醇酯)和PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的特性,既有较好的力学性能,又有较高的延展性和断裂伸长率,还具有优良的生物降解性。PBAT作为性能良好的环保材料,可以降低石油资源消耗,缓解“白色污染”,目前全球PBAT市场需求旺盛,用途广泛,行业集中度高,潜在市场大,产业化前景好。聚对苯二甲酸丁二酸丁二醇酯(PBST)是1,4-丁二醇(BDO)、1,4-丁二酸(SA)、对苯二甲酸(PTA)的三元共聚物,其结合了脂肪族聚酯的可降解性和芳香族聚酯优异的力学及热性能,具有能与普通塑料相媲美的优良物理性能和加工性能,北化院所开发加工制备技术,所得产品具有良好的生物可降解性,废弃后不会对环境造成污染,符合低碳环保的发展趋势。PBST产品比PBAT产品具有更加优异的力学强度、耐热性和阻水性能,可以弥补PBAT材料作为包装、膜材料和注塑热成型制品使用过程中因为自身结构导致的性能不足,可广泛应用于农业、林业、食品包装、电子电器行业、医疗卫生行业和纺织行业等,具有广阔的市场前景。尤其是在目前环境污染严重的前提下,白色塑料垃圾以及农业用地膜不可降解,造成了土壤的使用性能严重下降,使用可降解塑料已经成为以后的发展趋势。聚羟基脂肪酸(PHA)有一些特殊的性能,包括生物可降解性、生物相容性、环境友好性等。正是由于这些特殊性能的存在,使得PHA拥有许多潜在的应用前景,各国科学家对PHA进行了很多工艺流程开发和具体性能探索。PHA的生物合成主要分为三部分:主要微生物、主要基质、PHA的代谢途径与调控。主要的微生物有产碱杆菌、假单胞菌、甲基营养菌、固氮菌、红螺菌等;主要基质有糖质碳源(葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉等)、甲烷、气体H/CO/O、烷烃及其衍生物等。PHA具有良好的使用与加工性能,广泛的应用于农业、生物工程、新能源领域。PHA在淡水中稳定,但可以在海水或者土壤中完全生物降解,并且降解速度较其他生物材料较快,对环境也没有二次污染,可以代替诸多一次性产品的石油塑料作为大多数物品的包装材料。与纯菌种合成PHA相比,利用混合菌群合成PHA有很多优点,例如在驯化过程中混合菌群的选择基于生态原理,菌种稳定,为PHA的工业化生产创造了前提;混合菌种对工艺的适应性强,工艺控制简单,无需灭菌消毒提供纯种环境,从而降低了工艺运行成本;混合菌种可以适应多种不同底物,从而扩大底物的选择范围,为混合底物应用于生产打下了良好的基础。聚丁二酸丁二醇酯(PBS),以丁二酸和丁二醇为原料经缩聚反应合成,是一种综合性能优异的可完全生物降解的脂肪族聚酯。PBS是一种典型的半晶质塑料,化学结构式如下图所示。该树脂呈乳白色或略带黄色,无嗅无味,密度约为1.5g/cm3左右,熔点一般在9-℃之间,根据分子量的高低和分子量分布的不同,结晶度在30~45%之间。耐热性能好,热变形温度和制品使用温度可以超过℃。PBS在干燥环境中能保持良好的使用性能,其废弃物具有良好的生物降解性能,在堆肥、水体等特定的微生物接触环境中自然降解,最终分解为二氧化碳和水,进入大气循环。PBS既可以通过石油化工产品满足需求,也可通过纤维素、奶业副产物、葡萄糖、果糖乳糖等自然界可再生农作物产物,经生物发酵生产。与其它生物降解塑料相比,PBS力学性能十分优异,耐热性能好,克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点;加工性能非常好,可在现有塑料加工通用设备上进行大多数种类的加工成型。聚己内脂(PCL)是一种半晶型的高聚物,结晶度约为45%左右,聚己内酯的外观特征很像中密度聚乙烯,乳白色具有蜡质感。PCL是一种脂肪族聚酯,具有良好的溶解性、共混兼容性、绿色无生物毒性、生物相容性及力学性能。这些特点使PCL在生物材料领域具备潜在的应用价值,尤其是作为可生物降解材料,得到了广泛的研究和