促进生物降解塑料实用化进程的思考

唐赛珍  陶欣

中国降解塑料网

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2002BDP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/BDPPCLPVAPLA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1ktPCL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)。

日本生物降解塑料开发及欧美主要公司生产概况(20036月前数据)23

分类

高分子名称

商品名

制造企业

规模t/a

备注

微生物产生系

聚烃基丁酸酯(PHB

ビオグリーン

三菱气体化学(日)

10→1000

H

聚烃基丁酸/戊酸酯(PHBV

-

钟渊化学工业(日)

-

H-S

化学合成系

聚乳酸(PLA

Nature Works

レイシア

ラクトロン

フラメート

バイロエコール

エユプラスチツク

Nature Worke(NW.)

三井化学(日)

カネボウ合纤(日)

大日本油墨化学工业

东洋纺织(日)

トヨタ自动车(日)

140000

500(与NW合作)

 

 

 

100

H

聚已丙酯(PCL

TONE

Dowchemical(美)

4500

 

聚(已丙酯/丁二酸丁二酸酯)

セルグソーンPH

セルグソーンGBS

ダイセル化学工业(日)

1000

S

聚丁二酸丁二酸酯(PBS

GS-Pla

三菱化学/味素(日)

3000→30000

聚(丁二酸丁二酸酯/已二酸酯)

ビオノーレ

昭和高分子(日)

3000→6000

Enpol

Ire Chemical

8000→50000

聚(丁二酸丁二酸酯/碳酸酯)

エーバツク

三菱气体化学(日)

中间试验→10000

聚(对苯二甲酸乙二醇酯/丁二酸酯)

聚(已二酸丁二醇酯/对苯二甲酸酯)

Bicmax

Ecoflex

Du Pont(美)

BASF(德)

90000

8000→30000

聚(已二酸四甲基酯/对苯二甲酸)

聚(已二酸丁二醇酯/对苯二甲酸)

Eastar Bio

Enpol

Easlman chemical(美)

Ire Chemical

15000

8000→50000

聚乙烯醇

ポバール

ゴーセノール

ドロンVA

可尔而(日)

日本合成化学工业

アイヤロ化学(日)

200000

H

聚乙二醇酸

-

吴羽化学(日)

中间试验

S

天然材料系

酯化淀粉

コーンポール

コーンスターチ(日)

中间试验

H-S

醋酸纤维素

セルグリーンPCA

ダイセル化学工业(日)

帝人(日)

100000

H

脱乙酰基壳多糖/纤维素/淀粉

トロンCC

アイセロ化学(日)

中间试验

H

淀粉/化学合成生物降解塑料

Mater-Bi

ブラユーン

Novamont(意)ゲミテツク

日本食品工业(日)

20000+15000

中间试验

H-S

淀粉基生物降解塑料

Solany 1

Rodenburg生物聚合物公司(荷)

7000

资料来源:D.Riggle,Biocycle,March,P.64(1998)下里纯一郎,环境机器,8月号P.981999),BPS调研。过去一年内公布的扩建计划。

