生态塑料

编辑 锁定
生态塑料是一种不依赖于石油资源、来源于以阳光和二氧化碳为能源和碳源的可再生资源 ,如淀粉、植物油和维生素等,通过生物技术转化为聚合物的高科技材料。

介绍 编辑

生态塑料是以可再生资源如淀粉和植物油等为原料,通过生物和/或化学方法转化为具有可热加工的生态材料。同时,这种材料可以被微生物降解为二氧化碳和水,纳入自然界的循环。由于这种材料不依赖于石油而且对自然无害,所以称为生态塑料。同时,由于生态塑料的制造成本还无法与石油为原料的塑料竞争,国际上在2003 年又提出了一个“生物基材料”的概念,主要是用生态塑料与石油基塑料进行共混, 一方面提高生态塑料的性能,另一方面降低生态塑料的成本,从而提高其竞争性。
  人们在生活中广泛使用的塑料制品,因长期不能自行分解,会积聚过多而酿成可怕的白色污染。随着基因工程技术的不断发展,一种新的生态塑料的研究已取得突破。生态塑料的整个生产过程都是生物催化或是结合化学聚合,属绿色生产工艺。这种塑料制品使用后可以在自然环境中被微生物降解为水和二氧化碳或者再分解利用 。[1]

发展现状 编辑


  生态塑料粒子
这一被称为“绿色材料”的生态塑料,是随着基因工程技术的发展而诞生的。美国的生物学家把两种外源基因植入芥菜体内,并把这些植株同携窑子是什么意思带这两种基因的子代进行杂交,结果在芥菜的叶子里产生了一种可以分解的塑料物质——多烃基丁酸。瑞士的科学家则用生物技术,在实验室培育出能生产塑料的细菌。这种细菌体内有一个塑料圆球,把这种圆球分离出来,并用电子束照射后,可获得一种酷似橡胶的物质,其性能在-20℃至170℃的温度界限内不会改变。从甜菜、甘蔗、马铃薯以及其他多种作物中,把碳转移出来的研究陆续取得成果,并产生出多烃基丁酸。生态塑料已从实验阶段步入实用阶段,在外科手术和食品包装
窑子是什么意思
等方面开始得到应用。日本丰田公司在汽车材料上试用了自己开发的生态塑料。2000年的悉尼奥运会大量使用了生态塑料。国内外生态塑料的研发和生产方兴未艾,仅召开的一次这一材料的专业会议,与会的10家外国公司、3家国内公司中,最大的年生产能力已经达到了14万吨,小的则有1000吨。

产业 编辑

20世纪是钢铁的世纪,21世纪将是塑料的世纪。塑料作为继木材、水泥、钢铁之后的第四大材料,将更加广泛地运用于人们的日常生活及相关领域。但是,塑料的广泛使用却也面临着极大的挑战,首当其冲的,就是环境问题。“限塑令”的强力推行,就是一个值得深思的信号。对于整个塑料袋生产行业来说,“限塑令”不仅是挑战,还是机遇。2007年1月1日,《降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求》的国家标准实施,如果说这是国家推动环保塑料袋行业发展的一种推力的话,那么,“限塑令”则是一种外在的压力了。对于生物、降解塑料袋生产行业来说,毫无疑问,“限塑令”让他们迎来了春天。比如说,无纺布就借“限塑令”迎来新的商机。
生态塑料诞生于1990年代,不到二十年时间,逐渐形成一定规模的产业布局,尤其在欧美、日本等地区已经建立了比较成熟的产业链。英国皇家壳牌石油公司曾估计,21世纪的前50年,生物质将提供世界化学品和燃料的30%,可实现1500亿美元的销售收入。在中国,仅石油基塑料包装材料产量就超过350万吨,占塑料总产量的18%左右,若用生物质塑料替代,可实现销售收入400多亿元人民币。 生态塑料包装和生态塑料袋拥有无可非议的投资价值。但是,高价位是制约生态塑料大范围应用的现实瓶颈。2000年前后,全国先后出现了近百家环保型替代塑料制品生产厂家,可由于成本等方面的原因,绝大多数都已处于停产或半停产状态。生态塑料的快速发展,不仅需要政府的重视和引导,还需要社会环境的压力和市场需求的拉力。
塑料原料价格普遍暴涨,按照原油上涨的趋势,普通塑料的价格将与生态塑料接近,随着生态塑料的规模化生产,普通塑料的价格优势会逐渐打破。对于塑料包装和塑料袋生产行业来说,应加快对下游产品的开发力度,积极与国际合作,在自主创新的基础上引进国外先进的生产技术,用市场带动生态塑料的产业化、规模化进程。对于政府来说,应尽快制定和完善对环保塑料制品的行业标准,同时,通过税收优惠、补贴等手段,对研制和生产环保塑料制品的企业给予支持,有实力的企业应扶持上市,对短期不能转产环保塑料的企业,则应加收一定的税收,甚至做出处罚,必要时将其淘汰出局。[2]

