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| 利于環保塑料制品的發展趨勢 |
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| 來源：中華包裝瓶網 編輯：zynljh 發表時間：2007/12/5 21:14:17 |
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一、塑料應用對環境的沖擊
據統計，近２０年來世界塑料消耗量迅猛增長，２００４年全球塑料生產總量為２２４００萬噸，２００５年其總產量達到２．３６億噸，消費量達到２億噸。預計，到２０１０年，全球塑料消費平均增長率將達到５．３％。
我國可回收塑料廢棄物每年約有４００萬～５００萬噸，實際回收的廢舊塑料約２００多萬噸左右。
塑料應用對環境造成的危害主要有下列四方面：１、石化資源匱乏。
２、塑料加工過程中消耗大量的能源。
３、塑料添加劑生產、使用、副產品、排放物、廢棄物對人體和環境有害。
４、塑料制品不易分解也不易于回收，塑料廢棄物成為污染環境的有害垃圾。
二、環境友好塑料的概念
１、定義在生產、使用、廢棄過程中均不會對環境造成不可逆轉的損害的塑料，即具有高性價比、易于回收利用、采用節能環保方式生產、廢棄后在環境中完全降解，對自然環境、人類、生物圈無害或相對危害較小的塑料材料，均稱為環境友好塑料。
２、環境友好塑料分類１）再生塑料■可多次利用塑料如ＰＯＦ■可循環再生塑料如ＰＥＴ，ＰＶＡＬ２）生物降解■可生物降解塑料（天然高分子及改性物）如淀粉、天然纖維素衍生物及其填充改性ＰＯＦ。
■完全生物降解塑料（生物轉化合成改性物）如淀粉基、脂肪族－芳香族共聚酯、聚羥基烷酸酯、ＰＬＡ。
３、環境友好塑料特點１）清潔化可以進行清潔生產，不需要或只需少量添加助劑就可以進行常規生產的塑料原料。
２）減量化、節能化采用同類、同質、輕質和本體制品或由提高塑料原材料利用率和減小加工能耗的生產方式生產的塑料制品，如氣輔成型，微孔成型，半熔融成型，振動成型技術。
３）資源化生物質資源—采用天然高分子及其通過生物轉化得到有機中間體合成的高分子材料生產的塑料。淀粉、秸稈復合材料，聚β－羥基烷酸脂（ＰＨＡＳ），聚乳酸（ＰＬＡ）。
４）無害化完全降解塑料產品，生物降解和水解高分子材料如ＰＬＡ、聚己內酯（ＰＣＬ）、聚丁二酸丁二醇酯穴ＰＢＳ雪、ＰＶＡＬ。
三、環境友好塑料國內外開發應用現狀
（一）再生塑料
１、再生塑料開發應用
１）木／塑復合材料產業化發展據美國ＰｒｉｃｉｎｐｉａＰａｒｔｍｅｒｓ咨詢公司２００３年研究報告稱，歐洲、北美是目前世界上塑木材料市場最大的地區，約為６０萬噸，其中北美市場約占８５％，預測２０１０年之前歐洲、北美地區木／塑復合材料將分別以１４％和１８％的年增長幅度增長。
木／塑復合材料應用于：護墻板、隔板、裝飾板、建筑模板、高速公路噪音隔板、海邊路板、碼頭站臺板、鐵路枕木、包裝和物流用組合托盤、倉儲架、柵欄、樓梯扶手、戶外露臺等運輸、建筑、公共設施領域。
預測，２０１０年前，木／塑復合發泡材料最大的應用是推出建筑制品。高性能、輕質的木／塑復合發泡材料在汽車內飾及門窗市場上將會有很大的應用。中國將以５０％以上的年均增長率持續發展，中國木／塑復合材料及其制品的產量和產值最終將形成１０００萬噸／年或７００億元人民幣產值的新型工業體系。
２）ＰＥＰ瓶回收利用技術
全球每年飲料瓶廢物消費量１０００多萬噸，其產量和消費量以逐年１０％～１９％速度增長。我國聚酯瓶消費量２００５年為１７８萬噸，據估計其回收率至少在９０％以上。
聚酯廢物瓶回收方法包括物理機械和化學法。機械式回收廢物絕大多數用于生產纖維，部分用于塑料加工（非食品包裝材料及制品）。化學醇解、堿解或水解廢物，生成對苯二甲酸、乙二醇，和乙醛等其他物質。物理回收廢物瓶是采取固相縮聚技術提高廢物性能，再用于灌裝飲料的瓶級料。
