如今,可持续发展和循环经济已经成为很多行业发展的重点方向,特别是环保重压下的塑料产业,将可持续发展理念作为未来发展目标,对于整个产业转型发展意义非凡。为应对日益严重的环境污染与资源短缺问题,开发新材料、促进封闭循环和可再生利用已成为很多企业的技术追求。
近年来,全球多家企业以及社会团体积极研发各种环保新材料,并就如何循环利用可再生塑料进行了探索,也取得了不少的成果。下面就让我们看看今年都有哪些能够解决塑料制品并减少塑料污染的新材料、新科技问世。
近日,奥地利聚烯烃化合物供应商北欧化工(Borealis AG)公司与德国化工消费品巨头汉高公司(Henkel AG)密切合作,推出了一种全新的包装解决方案,完全由再生塑料(PCR)材料制成。据悉该包装瓶所用的关键材料为Purpolen牌PE,是一种高品质聚乙烯颗粒。
目前,新包装方案已成功通过了广泛的应用测试,包括为期三个月的贮存试验和其他机械性能测试。该产品将于2018年在欧洲市场推出。
6月底,科罗拉多州立大学(Colorado State University)的高分子化学家们发表了新研究成果聚-3-羟基丁酸酯 (P3HB)化合物,可作为用于工业的石油生物塑料制品的早期替代品。
这种新型生物材料,由细菌,藻类和其他微生物所产生,主要用于一些生物医学。不过,由于其生产成本高且体积有限,使得该材料不适用于更广泛的商品应用。
日本ink公司于6月推出可降解性塑料母粒。该产品采用可降解树脂制成并将被用于农业包装材料之中。该公司将陆续推出使用该材料的食品包装袋等产品。以满足生物塑料行业日益增长的市场需求。
此外,公司还推出了一款具有着色功能的可降解母粒材料,以满足日益增长的环境与生态保护需求。今后公司将不断扩充可降解母粒产品类别,同时在市场发达的欧洲先行发售。预计公司可降解性关联产品的年增长率将达到10%左右。
6月份,Karlstad大学的新研究表明,淀粉和其他聚合物的混合物可用于食品包装。通常食品包装的保护涂层都是用石油基塑料制造的,但这种木质素和淀粉的混合物,例如马铃薯或玉米,可以和塑料一样起到保护性作用。
同时,卡尔斯塔德大学还研究了淀粉和一些石油基大分子的生物可降解混合物。虽然这种材料不是100%的可再生资源,但是具有自然降解而不留下危险微塑料的重要优势。
5月初,斯道拉恩索集团推出“DuraSense”牌木基生物复合材料,或将成为取代塑料的高性能、可持续的生物复合材料。这种生物复合材料能够通过利用基于木材的可再生纤维,替代大部分化石基的塑料。
据了解,DuraSense系列产品应用领域十分广泛,包括家具、托盘、手工工具、汽车部件、美容及日用品、玩具、厨房用具和瓶盖等。同时,DuraSense可减少高达60%的塑料使用,从而降低环境中微塑料的残留量,并可重复使用七次,也可以与其他塑料一起进行回收利用,还可以在使用生命周期结束后用于能量回收。
5月17日,湖北中雅新材料有限公司完成了历时7个多月的由可降解材料制成的塑料袋的自然分解实验。该塑料袋选择PBAT作基础材料,实验测试中,这种降解材料60天分解率26.6%,180天75.7%,在填埋条件下360天可完全降解。
中雅与华中科技大学合作研发生物降解材料,目前已研发出第三代产品,可应用于工业、农业、生活、医疗等多方面。
5月初,尼西亚公司Evoware公布其创造了两种海藻基材料。一种是可生物降解的,设计用于非食品产品。与塑料不同,消费者不需要担心使用后会在哪里结束。另一种是被设计用于食品包装的可食用材料。这种海藻基材料可溶于温水中,即使在非溶解状态下也可完全食用。并且无味无嗅,同时含有大量的纤维,维生素和矿物质,适合人类食用。
当然,Evoware公司的目的不是要用海藻来取代所有的塑料用途,而是专注于较小的产品,如食品袋和包装,以及其他小产品如肥皂的包装。
在各种立法背景和市场对此类材料的需求量大的情况下,欧洲环保联盟于4月底启动BIO 项目并研发针对需求的定制材料,来作为传统塑料材料的替代品。该项目的主要目标是开发适用于大众市场一次性产品的可堆肥降解材料,了解不同产品的生物降解情况,并知道它们的使用寿命。
3月22日英国伦敦动物园协会联手罐装水公司CanO Water和时尚设计师Christopher Raeburn,为伦敦动物园设计了一款特别的罐装水,瓶身是可替代塑料瓶的易回收材料。不同于普通的易拉罐,它的铝罐采用了特别的可重新密封的开口设计,能像水瓶一样放在包里。
CanO Water提出用铝罐来代替塑料瓶,主要是看中了铝的高回收率,并表示我们今天使用的铝,有75%是在19世纪首次开采的,它可以被无限循环使用。而塑料在回收过程中会不断降级,直到无法回收利用。
塑料拥有巨大的碳排放量:生产这种以石油为基础的材料每年至少带来1亿吨碳排放量。如今,一个美国研究团队发明了一种利用糖和玉米芯制造塑料的廉价方法。实现该方法的关键是一种名为γ-戊内酯(GVL)的溶剂。GVL是一种没有颜色的液体,可从玉米芯等可再生能源中获得。和现有方法相比,这会降低成本并且节省能源,那么或许有一天可降解塑料将代替全球最常见的PET塑料。
年初,一种具有完全自主知识产权的生物基可降解新材料聚乳酸生产新技术,在我国河南省南乐县产业集聚区落地量产。这种由玉米为原材料生产制造的塑料袋,通过了欧盟EN13432降解认证和欧盟OK-BIOBASED生物基材料认证,已经出口到欧洲、美国、日本等市场,在国外市场供不应求。
该可降解塑料包装,废弃后,埋在地下,可以在3—6个月内降解成二氧化碳和水,能有效解决城市白色污染问题。不过目前,用可降解的材料生成产品,其成本接近传统材料的两倍。因此,这些产品主要出口到严格限制传统塑料袋的国家或地区。
如今,不同的生物替代品已经被用于塑料包装,但是需要更多的研究来彻底取代石油基材料,还需要科技不断探索。若塑料替代材料成本能够降至传统材料的水平,就有望在全国乃至全球范围内大规模普及。实际上,减少塑料的使用量并用可再生、可追溯的材料来替代它,是一个渐进的过程,需要在不断探索中寻求更好的解决方案。
随着新材料、新科技的推出,可降解材料,一定是未来的趋势。尽管目前研发投入很大,还未产生明显的经济效益,但毋庸置疑的是可降解材料的研发我们还要坚持下去,以期能够真正从源头上解决塑料污染问题,实现全球可持续发展。
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