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甄别澄清“降解塑料”欺世惑众的环保概念

2018-11-27 16:44

发明合成树脂而加工塑料至今,已有 100 多年历史了。尤其近几十年来,塑料加工行业形成独立经济门类,有非常完善工业体系,构建了商业社会的价值链、产业链、利益链、生态链,处于国民经济有着举足轻重的地位。根据联合国对现在社会工业产业区分了 41 大类 191 中类 525 小类中,在 525 个小类中几乎离不开塑料产品。

塑料特性,由于质量轻、耐腐蚀、可塑性强、老化期长、比重小于水(如:浮在水面)、不能在自然环境里自动消失参加碳循环、成为垃圾后难处理等。若人们对产品类别区分不清,概念混乱,理论误导,定位不准,将会错误引领行业发展方向,阻碍经济发展和社会进步。为此,塑料领域一些名词作必要概述,这对产业规划和发展起到了重要的作用。

由于塑料具有独特的性质,在使用弃置后,存在自然环境种不容易自动降解消失,上百年也不会降解,造成视觉污染和破坏生态平衡。随着科技发展和社会发展要求,人们研究和开发新型热塑性可降解材料替代传统塑料的使用,便出现了“降解塑料”的概念。

为了实现“降解塑料”的愿望,既有环保的要求,也有无限的商机。各国政府、科研机构、企业和民间团体等科研人员不遗余力地投资研发和生产。经过 20 多年来的努力,塑料领域增加了新的成员,那就是生物塑料。目前,塑料领域存在石化塑料与生物塑料两大阵营。

无论是石化塑料,还是生物塑料,都存在生物可降解性和生物不可降解性的特殊性,关键是加工塑料的原料性质属性和塑料分子式的结构,且必须在特定的环境中,才能引起微生物(如:细菌、藻类等)对塑料敏感性,方可成为“降解塑料”,否则,“降解塑料”仅是徒有虚名,无法达到人们的期望的丢去就快消失的要求(许多生产者,自称 180 天就能全部降解的谬论,他借以只在实验室环境下可实现的,

便鼓吹在天候环境里就能在 180 天全部降解,这误导决策者和消费者)。

由于“降解塑料”种类繁多,目前已有 15 种类之众。技术路线、采用原料、生产方式、商业模式等各有不同,对环境、社会、经济、生态效益的贡献率各有千秋,各自产品成本差异较大,产品质量相差较远。因而,政策鼓励“降解塑料”产业发展,应采用共性标准给予引导,共性标准就是对环境、社会、经济、生态效益的贡献率提升,尤其在低碳经济和可持续发展浪潮推动下,节约能耗,减少碳排放量的环保行动,环保就是达到资源化、无害化、减量化的要求,应该放在第一位。

“生物降解”不一定是环保的,而具备环保功能塑料一定是可降解的。因此,不能以点盖全、有失偏颇。

“降解塑料”技术路线分为:化学合成法、生物发酵法、高分子接枝法,各自基本上有专利权的保护,要将“降解塑料”产业发展起来,受到一定的局限性。无论采用那一种技术路线,其在产品生命周期中和产业链各环节里,都存在不同程度污染环境的问题,选择产品共性标准才是正确的道路和方向。发展“降解塑料”产业是大势所趋,制定产业政策,不能忽略制造“降解塑料”过程中污染转移问题, 更不能破坏共性标准业态的健康发展。

塑料,顾名思义就是具有可塑性的材料,成形品,人们非常熟悉,是生产生活的必需品,又是消费品。目前,塑料无处不在,无时不有的境地,应用广泛,用量大、价值高。塑料继金属、水泥、木材成为国民经济发展四大支柱材料之一。

可塑性分为:热塑性(如:人工合成的化石树脂、生物树脂、天然树脂等,经加热后可以塑造成新的形态)与常温塑性(如:金属、竹、木等,加外力后可以塑造成新的形态)。人们通常指的塑料,就是以石油、天然气、煤炭等矿物为原料炼化衍生合成的副产品——化石树脂,以此化石树脂为原料,经过设备加热后可塑成型为各种用品,即是塑料。

塑料——指以合成树脂或天然树脂为基础原料,在一定温度、压力下,加工塑制成型制品。按其原料性质区分为:石化塑料、生物塑料;按其功能区分为:不可降解塑料、可降解塑料;按其外观区分:硬性塑料,软性塑料。按其加工方法区分: 薄膜类、吸塑类、注塑类、发泡类、纺丝类、吹塑类等。

