生物降解塑料兩大定海神針
發布時間:
2021-05-25 16:00
來源:
生物可降解塑料超過 20 種,但目前只有三種類型達到商業大規模制造, 包括主要以植物淀粉為原料的淀粉基塑料和聚乳酸(PLA),以及主要以石油副產品為 原料的二元酸二元醇共聚酯(PBS,PBSA,PBAT,統稱 PBS 類塑料)。這三類材料的 產能總和達到全部生物可降解塑料的 95%。可降解塑料應用的領域主要集中在包裝和農 業領域,兩者占可降解塑料下游應用的 73%。
各類可降解塑料的性能各有優勢,在充分改性前可應用的領域相對有限,實際應用 過程中需要配合助劑共混使用。從具體性能上來看,PLA 具有較好的耐熱性,在常溫下 性能穩定,光澤性較好,但韌性差,氣體阻隔性一般;PBS 和 PBAT 具有較好的力學性 能和韌性,加工性能和熱穩定性高,但強度低,光澤性一般;PHA 具有較好的氣阻性和 耐熱性,但斷裂伸長率較低,韌性較差;淀粉基塑料加工性能和力學性能一般,缺點在 與耐水性差。在已實現商品化的 PLA、PBAT、PBS 和淀粉基塑料中,常用 PLA+PBAT、 PLA+PBS 或 PLA+淀粉基塑料的共混組合,在提高吹膜加工性的同時又不損害其可生物 降解性,因此 PLA 和 PBAT 目前的應用前景最好。
生物基可降解塑料代表——PLA,又稱聚乳酸,原材料主要為玉米淀粉,較為成熟 的兩步法工藝先通過微生物發酵產生的乳酸合成環狀丙交酯,再開環聚合制備得 PLA 顆 粒。PLA 為原料制成的產品性能優異,具有良好的生物相容性,光澤度高、耐熱性好并 兼具透明性,在堆肥條件下降解速度較快。另外,PLA 還具有一定的耐菌性,阻燃性和 抗紫外的能力,因此可用于醫用繃帶、一次性手術衣、醫療固定裝置、室外裝置物等方 面,用途十分廣泛。從規模化的角度,當前 PLA 最大爭議在原材料的可持續性上,單噸 PLA 消耗玉米 2.39 噸,若把全球 1.46 億噸塑料包裝消費量替換為 PLA,需要使用 3.49 億噸玉米,這相當于全球一年玉米產量的 32%,是中國玉米總產量的 1.34 倍,變相塑料 跟人“搶糧食”。
石化基可降解塑料代表——PBAT,又稱聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯,原材料主 要為 PTA,己二酸,丁二醇等石化原料。目前合成的方法主要有直接酯化法和酯交換法, 直接酯化法主要是以 PTA,AA 以及 BDO 為原料,在催化劑條件下直接酯化、縮聚反應 制得 PBAT;酯交換法主要是以聚己二酸丁二醇酯(PBA),PTA,BDO 為原料,在催 化劑作用下先進行酯化反應或者酯交換反應生成對苯二甲酸丁二醇酯預聚體(BD),再 與 PBA 進行酯交換熔融縮聚制得。PBAT 具有良好的延展性和斷裂伸長率,因此具有較 好的成膜性,易于吹膜,在包裝領域和農業領域應用廣泛。
上一頁
相關新聞