ＧＥ塑料公司開發成功用廢舊聚酯瓶制備ＰＢＴ樹脂和ＰＣ／ＰＢＴ混合物。這類樹脂應用目標是汽車工業，其產量的８０％可由廢物廢棄瓶生產。
３）利用廢塑料生產高密度磚
墨西哥將回收的裝香波、酒、礦泉水、飲料等塑料瓶，使用模塑工藝生產出高密度的磚塊，與普通磚相比，具有抗震、壽命長、質量輕、成本低等優點，可節省３０％的建筑費用。
４）廢舊塑料合成高級新型包裝材料
新西蘭成功將廢舊的聚乙烯塑料牛奶瓶和廢物可樂瓶合成為一種新塑料。這種新型塑料比廢物的硬度更大，阻隔氧的效果提高了２～３倍，非常適合作食品的包裝材料。加入適當添加劑后，該塑料的電磁屏蔽性能大大提高，是電子產品理想的包裝材料。這種新型塑料可回收循環使用幾次而性能不會降低。
５）耐用消費品中塑料部件分類
２、再生塑料回收分解處理技術
１）熱解為液體燃料Ａ、廢聚烯烴轉化為芳烴日本川島播磨重工業公司最近已開發出將聚烯烴廢塑料轉化為苯、甲苯和二甲苯，產率分別為：苯１５％、甲苯２０％、二甲苯１５％。剩余組分是少于１０％的乙苯、約３０％的Ｃ１～Ｃ４烴類氣體，以及蠟和焦炭等。
Ｂ、廢塑料解聚為液體燃料波蘭Ｔｏｋａｒ公司已開發出新的Ｔ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｙ工藝流程，并應用于德國科隆Ｅｎｔｓｏｒｇａ的廢塑料回收利用中。該技術是將廢棄塑料通過解聚轉化為液體燃料或用于制備油品餾分，制作時無需加壓。
Ｔ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏｙ工藝過程是廢棄塑料造粒或焚燒的替代方法，因為該工藝過程將廢棄塑料重新轉化為其原始形式，即含有Ｃ１～Ｃ４鏈長的氣體餾分烴類，這種烴類可進一步在煉油廠加工或以燃料油餾分用于家庭取暖。
２）用微波爐分解廢塑料瓶
日本新近開發成功用微波爐回收利用廢塑料瓶的新方法。此法是將塑料瓶快速分解為原料，其能耗僅為塑料瓶傳統分解法的１／４。具體方法是：先用機械將塑料瓶切割成碎片，向碎片中加入ＮａＯＨ和酒精類物質，再用微波爐加熱１．５ｍｉｎ。在微波的作用下，塑料瓶碎片可分解為乙二醇和對苯二酸。乙二醇可用于生產聚酯纖維和防凍劑，高純度的對苯二酸能用于制造油漆。
３）用超臨界水分解回收塑料原料
日本公開特許公報報道了用超臨界水進行廢塑料（ＰＥ、ＰＰ）的降解回收工藝，提出了中試塔的裝置圖和反應流程圖。反應溫度為４００～６００℃，反應壓力為２５ＭＰａ，反應時間在１０分鐘以下，可獲得９０％以上的油化率。
用超臨界水對ＰＣ的分解實驗表明，作為分解物的雙酚－Ａ純度達到９５％，而剩余的５％又是作為ＰＣ末端封端劑使用的苯酚，因此這種反應的原料回收純度極高。
（二）完全降解塑料
１、完全降解塑料開發應用
１）淀粉
熱塑性淀粉制造薄膜和垃圾袋工業化，如捷克的Ｅｃｏｆｏｌ薄膜，意大利的Ｂｉｏｆｌｅｘ薄膜。
淀粉發泡塑料球、繩、條、網、片材、真空成型容器、托盤主要作為聚苯乙烯泡沫塑料替代品，已商品化。如美國的Ａｍｙｌｕｎ、ＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｒｃｈ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｄａｎｉｅｌｓ、Ｎｏｖｏｎ、Ｉｎ鄄ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ；西歐的Ｂｉｏｔｅｃ、Ｓｔｏｒｏｐａｃｋ、Ｓｕｎｓｔａｒｋｅ、Ｎｏｖａｍｏｎｔ，ＰａｐｅｒＦｏａｍ；亞洲的ＪａｐａｎＣｏｒｎ．Ｓｔａｒｃｈ、ァイセ化學、Ｃｈｉｓｓｏ／Ｎｏｖｏｎ等公司均已有批量生產，其中日本綠色地球公司開發了性能較好的淀粉樹脂，商品名為“綠色淀粉”；美國ＣｈａｍｐｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ公司制成了力學性能優良的淀粉纖維。