包括普通PET能力

包括维尼仑原料、纺织浆料、纸涂料、乳化剂、包装薄膜等费用途总消费量

包括纤维原料,照片用薄膜等用

树脂的基本特性:H=硬质树脂(玻璃化温度>室温)S=软质树脂(玻璃化温度<室温=,类似LLDPEPPPET

我国近两年来BDP正掀起新的研发热潮,并取得了可喜进展。已批量生产或正在进入中试规模的品种有聚羟基脂肪酸酯(PHAPHBPHBVPHBHHX等)、PLAPBS、改性PVA、二氧化碳共聚物(亦称脂肪族聚碳酸酯、APC)、淀粉基塑料等,其中APC是我国具自主产权,技术水平已列世界前茅的生物质塑料,主要研发单位有中科院长春应化所和广州化学所,内蒙古蒙西高科技材料股份有限公司采用长春所的技术成果和专利技术建设了年产3kt的二氧化碳/环氧丙烷共聚物(PPC)生产线,江苏金龙绿色化学有限公司利用广州化学所的专利技术建设了年产2kt的二氧化碳/环氧乙烷共聚物(PEC)及以其为基料的聚氨酯泡沫塑料,目前正大力对APC进行改性和产品应用开发。PHA是我国研发较早、投入力量较大的品种之一,主要研发单位有清华大学、中科院微生物所、宁波天安生物材料有限公司(已建成年产1kt中试规模生产线)、天津国韵生物科技有限公司、江苏南大集团、汕头联亿生物工程有限公司等。PLA主要研发单位有中科院长春应化所、上海同济大学,上海微生物所、浙江台州海正集团有限公司(正在建设年产5kt生产线)。PBS主要研究单位有中科院理化所、海尔科化工程塑料国家工程研究中心股份有限公司,正在进行和小批量试产,并积极开拓用途、中试规模试验。改性PVA及生产薄膜技术主要开发单位有北京工商大学(干法),其技术成果已转让至山东烟台阳信塑料有限公司,正在建设一条年产1kt生产线;株洲工学院和广东肇庆合作开发的PVA湿法流延膜生产线,已批量生产;北京基隆天创科技开发公司、北京丰阳塑机公司和河北雄县特立塑胶薄膜厂除共同开发PVA改性及干法吹膜技术外,还开发了淀粉/PVA合金技术,计划将在北京大兴工业园区建成年产5kt10条生产线)生产规模,其厂区建设及第一条0.5kt示范生产线将于20056月中建设完成;中科院兰州化物所、广东肇庆华芳降解塑料有限公司开发的淀粉/PVA合金及干法吹膜技术也已建成年产1kt生产线,并正扩建3 kt生产线和开拓应用中。淀粉基BDP主要研发单位有广东三九苏石生物降解材料有限公司,淀粉发泡缓冲包装材料淀粉/PCLPLA共混粒料已批量生产,并出口日本、韩国等国家。

3 特点

BDP的研发历史已不算太短,但由于其技术的复杂性、涉及学科多、其用后回归自然也受到一定的环境制约,而更主要的是其应用、加工性能还存在一些不足和价格高昂等,因此较长时间以来一直停滞在研发、小试、中试阶段。进入21世纪以来,鉴于资源、环境的压力,而且从美国PLA年产140kt生产规模的建成,性能的不断改进,成本大幅度降低,并通过了可生物、可堆肥化的认证,由此给广大研发者看到了希望,增强了信心,更激发了开发和产业化的热潮,概括近年来推动BDP快速发展的几个主要特点:

3.1 资源、环境压力,政府热情关注和扶植

BDP研发初衷主要在于治理环境问题。随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,塑料特别是一次性塑料包装材料、日用品和地膜废弃物对环境的污染日益加重。另一方面,近年来,石油价格猛长,全球塑料工业界更感日益减少的石油资源对其持续发展所产生的威胁,而塑料材料又已渗透到国民经济的各个领域,几十年应用实践证明,国民经济各部门的技术进步以及人民生活离不开塑料材料,因此如何减少对石油资源的依存是塑料工业乃至全球经济可持续发展的关键,从而对BDP,尤其对来自天然资源的生物质塑料的开发受到了极大的关注。

2003年在日本召开的1stIUPAC生物质塑料国际研讨会上对生物质聚合物进行了明确的定义,它除了具有优异的生物降解性能外,其主要特点是原料来自可再生资源(如淀粉、桔扩),可变废为宝的二氧化碳以及生物聚合物(如核酸、多糖等)。从可持续发展的视角,生物质塑料不仅可以治理和抑制环境污染,而且对有限的石油资源又是一个补充,从而可满足塑料工业可持续发展的要求,适应市场不断增长的需求。

