生物塑料前景美好 应用仍有局限

2011-09-21 12:02 · Abel

最近英国约克大学的科研人员发现可将桔皮分解成简单的单体后用来生产塑料,如此方便又有利环境的技术相信很快就将普及开来。

新闻导读:最近英国约克大学的科研人员做出了一项突破性的重大发现,桔皮在两年时间里可被用来制成商用生物基塑料。研究人员称,他们可将桔皮分解成简单的单体后用来生产塑料,如此方便又有利环境的技术相信很快就将普及开来。

研究团队将桔皮放入微波炉中加热提取桔皮中存在的烃类柠檬烯。柠檬烯被塑料行业作为脱脂剂加以使用,常见于各种家用品中,比如洗涤液和织物洗涤剂。但科研人员们发现,这种工艺同时还能将柠檬烯分解成可用来制成生物基塑料的单体。

约克大学绿色化学卓越中心的化学教授和主任James Clark说,这种单体可被制成塑料结构并取代PET等传统塑料。

他补充道:“桔子引起了我们的极大兴趣,因为桔子的产量很大,而且桔皮中含有的化学物质十分简单,而且令人惊讶的是,在其中还含有大量的单分子物质柠檬烯。每次当我们在清洗东西时,就是柠檬烯发挥作用的好机会。”

约克大学目前正在建设一座生物可再生产品开发中心,该中心建成后将对这一发现展开进一步的研究,从更广的范围对这一理论加以论证。该中心将利用该技术每小时生产几十公斤的生物塑料。

Clark补充说:“通过这一生产规模我们将能够向塑料行业展示其可行性。该中心在年底将投入运营。我们周边有许多微波设备生产企业,还有大量的桔皮供应来源。我希望到明年这一技术能够在塑料行业中得到应用。”

什么是生物基塑料?

生物基塑料是指一种特殊塑料或生物体提取物,这种材料来自于可再生物质,例如植物油,玉米淀粉,豌豆淀粉等,由于其可再生性,因此十分环保。

生物基塑料种类与原料

生物基塑料与合成塑料材料相比,具有良好的生物相容性、生物可降解性且降解产物无毒副作用等优点。生物基塑料可以分为微生物类、天然物类和化学合成类三种类型。微生物类生物基塑料主要利用细菌、霉菌、藻类等微生物在代谢过程中体内积聚的聚酯类物质,生产的如聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)、微生物多糖等;天然物类生物基塑料主要包括壳聚糖/纤维素、淀粉、醋酸纤维素、热塑性淀粉等;化学合成类生物基塑料由於利用化学生物法合成,因此组成和分子量都可以自由设计,产品种类众多,如硬质类如聚乳酸(PLA),软质类如聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚(丁二醇丁二酸/己二酸酯)(PBSA)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸丁二醇脂)(PBAT)、聚乙烯醇(PVA)。

生物基塑料之优势

          

通过上面的图1与图2的对比可以看出,生物基塑料的环境友好度明显大於常用的石油基塑料。加之具有良好的回收处理性能,在进一步拓宽原料来源,提高使用性能後,无疑将成为传统石油基塑料的重要替代材料。

为什么要选择生物基塑料?

1.消费者环保意识的日益增强使他们对环境安全的感兴趣

2. 可持续发展产品得到政治和法律的支持

3. 碳足迹问题得到日益得到全球关注

4. 生物降解堆肥特性

5. 可持续性

6. 农业的新的收入来源

7. 独立于石化产业之外

我国生物塑料研究进展情况

其它国家的使用情况

德国

Biop生产商计划在勃兰登堡建设欧洲第一座工厂,用土豆淀粉生产  生物塑料生物塑料,年生产能力约3.5万吨,美国Natureworks公司年产15万多吨玉米塑料。

比利时

很多商店使用生物塑料包装水果、蔬菜和糕点。

法国

2010年法国将允许超市只使用可分解材料纸袋。

美国

生物降解塑料进入美国主流市场;尽管生物降解塑料的成本仍旧比传统塑料高出10%甚至更多,但生产企业却发现需求正在增长,这主要是因为消费者环保意识的增强以及环保法规的修订。此外,生物降解塑料制品的强度不断提高,为那些深知传统塑料危害的环卫工人和宠物主人带来了福音。

仍具局限性

一、价格问题。生物塑料现阶段比普通塑料价格要高两三倍,阻碍了这类材料的迅速普及。一些日本企业在其产品中使用生物塑料,主要是为了树立企业的环保形象。不过,一旦生物塑料进入批量生产阶段,成本可大大下降。

二、生物塑料和生物燃料一样可能会与人争粮。生物燃料来源于玉米、小麦等粮食作物,会带动世界粮食价格上涨。以玉米等为原料的生物塑料也可能导致同样的问题。 目前,日本、美国等国的科学家已着手用废木材、野草等制造生物塑料。

三、生物塑料供应仍较有限。产品价格在一定程度上仍受石油价格的推动。

四、生物塑料的寿终管理问题。其重心是PLA瓶对再生流的污染问题。尽管当前的PLA水平还未构成严重的污染威胁,但大量的PLA瓶将有害于PET瓶的再生经济。

五、缺乏统一的生物塑料贴标方法。

六、生物塑料的消费者意识日益增加,但多数消费者不懂得如何辨别这些材料—如生物材料与生物可降解材料,或是可再生材料与再生含量—和如何权衡不同的属性。因此加强对消费者的宣传很重要,比如准确地阐释相关术语的定义。 此外消费者对生物降解材料的最佳处置路线也了解甚少。生物塑料行业需加强营销,以打消某些消费者的不信任同样也是十分重要的。

七、全球变暖问题。生物塑料可以不同程度的进行生物降解,它为世界指明了一条不再依靠石油生产塑料的道路。但生产商的“绿色论点”十分复杂,环保主义者也对其持保留看法。生产生物塑料会产生二氧化碳,导致全球变暖。

八、对转基因材料安全性的疑虑。生物塑料所采用的原材料是农作物——玉米、柳枝稷、甘蔗,甚至是甘薯——这些都需要土地和水源才能种植。为促进发酵,生产商采用的往往是转基因生物,而回收利用这种塑料也存在一些缺陷。

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