树脂——是指受热后有软化或熔融范围,作为加工塑料的原料任何聚合物。按其原料性质分为:化石树脂、生物树脂。

母料——指在树脂加工塑料制品过程中,为了达到设定产品性能的目的,而需添加的填充物材料。按其原料性质分为:石化类母料、生物类母料。

化石树脂——指以石油、天然气、煤炭等矿物为原料炼化衍生合成的聚合物, 通过高分子式不同的设计,可分为化石类降解树脂(如:PBS、PBAT、PCL、PVA 等)、化石类不可降解树脂(如:PE、PP、PVC、PS 等)。

石化塑料——通常指石化合成树脂为原料进行加工的成型品。分为:不可降解塑料、可降解塑料。

生物树脂——指以年生植物果实(一般指淀粉、糖类)等天然物质为原料,通过高技术手段而制备的热塑性生物材料(如:PLA、SBC、PHA 等),分为:可降解树脂、不可降解树脂(如:生物基 PE)。

生物塑料——指生物树脂为原料进行加工的成型品。分为:低碳塑料、可堆肥塑料、可降解塑料、不可降解塑料。

降解塑料——指塑料弃置后,在特定的环境(如:光、热、水、氧、微生物、试剂等)下,促使塑料分子量降低,或分子键断裂,物理性能降低,或化学反应使之改变性质,最后改变其原有的形状,丧失塑料的物理性能,最后从视觉消失,或转化为大自然友好的物质,参与大自然碳循环。其降解方式:如:光降解、氧化降解、光—生物降解,生物降解,老化降解、溶解等。

生物可降解塑料——特指实验室培育微生物的环境或大自然的微生物(如:藻类、细菌、微生物等)对塑料具有敏感性,在微生物等作用下,最终将弃置塑料分解成为对土壤友好物质(如:二氧化碳和水等)存在,不会对其周边的环境造成污染。按其原料性质分为:石化基生物可降解塑料、生物基可生物降解塑料。

石化基生物可降解塑料的降解机理,塑料弃置后,由于在材料本身的分子结构或酸碱度的作用下,经过一段时间,使其物质的长分子键断裂,形成小分子,当其小分子达到一定微小量级后,被微生物利用而消失,对土壤无害,也无益。

生物基生物可降解塑料的降解机理,塑料弃置后,被大自然微生物(如:霉菌、细菌等)蚕食转化为糖类,逐渐消失,物质回归大自然,参与大自然碳循环,对土壤无害,且对土壤水肥输送系统,具有微量改良的作用。

低碳塑料——指以植物为原料制备的塑料,在产品生命周期中,相对石化塑料比较低的碳排放塑料,称为低碳塑料。碳的排放量与塑料含量植物碳有直接关系。

生物可完全降解塑料——常指符合欧洲 EN13432、美国 ASTM6400 检测标准(中国引用以上两个检测标准),称为生物可完全降解塑料。欧美颁发符合这个标准的证书,均属于民间机构,在行业具有权威性,政府给予认可。主要核心内容是:在实验室的虚拟大自然具有微生物充分的环境下,温度保持约 60℃环境里堆埋 180 天,使塑料减量化达到 90%以上,则称为生物可完全降解塑料。不过,在天候情况

下,这种环境很难达到,因而其商业价值大于实用价值。

可生物降解塑料——通常指不具备生物可完全降解塑料(即是不符合 EN13432、

ASTM6400 检测标准)功能,但能被微生物利用的塑料,在较短时间内(一般在 1 年内)其减量化达到一定量(>51%),称为生物可降解塑料。但无需上百年才能降解消失,而塑料成本低,对环境污染较轻,处理也较为方便。

生物可完全降解塑料,目前开发的种类 15 种等,均比水重,比重大于 1,按其原料来源分为:化石类(如:石油、天然气、煤炭等)、生物类(如:植物果实、根茎等)两种。技术路线分为:高分子接枝法、生化合成、化学合成;应用领域: 高分子接枝法可全覆盖塑料品种、生化合成与化学合成分别覆盖某一类塑料品种。

甄别澄清“降解塑料”欺世惑众的环保概念

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