基于生物质塑料对资源、能源和环境等方面的重要意义,目前许多国家的政府对其发展予以热情关注和政策扶植,欧美国家政府正着手研究制定利用再生资源补充替代石化燃料资源的策略,如美国制订的可再生资源开发和利用的战略设想目标中,2020年化学基础产品中至少有10%来自植物/农作物基为原料的可再生资源,2050年将提高到50%4,而且提出无论采用何种技术,凡将现用资源转化为可再生资源,都符合可持续发展方向,也适应环境生态要求。又美国为奖励再生资源的利用,从1996年起设置美国总统绿色化学挑战奖,美国能源部也设立奖金予以鼓励。美国原Gargill Dow公司2002年建成年产140kt以玉米淀粉为原料的PLA项目后,荣获2002年美国总统绿色化学挑战奖,2003年该公司使用再生资源通过生物工程研制PLA的项目,又获能源部200万奖金奖励。另有200万美元奖励采用谷物、纤维素、桔杆等发酵研制PLA及其它产品。美国Melabolix公司研发的以淀粉水解糖为原料的PHABiopol”也曾获能源部开发奖金740万美元。

日本从上世纪90年代以来对生物降解塑料一直予以极大关注及在政策、资金上大力支持,90年代列入国家开发计划的项目如表2所示。

日本90年代有关BDP的国家开发计划

主管部门

项目名称

实施时间

承担单位

通产省

BDP的开发研究

1991-1998

新能源产业技术综合开发机构(NEDO

厚生省

BDP试验方法

1991-1996

(财)生物工业协会(JBA

农水省

BDP食品包装技术

1992-1995

食品工业エユロジカル包装技术研究组合

通产省

BDP薄膜制造技术

1994-1997

(财)エユロジセバンセンクー(CJC

水产厅

关于BDP渔具开发的调查研究

1994-1998

(社)マリノフオールム21理化研究所、兵库县、水平试验

21世纪以来,随着资源环境问题的深入及关注,2002年底日本总理大臣受理了经济产业省提出的生物技术(BT)战略大纲和标准化战略,内阁议会通过了农林水产省提出的生物质·日本(BN)综合战略。战略大纲中对与生物技术有关的产品,从原材料的制造到制品的废弃、进一步再循环(再资源化)达到回收再利用;对资源环境的负荷、循环型体系的影响,对生态体系的影响等方面积极进行研讨评价;并决定制定积极综合利用农林水产业废弃物及食品废弃物生产能量与生物降解材料、饲料、肥料等的有关研究计划和政策。2003年经济产业省根据BT战略大纲提出实现环境调和型工业的绿色生物方案的构想及进一步开发节省资源、节约能量的生产方法。农林水产省、经济产业省对BT积极予以关注和参与,促进塑料原材料从面临枯竭的石化资源向可再生资源替代政策的实施,生物技术和生物质塑料的研发十分活跃,绿色塑料作为循环型社会的基础材料得以稳步发展3

3.2 加强应用开发和市场培育

目前世界上BDPPLAPCLPBSPVA和淀粉基塑料等虽都有了工业化规模生产,而且有些已达万吨级、10万吨级规模,但由于应用开发和市场培育不力,加上价格过高,因此难于被市场认可,实用化进程受阻,产能不能充分发挥。为了扭转这种不良局面,近年来,欧美日等国家加强了应用开发和大力培育市场,以加速产业化、实用化进程。