２）纖維素衍生物
日本、俄羅斯、美國均已開展了以纖維素衍生物為主體的生物降解塑料研究工作。日本四國工業技術試驗所、日本理化研究所、西川橡膠工業公司等分別得到了流延膜、面巾紙、發泡材料等。
３）聚乳酸聚乳酸（ＰＬＡ）
是以玉米、小麥、木薯等淀粉為原料熏經過酶分解得到葡萄糖熏葡萄糖經乳酸菌發酵后轉變成乳酸熏最后乳酸經過化學合成得到高純度聚合物。目前ＰＬＡ的合成主要有兩種方法：①直接縮聚法；②丙交酯開環聚合法。直接聚合法工藝簡單、化學原料及試劑用量少，但聚合物分子量仍偏低。丙交酯開環聚合法即間接法，合成工藝是以乳酸為原料，在引發劑或催化劑存在下先制成丙交酯，再在催化劑存在下丙交酯開環聚合制備ＰＬＡ及其共聚物。此法可得高分子量（７０萬－１００萬）ＰＬＡ，但是過程復雜，成本較高。目前美國、德國、日本、芬蘭、荷蘭等都已實現聚乳酸產業化。美國的Ｃａｒｇｉｌｌ－Ｄｏｗ公司，現年產１４萬噸，聚乳酸產品應用到包裝、紡織、一次性塑料用品等領域。
１９９８年德國實現ＰＬＡ盒子商品化。在日本尤尼吉卡、鐘紡、東麗、三井化學等公司年產量都在萬噸以下，其中東麗公司則正和ＣａｒｇｉｌｌＤｏｗ公司合作從事紡絲開發。此外，丹麥、加拿大、韓國等國也都在進行聚乳酸的產業化研究。國內海正集團實現了聚乳酸產業化。
４）聚β羥基烷酸酯（ＰＨＡＳ）
ＰＨＡＳ制備方法有兩種：①以淀粉為原料，通過生物發酵（如真養產堿桿菌）技術生產；②以烷烴作為碳源，通過改變碳源和假單胞菌培養過程的控制條件，制備不同結構的ＰＨＡＳ。
奧地利林茨化學集團、奧地利生物技術有限公司使用肥大產堿桿菌以糖蜜為原料，年產２０噸ＰＨＢ。英國原帝國化學公司ＩＣＩ商品化生產出ＰＨＢ和ＰＨＢＶ，產品商標名“ＢＩＯＰＯＬ”。巴西ＰＨＢＩｎｄｕｓｔｒａｌＳ／Ａ公司年產５０噸。日本三菱氣體化學公司年產１０噸。日本昭和高分子生產脂肪族聚酯ＰＨＢ（聚丁烯琥珀酸酯），用于購物袋、農膜、盤等，經而異氰酸酯類物質改性后，可提高材料的剛性和熱塑性。國內天安生物材料有限公司ＰＨＢＶ生產能力１０００噸／年。
５）共聚酯
日本三菱氣體化學（ＭＧＣ）生產出碳酸聚酯（ＰＥＣ），其熔點１１０℃，性能與ＰＰ均聚物類似，被索尼公司應用于磁帶包裝方面。德國ＢＡＳＦ公司制造的脂肪族芳香族無規共聚酯（Ｅｃｏｆｌｅｘ），在加工前不用干燥，在低于２３０℃時加工熔體穩定性好，拉伸性能好，能夠制得厚度為１０μｍ薄膜，對氧氣和水蒸氣有良好的阻隔性能，優良的價格性能比。
內蒙古蒙西公司于２００２年底建成年產３０００噸二氧化碳與環氧丙烷共聚物（ＰＰＣ）合成生產線，目前主要應用在包裝和醫用材料上。
２、完全降解塑料回收處理
四、環境友好塑料的發展趨勢
（一）生產技術創新
１、再生塑料回收技術
１）減量化／節能化技術例如新型的微孔成型技術、輔助成型技術、形態控制技術、低壓成型技術、復合材料成型技術。
２）同類化／同質化／本體化技術例如材料高性能化技術穴增容劑、填充改性、動態交聯、納米復合等雪、塑料組裝技術。
３）再生塑料回收分選技術例如靜電分離廢塑料、電磁分離系統、Ｘ射線處理分離、ＩＲ分選技術。
４）熱裂解和能量回收工程技術及管理系統５）循環再生塑料高性能化技術
２、生物資源高分子材料合成改性技術１）改進基因工程菌株品種和合成工藝２）與其它生物降解材料共混改性提高性能例如聚己內酯（ＰＣＬ）、乙烯－醋酸乙烯共聚物、聚４－乙烯基苯酚、聚ε己內酯、聚３羥基丁酸酯等。
３）填充改性例如羥基磷灰石（ＰＬＡ／ＨＡ復合材料比未改性的復合材料機械強度提高３１％）、β－磷酸三鈣（β－ＴＣＰ雪、蒙脫粘土、層狀硅酸鹽等改性ＰＬＡ。
４）增塑改性采用各類低分子量聚合物、增塑劑、高分子量的ＰＥＧ增塑改性改性ＰＬＡ、ＰＨＢＶ、ＰＰＣ等。用尿素、硫脲和鹽酸胍等胺基類化合物代替常用的醇類增塑劑可以促進淀粉的凝膠化熏有效抑制淀粉老化變脆現象。
