绿色塑料的理念和实践分析五是嘛
绿色塑料的理念和实践分析(五)
产品状况 目前。世界上的生物降解塑料主要是标准还规定了塑料购物袋质量的检测方法采用脂肪族聚酯或者脂肪族聚酯混合淀粉制造的。脂肪族聚酯主要包括以石油为原料合成的聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物,还有以可再生资源为原料生产的聚乳酸、由微生物生产的聚羟基丁酸酯(PH B)等。最近特别引人注目的是采用聚乳酸制造生物降解塑料的技术。美国卡基尔·道聚合物公司宣布在200 1年底实现了年产1 4万t的生产规模。日本的三菱树脂、钟纺合纤、尤尼其卡、库拉雷等4家企业先后与这家美国公司签订合同,在日本扩大聚乳酸的应用。三菱树脂公司建设了年产3500t规模可降解薄膜制造设备, 2004年宣称年产1万t。
为了改善脂肪族聚酯的物性, 各国正在用脂肪族聚酯与芳香族的对苯二甲酸或尼龙聚合物共聚的方式生产生物降解塑料。目前,高性能的可降解性塑料已经不断地被开发出来。作为环境保护技术之一的使用酶催化剂代替重金属化学催化剂合成高分子材料的工艺也将会面世。除了脂肪族聚酯外,聚苯胺、聚碳酸脂、聚天冬氨酸等已相继开发成功。
从原材料上分类。生物降解塑料至少有以下几种:
A.聚己酸内酯(PCL)
这种塑料具有良好的生物降解性,分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料是把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起共混使用。目前,PCL已经实现工业化生产。
B.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)
及其共聚物以P B S为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。应用它开发出来的产品有发泡材料, 用作家用电器和电子仪器等的包装材料。日本昭和高分子公司等, 已进行规模化生产,产品用于包装和地膜等。
C.聚乳酸(PLA)
PLA,能被加工成薄膜或纤维, 有比较好的耐加水分解性,部分产品已实现商品化。这种物质还有促进植物生长的作用, 因此可望用它制作植物移植或植物栽培用容器等。通过压轧, 它可以被制成透明的、力学性能良好的纤维、薄膜、容器、镜片等。
D.聚羟基丁酸酯(PHB)及其共聚物
许多国家目前都在研究开发用微生物生产热可塑性高分子材料,其中以聚一3一羟基丁酸酯及共聚物的生产效率为最高。实现工业化生产的, 目前主要为美国MetbOXi和中国的宁波天安。
E.淀粉类生物降解塑料
全淀粉、脂肪族聚酯和淀粉共混物,生产技术已经开始推广应用。淀粉作为生产可降解塑料直接或间接的原料是非常重要的。除了玉米和红薯外,木薯、西谷椰子、芋头等淀粉也可被利用。在欧美国家,糊化淀粉和脂肪族聚酯的混合物被广泛用来生产垃圾袋等产品。淀粉只要有水,加热后就会糊化,具有可塑性。不过它的缺点是没有耐水性,通过控制糊化淀粉和PC L的结构,可以得到耐水性和机械物性均优良的混合物,如意大利NOVMANT的Mate rBi一部分产品,就是淀粉与PCL摘要浏览“生物资衍生的聚乙烯⑵,5-呋喃2羧酸酯(PEF))已用于熔融沉积建模(FDM)3D打印共混制得。近年,国内淀粉类塑料也得到发展,已经开始规模化生产,产品主要为一次性包装材料等。
F.脂肪族聚酯与聚酰胺的共聚体(CPAE)
这种材料是为了改善脂肪色母粒制造商Americhem Inc.收购了颜料公司LTL Color Compounders Inc.族聚酯的物性而开发的,熔点和力学性能等有了改善,是新一代可降解性塑料。不过,它的脂肪酶的分解性由于尼龙量的增大而降低。德国拜耳公司使用尼龙和聚酯成功开发C P A E,使它与聚乙二醇聚合,还能够开发出具有生物降解性和光分解性的塑料。
G.脂肪族/芳香族聚酯
德国BASF公司制造的脂肪族芳香族无规共聚酯(EcofIex),其单体为: 己二酸(adipic acid)、对苯二甲酸(terephthalic acid)、1,4一丁二醇(1,4一butane dio1)。在加工前不用干燥,在低于230oC时加工熔体稳定性好,好的拉伸性能, 能够制得厚度为1 0 u m薄膜,对氧气和水蒸气有良好的阻透性能,与加工L D P E的设备相同,优良的价格性能比。
H.聚乙烯醇(PVA)类生物降解塑料
如意大利NoVMANT的Mate rBi产品在1 990年代主要是淀粉加PVA,它能吹膜,也能加工其他产品。
I.聚二氧化碳类生物降解塑料(PPC)
如中国内蒙古蒙西集团生产的PPC产品, 目前它的应用主要集中在包装和医用材料上。其他类的生物降解材料,如聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素、甲壳质等均在研发之中。
总之,绿色塑料正因其环保、可持续发展的优势,而蓬勃发展。
(作者/翁云宣 全国塑料制品标准化中心生物降解材料工作组)
信息来源《新材料产业 》
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