3.2.1  加强应用开发

在加强应用开发方面日本进行了大量工作,目前从事成型加工技术和应用开发的企业数倍于绿色塑料开发企业。如日本三菱树脂公司进口美国PLA树脂研制薄膜,商品名“エコロージユ”。研制的薄膜有双向拉伸薄膜、流延薄膜和收缩薄膜,具持久透明性和高耐热及抗冲击性泡罩包装以及具高度收缩性缠绕包装膜等,已用于Sony多功能收音机(ICR-P10)的包装及世界最早用在二面都具有热封性的太妃糖包装。此外还用于一般包装,如点断袋、印刷复合加工膜,带视窗的信封、卡片用膜等。该公司开发的PLA薄膜品种比较齐全、性能良好,目前除极力开拓市场外,还致力于开发高机能性薄膜、片材。日本东セロ公司研发的PLA塑料产品有双向拉伸薄膜“パルグリーンLC”和流延薄膜“パルミール”。前者具有优异的透明性、强度、刚性、耐尺寸稳定性等性能,特别适用于包装和工业用薄膜,可适用于BOPPBOPET大部分用途;“パルミール”流延薄膜可作为密封层与“パルグリーンLCBO”复合,其热封强度可以经受二层制袋加工和自动填充包装,目前正在开发与纸或纸浆模塑制品热熔复合的二层结构的パルミール制品,与原纸热熔复合后可制得具有耐水性、耐油性、耐热性及可生物降解性的食品容器,如托盘、快餐容器、快餐包装等,有望用于超市、连锁店、咖啡店等。此外还开发以下用途:鲜水果包装袋、书刊封筒、农用地膜、标签、磁带基材、医疗卫生用品、建设资材、文娱用品及各种工业用薄膜。

日本对PLA用途的开拓,除食品包装材料外,近年来从资源替代和环保功能角度,正在大力开拓工业包装领域,如NTTドコモ公司开发的带视窗封筒;东芝公司的PC卡片型HD用型发泡材料;富士通公司标准型笔记本电脑壳体;ソニー索尼公司的样机(MD)包装携带式无线电包装材料、携带式AV机筐体以及汽车内饰件等;松下电池工业公司的干电池叠板包装;サンヨーコービツク公司与三井化学公司的CD及包装盒;NEC公司用孟买麻纤维增强改性PLA制造电脑机箱及外壳等。

据报导,日本已工业化生产的BDP主要有PLAPBS和淀粉基塑料,其消费量各占1/3,产品结构:淀粉基塑料主要用于缓冲包装材料、捆包材料,在总消费量中约占35%PBS主要用于农林水产和土木资材,约占30%;部分PBSPLA主要用于包装袋、垃圾袋等包装材料,约占10%PLA主要用于透明带视窗的封筒、文具及其它工业包装材料,约占25%

3.2.2  大力培育市场

BDP进入市场的一个主要壁垒是价格高于普通塑料15倍,因此各国首先开发用于医用材料(如手术缝线、骨科夹板等)和高附加值的包装材料(如化妆品瓶等),而这些用途用量不大,而随着BDP产能的不断扩大,其主要目标应是进入量大面广的包装领域、日用杂品及农用资材等,为了培育市场,许多国家首先从大型活动如奥林匹克运动会(奥运会)、世界博览会(世博会)及公共场所入手,倡导使用BDP包装材料和制品。

1994年欧洲利勒哈默尔举办的冬季奥运会上使用了Bic Pac公司开发的BDP托盘、餐具等,据称该BDP是淀粉基泡沫塑料复合Eastman公司开发的Eastar Bio

1996年美国亚特兰大举办的奥运会上,曾开始试用BDP包装材料;2002年美国盐城举办的冬季奥运会上,除加强回收利用外,也使用了BDP包装材料,使垃圾处理获得了较好的成效,据资料报导,这届奥运会上产生的废弃物824t,再生利用量309t,堆肥化处理484t,填埋31t,回收利用率高达96%

2000年澳大利亚希尼奥运会上,也使用了“Mater Bi”包装材料,较成功地解决了垃圾处理问题,对绿色奥运会的成功举办起了积极作用。

2005年日本举办的“爱资·地球”国际博览会,据称日本经济产生省、农林水产省也大力倡导采用绿色塑料等的包装材料,同时还倡导在机关食堂采用绿色塑料餐具。

美国西北部大型Wal超市90家连锁店推广应用Earthshell Corp公司生产的BDP一次性食品容器和包装材料,另据报导,美国Earthshell cerp公司开发的BDP食品容器和餐饮具已获美国国防部及其在世界各地美国驻军使用认可,据称美国国防部每年用于食品容器的消费额达1亿美元。