５）交聯改性馬鈴薯淀粉進行醚化改性，在改性后的淀粉中加入水、ＰＶＡ、甘油等助劑，制備全淀粉熱塑性塑料薄膜。以乙二醛作為交聯劑，聚乙二醇作為助劑，改性淀粉為主要原料可制備全淀粉薄膜。
６）復合層改性可再生材料制備的聚亞胺酯、殼聚糖用于淀粉的復合層改性。聚酯－淀粉－聚酯復合層有良好的耐水性能熏其產品可以用于食品包裝或藥物、殺蟲劑和除草劑的可控釋放等。
７）接枝、共聚改性如ＰＬＬＡ－ＰＣＬ－ＰＬＬＡ、ＰＬＡ－ｃｏ－ＰＣＬ共聚物相容劑研究，這些相容劑能促進ＰＣＬ在ＰＬＡ基體中的分散，而且提高了共混薄膜的機械性能。
３、環境友好塑料助劑生產技術
１）無毒塑料助劑合成與應用技術例如以脂肪酸酯類、環氧酯類、聚乙二醇類、烷烴類、高級多元醇類、脂肪族酰胺類、多糖類、氨基酸類為基本結構單元的低聚物、高聚物、分解殘留物、與鋅、鈣、鎂、鈦錫、鋁等金屬形成的鹽的合成技術。
２）高效、無毒復合塑料助劑合成與應用技術例如各種、各類助劑之間的配用技術。
３）無毒天然礦物填料應用技術例如礦物超細粉體、處理技術及應用技術。
４、環境友好塑料制品成型加工技術
１）水溶性聚合物的成型新加工技術例如ＰＶＡＬ、淀粉、殼聚糖。
２）新型的完全生物降解塑料的成型加工技術例如ＰＬＡ柔韌薄膜成型、ＰＬＡ增強增韌注塑／擠出成型技術、ＰＨＡＳ增強改性制品成型加工、聚脂肪族碳酸酯塑料制品改性技術。
３）輕質天然纖維填充復合材料成型技術例如秸桿、淀粉、殼粉填充環境友好塑料微發泡成型技術。
４）高性能化再生塑料制品成型技術例如復合制品的共注塑、共擠出、拉伸取向成型技術。
５）專用／特種環境友好塑料制品成型設備機械（二）建立完善的評價監管體系１、塑料分類標準例如《降解塑料片材定義、分類、標志和降解性能要求》、《生物分解塑料片材定義、標志和生物分解性能要求》、《可堆肥塑料片材的定義、標志和可堆肥性能要求》。
２、環境友好塑料制品標識例如《塑料制品的標識和標志》。
３、測試方法及技術標準例如《土壤中材料最終需氧生物分解能力的測定———通過測定密閉呼吸計中需氧量或測定釋放的二氧化碳的方法》、《在定義堆肥試化中試條件下材料崩解能力的測定》、《受控堆肥化條件下材料最終需氧生物分解能力的測定———采用測定釋放的二氧化碳的方法》。
４、回收利用規范化、制度化、程序化法規例如《固體廢棄物處置法》、《資源回收法》、《污染預防法》、《促進建立循環社會基本法》、《固體廢棄物管理和公共清潔法》、《促進資源有效利用法》、《促進容器與包裝分類回收法》、《家用電器回收法》、《建筑及材料回收法》、《食品回收法》、《綠色采購法》。
（三）國家產業政策導向，促進建立完整循環型社會的物質生產體系
例如日本已全面制定了循環型社會的產業科技發展規劃，包括各個相關領域的科技發展計劃與配套的運行體制／法規，明確提出從技術立國到環境立國的經濟發展策略，農林水產省制定了日本生物物質的戰略。
我國在“九五”、“十五”、“８６３”、“十一五”規劃中也列入了相關領域研究項目，制定了《可再生能源法（草案）》，《固廢法（修訂）》等法規熏提出了“科技、人文、綠色”奧運工程。
（四）政府，生產企業，消費群體環保意識，責任，義務增強，確保環境友好塑料的應用市場日益繁榮
１、政府出臺法規，禁止不友好塑料使用例如賦稅政策（香港政府提議對塑料袋征稅）熏禁止生產／銷售政策熏鼓勵環境友好塑料制品應用。不易回收超薄ＰＯＦ薄膜禁止使用。
２、生產企業承擔社會責任熏回收利用產品熏促進環境友好塑料應用和技術發展例如微軟公司暢銷的ＧＰＳ的微軟地圖導航軟件２００７版采用再生廢物包裝，并對ＰＬＡ硬，軟質包裝和片材進行應用實驗。汽車、家電、家具生產企業回收廢棄物。 |
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