可降解改性尼龍塑料 VS 再生塑料：誰更有效？誰更環(huán)保？

2023-07-12 17:12:21 點擊數(shù)：來源：http://www.v2020.cn

在海洋最深處，馬里亞納海溝 11000 米的地方?jīng)]有任何生命的跡象，但在這里卻發(fā)現(xiàn)了人類活動的產(chǎn)物—— 塑料。

塑料是現(xiàn)代工業(yè)最重要的基礎(chǔ)材料之一，據(jù) Our World in Data 統(tǒng)計，1950 年至 2015 年，人類共生產(chǎn)了 58 億噸廢棄塑料，其中超過 98%被填埋、遺棄或焚燒，僅有不到 2%被回收利用。

據(jù) Science 雜志統(tǒng) 計，中國由于其全球制造業(yè)基地的全球市場角色，廢棄塑料量居全球第一，占比達 28%。這些廢棄塑料不僅污染環(huán)境、危害健康，還占用寶貴的土地資源。因此，我國已開始高度重視白色污染的治理。

▲塑料發(fā)明后的 150 年間在洋流作用下，太平洋里形成了三處大規(guī)模塑料垃圾場。

▲全球 65 年的塑料產(chǎn)量中僅有 1.2%被回收，其余大部分被掩埋在人類腳下，等待 600 年的降解。

據(jù) IHS 統(tǒng)計， 2018 年全球塑料應(yīng)用領(lǐng)域主要為包裝領(lǐng)域，市場占比達到了 40%，而全球塑料污染也主要來源于包裝領(lǐng)域，占比高達 59%。包裝塑料不僅是白色污染的主要來源，還具有一次性（如果循環(huán)利用，循環(huán)次數(shù)高）、難回收（使用和遺棄渠道分散）、對性能要求不高和對雜質(zhì)含量要求高的特點。

表 1 ：2018 年全球塑料應(yīng)用領(lǐng)域分布

表 2：2018 年全球白色污染來源分布

可降解塑料和再生塑料是潛在的解決白色污染問題的兩種選擇。

可降解塑料

可降解塑料是指其制品的各項性能可滿足使用性能要求，在保存期內(nèi)性能不變，而使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料。

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可降解塑料的降解過程

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可降解塑料的分類

可降解塑料可以通過降解方式或者原料的不同進行分類。

按照降解方式分類，可降解塑料可以分為生物降解塑料、光降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大類。

目前，光降解塑料、光和生物降解塑料的技術(shù)還不成熟，市場上的產(chǎn)品較少，故此后提到的可降解塑料均為生物降解塑料和水降解塑料。

按照原材料劃分，可降解塑料又可分為生物基可降解塑料和石油基可降解塑料。

生物基可降解塑料是以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的塑料，能夠減少對石油等傳統(tǒng)能源的消耗，主要包括 PLA（聚乳酸）、PHA（聚羥基烷酸酯）、PGA(聚谷氨酸)等。

石油基可降解塑料是以化石能源為原料生產(chǎn)的塑料，主要包括 PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT （聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯）、PCL（聚己內(nèi)酯）等。

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可降解塑料的優(yōu)勢

可降解塑料在性能、實用性、降解性、安全性上都有其優(yōu)勢。

在性能上，可降解塑料可以達到或在某些特定領(lǐng)域超過傳統(tǒng)塑料的性能；

在實用性上，可降解塑料有與同類傳統(tǒng)塑料相近的應(yīng)用性能和衛(wèi)生性能；

在降解性上，可降解塑料在使用后，可以在自然環(huán)境下（特定微生物、溫度、濕度）較快完成降解，并成為易被環(huán)境利用的碎片或無毒氣體，減少對環(huán)境的影響；

在安全性上，可降解塑料降解過程產(chǎn)生或殘留的物質(zhì)對環(huán)境無害，不會影響人類和其他生物的生存。

而目前替代傳統(tǒng)塑料的最大阻礙，也是可降解塑料的缺點是其生產(chǎn)成本較同類傳統(tǒng)塑料或再生塑料高。

因此，在包裝、農(nóng)膜等使用時間短、難以回收分離、對性能要求不高、對雜質(zhì)含量要求高的應(yīng)用領(lǐng)域，可降解塑料更具替代優(yōu)勢。

再生塑料

再生塑料是指通過預(yù)處理、熔融造粒、改性等物理或化學(xué)的方法對廢舊塑料進行加工處理后重新得到的塑料原料。

再生塑料最大的優(yōu)點是價格比新料和可降解塑料便宜，且可以根據(jù)不同的性能需要，只加工塑料的某方面屬性，并制造出對應(yīng)的產(chǎn)品。

在循環(huán)次數(shù)不太多的情況下，再生塑料能保持與傳統(tǒng)塑料相似的性能，或者可以通過再生料與新料混合的方式，維持穩(wěn)定的性能。但在多次循環(huán)之后，再生塑料的性能下降很大，或到無法使用的程度。

此外，再生塑料在保證經(jīng)濟性的前提下較難保持良好的衛(wèi)生性能。因此，再生塑料適用于循環(huán)次數(shù)不多，且對衛(wèi)生性能要求不高的領(lǐng)域。

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再生塑料的生產(chǎn)流程

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常見塑料再生后的性能變化

備注：熔體指數(shù)，塑膠材料加工時的流動性；比粘度，單位體積液體的靜態(tài)粘度

對比

可降解塑料

再生塑料

通過比較，可降解塑料因其有更穩(wěn)定的性能和更低的回收成本，在包裝、農(nóng)膜等使用時間短、難以回收分離的應(yīng)用領(lǐng)域更具有替代優(yōu)勢；而再生塑料因為有更低的價格和制作成本，在生活用具、建筑材料、電器等使用時間長、易于分類回收的應(yīng)用場景更具有優(yōu)勢，兩者相得益彰。

白色污染主要來源于包裝領(lǐng)域，可降解塑料的發(fā)揮空間更大，隨著政策推動和成本降低，未來可降解塑料市場前景廣闊。

表 3：可降解塑料與再生塑料特性對比

在包裝領(lǐng)域，可降解塑料的替代正在實現(xiàn)。塑料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，不同的領(lǐng)域?qū)τ谒芰系囊笠膊槐M相同。

汽車、家電等領(lǐng)域?qū)λ芰系囊笫墙?jīng)久耐用、容易分離，且單體塑料用量較大，故傳統(tǒng)塑料的地位較為穩(wěn)固。而塑料袋、餐盒、地膜、快遞等包裝領(lǐng)域，由于塑料的單體用量低，容易污染，難以高效分離，這使得可降解塑料更有機會在這些領(lǐng)域成為傳統(tǒng)塑料的替代品。從 2019 年全球可降解塑料需求結(jié)構(gòu)也驗證了這一點，可降解塑料的需求主要集中于包裝領(lǐng)域，軟包裝和硬包裝占比合計達到 53%。

西歐和北美的可降解塑料發(fā)展較早，已經(jīng)初具規(guī)模，應(yīng)用領(lǐng)域集中在包裝行業(yè)。2017 年，西歐可降解塑料總消費量中，購物袋和生產(chǎn)用袋占最大份額（29%）；2017 年，北美可降解塑料總消費量中食品包裝，餐盒和餐具占最大份額（53%）。

表 4：2019 年全球可降解塑料消費結(jié)構(gòu)