德国在其中部一城市(20万人口)的小卖店、超市进行试范,倡导采用BDP包装袋及容器,用后投入专用垃圾箱,收集后送到堆肥化设施公司进行堆肥化试验,该BDP已经DIN CERTCO1BAW标志认证。该项目由1BAWDINCERTCO、ワイマール大学联合实施,资金由德国联合水产部支助50%,其余50%由相关企业赞助。

3.3  检测方法、相关标准和认证标志的建立和完善

建立和不断完善统一的检测方法、相关标准和认证标志是确保BDP健康、顺利进入市场的主要因素,近年来国际标准化组织(ISO)及欧美日等国家在这方面进行了大量工作。

检测方式

当前国外对BDP生物降解性能大部分通过下列三种方式进行检测:

最终碎裂结果:完成堆肥过程后,最终碎裂结果不得残留有可供辨认的塑料;

生物降解程度:应具有与天然材料如落叶、木屑等同的降解速度,并通过微生物分解转换成二氧化碳和水;

毒性测试与要求:堆肥环境中不应对作物生长造成影响,土壤中的重金属含量不得超过环保的限制指标。

标准试验方法

1999ISO发布了世界统一的BDP标准试验方法:ISO14851(水系培养液中需氧条件下塑料材料生物降解能力的测定——通过测定密封容器氧化消耗量的方法);ISO14852(水系培养液中需氧条件下塑料材料生物降解能力的测定——通过分析释放二氧化碳的方法);ISO14855(可控堆肥条件下塑料最终需氧生物降解能力和崩裂的测定——通过发析释放的二氧化碳的方法);2003年又发布了ISO16929(在定义堆肥条件下,中试规模试验中塑料材料崩解程度的测定)。

认定标准

常被标准、认证和组织引用的标准:美国ASTM D6002-96(环境降解塑料可堆肥化认证法规);美国ASTM D6400-99(可堆肥化塑料的规范)。

认证标志

国外较具知名度的认证标志有美国可堆肥认证标志、日本绿色塑料可堆肥认证标志、德国可堆肥认证标志、欧盟CK可堆肥认证标志等。

3.4  大型石油化学公司及生物工程技术公司纷纷加盟

通过近10年的研发和应用实践,BDP作为一类新型材料的功能无论从地球环境保护角度或从取之不尽的可再生资源以及从实施可持续发展方向的战略高度都具有重要意义。因此近年来被国外许多有实力的大型石化公司、生物工程技术公司前景看好,纷纷加盟,如美国Du PontEastman Chemical Dow Polymer,德国的BASFBayer,日本的三菱化学、三井化学、三菱气体化学等均投入相当大的人力、物力量进行研发,大大加强了BDP的研发实力,加速产业化进程。

4 思考

DBP是塑料家族中带环保功能的一名新成员,是环保材料中一棵幼苗,是材料领域中一类技术比较复杂,有较高技术内涵、学科涉及面广、受环境因素制约多、试验评价难度大的新型材料,同时又是一类可充分利用可再生资源、符合循环型社会发展、用途广阔的生物质材料。因此尽管其研发历史不短,但目前仍处于研发和逐步推向实用化阶段,如何加快发展,谈几点看法:

4.1  产品定位

·根据BDP的特性,市场需求,合理选材,物尽其用,如PHA综合性能好,但价格过高,可首先考虑用作医用材料及与其它BDP共混,改进或提高某些性能;APC阻气性好,可先从肉类、果蔬保鲜包装入门;PLA价格较低,可考虑开发薄膜、容器等包装材料及医疗卫生用无纺布、纺织品等;PVA可重点开发透明包装薄膜,阻透性材料,水溶性包装等,淀粉/PVA价格较接近普通塑料,可开发垃圾袋、超市购物袋、农用种子袋等;

