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当促进生物降解塑料实用化进程的思考上

发布时间:2021-09-14 18:16:06 阅读: 来源:发泡水泥板厂家

促进生物降解塑料实用化进程的思考(上)

1 背景

进入21世纪以来,全球经济仍继续不断增长,发达国家经济持续、稳步发展,发展中国家的经济则呈快速增长之势。加上全球人口膨胀及对资源的肆意开发,由此使本来已比较短缺的能源更趋紧张,日趋减少的不可再生资源更显贫乏,脆弱的环境问题日加严峻。如何构造一个与资源环境和谐发展、循环经济型、可持续发展的社会是全球各个普遍利用单片电机路进行控制国家、各个产业部门以及作为社会的一员都必须严肃面对的问题,也是社会发展的主要方向。

众所周知,对传统材料而言,塑料是一类新兴材料,其质轻、综合性能好、易加工等诸多优点,已被社会和广大群众青睐,已广泛用于工农业及人们生活各个方面,并在许多应用领域在质和量方面弥补其它传统材料的不足,其在国民经济中发挥着巨大的作用,给人们生活带来的极大方便,已成为无可争辩的事实。但任何事物,均有其两面性,随着塑料材料特别是一次性塑料制品如包装薄膜(袋)、餐饮具、地膜等应用的不断扩大,消费量的不断增多,其废弃物很难收集,又不易在自然环境中降解。由此引发的环境问题已受到社会的倍加责难。国外发达国家的塑料废弃物过去主要与城市固体废弃物(MSW)一起采用填埋和焚烧处理,但这些处理方式也存在许多不足和负面影响;回收利用(包括材料、能量、燃料、肥料等)是解决由MSW造成的环境污染、资源再利用的有效措施,但在现实生活中,并不是所有塑料废弃物都容易或适宜回收利用。而另一方面,20世纪快速发展的塑料材料,其原料均主要来源于石化资源,而石化资源的形成过程需经历千这些因素致使材料快速氧化百万年,因此可视为不可再生资源。据资料报导,世界可开采和探明储量的化石燃料资源,如按现在消费水平计算只能再提供50~100年,而据日本资料报导,全世界石油可开采的年限40多年,天然气60多年,虽然还会发现新的矿源,但也必须注意到由于人口的增长以及发展中国家人们生活水平的不断提高,需求会进一步增长,上述开采的年限也将会受到一定影响,而且届时石油燃料的价格必然增长,而石油化工产品的价格也会随之大增,因此对塑料工业发展而言,有限的资源十分令人担忧。目前,欧美发达国家政府和产业界,正着手研究制定利用再生资源补充或替代目前过于依赖的、不可再生而又日益减少并面临枯竭的化石燃料资源的策略。因此从可持续发展的视角,节约能源和资源的替代已成为形势所迫,是一股不可抗拒的潮流,在这样的历史背景下,生物降解塑料(BDP)的研发和加快实用化、产业化进程已成为全球瞩目的热点1。

2 简况

近年来美、日、欧洲等国家十分重视BDP,特别是其原料来自可再生资源或废气综合利用(如CO2)的生物质塑料的发展。据资料报导2,全世界2002年BDP市场规模90~105kt,其中美国50~60kt,德国30~35kt,日本10kt弱。

美国Nature Works(原Gargill Dow)公司已建成年产140kt以淀粉为原料的聚乳酸(PLA),商品名“Nature Works”,据称2004年产量达70kt左右,其成本已从原来8000美元/t下降到2000~2500美元/t,该生产线是至今世界上BDP生产规模最大的生产线,其产品除在美国本土加紧应用开发外,主要出口日本、德国等国家,正大力开拓用途。另Du Pont(杜邦)公司、Eastman Chemical(伊斯特曼)公司开发的化学合成系BDP——脂肪族/芳香族共聚酯,商品名分别为“Biomax”和“Eastar Bio”,已建成万吨级规模生产线;Dow chemical(道化学)公司开发的聚己内酯(PCL),商品名“TONE”,已建成年产4.5kt生产规模,并均已投入批量生产;其它还有Environmental Products(环保材料公司)开发的聚乙烯醇(PVA),已建成年产10kt生产规模。

欧洲近年来也加紧BDP开发,德国已商品化的产品有Bio Tec(生物-特可)公司开发的如果故障被排除淀粉基塑料,单一或与其它品种BDP混合制造餐饮具、托盘和薄膜,商品名“Bio Plast”;BASF(巴斯夫)公司开发的脂肪族/芳香族共聚酯,已建成年产8kt生产规模,商品名“Ecoflex”;Bayer(拜尔)公司研发成功的淀粉/聚氨酯共混型BDP,该技术已在美国、欧洲获得专利权。意大利Novamant(诺曼)公司开发的淀粉/BDP(PCL、PVA、PLA等)塑料合金“Mater-Bi”,是最早投入市场的BDP,已建成年产20kt生产规模。荷兰Rodenburg生物聚合物公司以废弃的马铃薯皮为原料,研发成功的淀粉基塑料“Salany l”,已建成年产千吨级试验规模工厂,并已批量生产。

日本是BDP研发和应用开发最为活跃的国家之一,特别是在应用技术开发方面投入相当大的人力、财力、物力,并已在包装和非包装领域取得可喜的进展。日本开发的主要特点是除在其国内加强具有自主知识产权产品的研发外,相当大的力量是与国外已工业规模生产的公司合作,根据不同特性和市场需求,进口已商品化的产品,加强市场开发和市场培育,从而大大缩短了商品化进程。目前已进入实用化的产品有昭和高分子公司、三菱化学/味素公司分别建成的年产3kt的脂肪族聚酯(PBS)“ビオノーレ”和“GS-Pla”;ダィセル化学工业公司年产1kt的PCL及其共聚酯“セルダリーンPH”和“セルダリーンGBS”;クラレ可尔而、日本合成化学工业、アィセロ化学公司已工业规模生产的PVA,商品名分别为“ボバール”、“ゴーセノール”、“ドロンVA”等(详见表1)。

表1 日本生物降解塑料开发及欧美主要公司生产概况(2003年6月前数据)2,3

normal >分类

normal >高分子名称

normal >商品名

normal >制造企业

normal >规模t/a①

nor从各种不同角度开发出丰富的节能方案mal >备注

normal >微生物产生系

normal >聚烃基丁酸酯(PHB)

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