需求和应用 编辑

生态塑料在中国的发展一路曲折。最初的生态塑料产品是淀粉与聚丙烯、聚乙烯及聚苯乙烯等的共混物,它们只是部分生物降解,而且由于比普通塑料成本高,推广应用并不容易。随着经济的发展,中国塑料消费量不断增长,塑料表观消费量突破3000万吨,同时石油的供应压力也越来越大,“白色污染”成为无法回避的问题。
美、日、欧洲等国家十分重视生态塑料的发展,据资料报道显示,全世界生态塑料2002 年市场规模是90~105 kt,其中美国规模 50~60 kt,德国是30~35 kt,日本为10 kt。
可持续发展及环境保护的双重压力加大了对完全生物降解材料的需求,进而推动了生物可降解材料的发展。运用生物化工技术,国内外生产生态塑料的技术已经成熟,推出了多种完全生物降解塑料产品,包括全淀粉塑料、大豆蛋白塑料、聚乳酸及聚羟基脂肪酸酯等。前两种产品虽然价格便宜但可加工性差,发展空间有限。聚乳酸则由于加工性好,具有良好的机械性能及物理性能,应用会越来越广,可加工成从工业到民用的各种塑料制品,还可以加工成聚乳酸纤维制成生态服装。同时因其具有良好的相容性与可降解性,在医药领域应用也非常广泛。聚羟基脂肪酸酯则是由微生物合成的聚酯,由于具有生物可降解性、生物相容性、压电性等许多优良性能,在众多领域如生物降解性包装材料、组织工程材料、缓释材料以及电学材料等方面得到广泛应用,因此正引起科研领域和工业界的广泛兴趣。

问题 编辑

一种新的材料出来不可能尽善尽美。生态塑料还存在不少问题。较传统塑料,它的生产成本高。以可再生资源为原料的生态塑料,虽然有很好的发展前景,但还存在着一系列的问题,需要我们具体地解决。其中最重要的问题是政府没有清楚的管理规定来鼓励发展生态塑料和应用生态塑料,所以,必须推动鼓励绿色包装的政策和立法。虽然有些城市实行鼓励生态塑料应用的政策,但是未得到认真执行,这其中的原因主要是市场的力量,以及没有真正可依据的法律。生态塑料生产成本高于现存的塑料,但随着石油价格不断上涨,生态塑料的竞争性越来越强。
  目前国内没有大的公司致力于真正的生态塑料的应用,也没有强有力的机构和组织大力推动生态塑料的发展和应用。国内已经进行和正在进行的生态材料研究,绝大部分都由政府以研究经费的方式投入,缺乏进一步开发的基金。很少有风险基金的介入。虽然有越来越多的国内企业意识到了生态塑料的重要性,但由于研发力量和资源的限制,这些企业能够进行的工作大都是重复文献上或专利上的工作,很难产生有创新性的成果。在这一方面,产、学、研和官的结合尤为重要。国内外生态塑料的发展经验证明,应用推广将是一个长期的工作。

前景 编辑

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中指出
生态塑料袋 生态塑料袋
,要“坚持节约发展、清洁发展、安全发展,实现可持续发展”。生态塑料,尤其是对以植物为原料的生态塑料的研究和开发将倍受关注。 以植物为原料的生态塑料是一种以阳光和二氧化碳为能源和碳源的可再生资源,如淀粉和纤维素等,通过生物技术转化为聚合物的高科技材料。以石油为原料的传统塑料经燃烧后,会释放出大量的二氧化碳与有毒物质。但生态塑料的原料是靠吸收现有大气中二氧化碳而成长的植物,即使燃烧之后,大气中二氧化碳的总量也不会产生变化。同时,生态塑料能在自然界较快自行分解,即实现生物降解,不会对环境带来污染。
随着经济增长方式的转变,发展循环经济、保护生态环境已经成为中国的一项基本国策。生态塑料在中国的开发与生产尚处于起始阶段,但是,有关专家认为,这是一个“朝阳”产业,其前景非常广阔。大力开发和应用生态塑料,对形成可循环经济、节约资源和保护环境必将起到积极的促进作用。可以看到,由于石油价格的上涨,大量有实力的企业的开始进入这个领域,使生态塑料的大力发展成为可能。以可再生资源为基础的生态塑料在未来几年将迎来曙光,是发展的大好时机。
参考资料
  • 1. 陈国强.可再生资源为原料的新材料产业-"生态塑料"[J].中国建材科技,2006,07(3):12-18.
  • 2. 陈国强.(2005) 绿色奥运给生态塑料发展带来的契机.中国生物降解材料协会年会.北京,2005年5月24-25日.
词条标签:
中国化工学会 科研机构 理学 化学