·商品化社会中,产品价格起绝对杠杆作用,因此产品开发必须充分考虑具市场承受能力,当前在BDP价格过高的情况下,可先从高附加值包装材料、医用材料、土木资材、工业包装入手,然后逐步扩大量大面广的包装材料及农用资材的应用。

4.2提高应用性能5~7

·通过不同品种的BDP共聚、共混、合金化改性,如PHAPCLPBSPECPLA共混制得的薄膜,可明显改进机械物理性能和阻气性能,耐热性、弹性率等;PLA与其它脂肪族聚酯共混可制得刚性、韧性兼优、易加工的薄膜。

·在易回收利用的工业包装领域,可与适量普通塑料共混改性,提高机械物理性能等;

·无机粉体材料、纳米材料填充改性,提高刚性、力学性能等;

·通过改进加工技术、结晶化速度提高强度、耐热性等。

4.3降低成本

·与天然材料(淀粉、纤维素等)共混;

·与无机粉体材料(碳酸钙、滑石粉等)共混;

·引进易生物降解基团或中低分子量聚合物进行嵌段共聚;

·在易回收的工业包装材料,可与适量普通塑料共混;

·从工艺过程挖潜,提高收率,降低废品率,加强边角料在线回收利用。

4.4发展思路

·加强产学研相结合研发,特别应加强产品开发、用途开拓和实践跟踪、积累数据,不断返馈,以求技术不断完善,产品性能不断提高;

·适量进口国外已大规模商品化的BDP树脂,加紧产品开发,一方面可为国内市场培育开路,同时充分发挥国内加工开发及廉价劳动力的优势,出口创汇;

·加快实用化进程,可借鉴国外经验,先从社会大型活动和公共场所入手,2008北京奥运会,2010年上海世博会是一个很好的契机。而且,生物质塑料从资源替代角度,产品有很大发展空间;

·遵循新产品开发程序,从小到大,循序渐进,任何新产品从研发到产业化总有一个磨合、不断改进过程,从样品到产品也有一个市场检验和认可过程,不可忽略;

·项目上马应从实际出发,围绕技术、经济、资源、市场、价格、环保等多方面因素全方位进行技术经济评价,切忌一窝蜂现象。

BDP的研发与应用,不仅扩大了塑料材料的功能,在一定程度上缓解和抑制了环境矛盾,并可充分利用可再生资源,替代有限的石化资源,有利于确保塑料工业的可持续发展,而且在材料合成技术上充分显示了生物工程技术和合金化工程技术的无穷威力和前景。BDP的发展,方兴未艾、任重道远、前途光明。

主要参考文献

1.唐赛珍、陶欣,可环境降解塑料在保护环境及实施可持续发展战略中的作用,2002中国可持续发展与环境降解塑料工业发展国际论坛论文集,北京,2002P151~154

2.大鸟一史,生分解性树脂の最近の开发动向,JP1Journal200341124~12

3.大鸟一史,生分解プラスチツクーグリーンプラープラスチツクス2004551128~134

4. 朱曾惠,要重视可再生资源的开发和利用——关于美国可再生资源的长远战略设想,中国化工信息 200116/1715

5. 猪股熏,植物系生分解性フイルマの包装材料としての开发的应用にって,JPI Journal ,41(12)

6. John Hudson(Bixby international corp.), New Extruded Sheet opportunities utilizing Biodegrading Polymer, USA, ANTEC 2002 Conference proceedings, Volume III, special Areas.

7. 浦上贞治,微生物生产、天然物の生分解树脂—プラスチツクス“ビオグリーン®”,ポリスーダイジエスト,2003683~95

 

 


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