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我国降解塑料研发喜中有忧

2021年08月19日 广州机械设备网

我国降解塑料研发喜中有忧

为解决塑料应用与环境保护之间的矛盾,我国从20世纪80年代开始研究开发降解塑料,并在90年代形成高潮。回眸降解塑料20年来的研发历史,展望未来我国降解塑料的应用前景,可谓是喜中有忧。

研发水平有所突破

自20世纪80年代开始,我国研究开发的降解塑料品种有:光降解、光/生物降解、光/碳酸钙降解、光/氧/生物降解(可环境降解)、完全生物降解、崩坏生物降解以及高填充碳酸钙材料等。

其中光降解塑料由于受地理环境和气候条件影响较大,难于准确控制时间,在埋入地下后又难于降解,目前普遍不予采用。光/生物降解、可环境降解塑料地膜均为国家“八五”、“九五”重点科技攻关项目;变性淀粉及其生物降解功能母料及制品1999年被国家计委列为产业化示范工程项目;完全降解塑料羟基丁酸酯和羟基茂酸酯共聚物(PHBV)、聚羟基烷酸酯(PHAS)、聚乳酸(PLA)、聚已内酯(PCL)等列入了国家地方“九五”重点科技攻关及863计划。

这些项目在研究上已经取得了令人欣慰的成果,特别是我国中科院微生物所研制开发的淀粉糖加丙酸发酵生产羟基丁酸酯与羟革茂酸酯共聚物(PHBV)获得成功,标志着我国在生物降解塑料领域的研究达到了国际先进水平。天津丹海公司开发的淀粉基生物降解技术,具有独立自主知识产权,用其生产的薄膜、变性淀粉等可生物降解,成分含量在51%以上,注塑制品可高达60%-80%。吉林金鹰公司、宁厦华西公司均具备生产光/钙降解塑料膜制品(超细碳酸钙的含量达51%以上)的工业化生产技术;福州师范大学环境材料研究所开发的可降解、可焚烧塑料,通过添加30%以上经表面生物活化处理的超细碳酸钙,除可生物降解外,还可减少光敏剂用量;清华大学、宁波生物技术有限公司、湖南中玉公司、汕头华逸公司等正在进行完全生物降解塑料的中试生产和产品应用实验。在许多领域其研发水平与进程与世界同步,为我国降解塑料的推广和应用奠定了坚实的技术基础。

生产企业初具规模

目前我国生产降解塑料的最大生产企业为天津丹海股份有限公司,其产品的类型为淀粉填充型生物降解塑料、淀粉基生物降解塑料、光/生物降解塑料以及环境降解塑料等,母料生产能力达3万吨/年,并已获得国家环保标志认证。另外吉林金鹰实业有限公司母料生产能力也达到了1万吨/年,已获国家环保标志认证。南京苏石降解树脂有限公司生产能力为7000吨/年。宁厦华西降解塑料制品有限公司生产能力2000吨/年。生产能力为1000吨/年的企业如深圳德实利(中国)集团有限公司、深圳绿维塑胶有限公司、惠州环美降解树脂有限公司等,这些企业大都获得了国家环保标志认证,产品质量稳定,占据着降解塑料市场的主导地位。

南京苏石降解树脂有限公司的产品主要出口国外,在国际市场占有了一席之地。而小规模的生产企业也为数众多,其产品主要而向国内市场。对于生产成本极高的生物降解塑料PHBV,在国际上仅有一家企业建成产1000吨的生产装置,有资料显示其价格达到惊人的2万美元/千克。我国国争在此领域有所突破。据悉,中科院微生物所与杭州天安轩业有限公司合作将建PHBV1000吨/年的生产装置。随着降解塑料应用范围的不断扩大,我国生产企业的规模和水平必将再上一个新台级。

应用宽广需求增长

作为多功能高新技术材料,降解塑料的应用范围相当广泛。

在农林业方面,生物降解膜使用后经一定周期易被环境消纳为无害的小碎片甚至粉末,能够有效控制和减少“白色污染“,特别是对它的堆肥化处理,对于保持农田土质和治理环境污染都具有十分重要的现实意义。

在食品行业,降解塑料可作为包装材料、容器及保护膜。用微生物发酵法制成的淀粉薄膜,作为食品的包装材料,不必撕裂,用热水冲可直接食用,十分方便。

在医药行业,降解塑料在身体内分解为人体可吸材料,可用作手术缝线等。

此外,降解塑料还可在电子电气行业、一次性卫生用品、服务业等领域获得广泛应用。

保守估计,我国未来几年降解塑料的年需求量达数百万吨,因此,降解塑料的市场将十分广阔。

降解塑料的发展具有广阔的前景已是不争的事实,但同时也存在一些问题,且这些问题正是我国在推进降解塑料市场化进程中遇到的阻力,其主要表现在:

一是对降解塑料这种高科技材料概念模糊,对它的特性诸如实用性、降解性、经济性及安全性等缺乏理性认识;二是对降解塑料在环保、资源中的作用缺乏统一认识和科学评价,那种以为降解塑料在使用寿命完成后的几天内就快速降解成水和二氧化碳的看法是不现实的;三是不断改进工艺配方,开发出更易于工业化的技术;四是降解塑料的成本高,价格相对较贵,特别是完全生物降解塑料高昂的价格更成为其进入市场的壁垒,如何降低产品成本这一问题必须尽快解决;五是可降解塑料至今在国际上没有统一定义、试验评价方法、识别标志和产品检测标准,技术和产品市场处于一种无序状态。

总之,研究开发、推广应用降解塑料是总的趋势和发展方向,若能解决好其在市场化进程中遇到的实际问题,降解塑料工业将会获得很大的发展。

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