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可降解塑料中的这三种可降解塑料或成为替代传统塑料的主力

 更新时间:2022-11-21 点击量:826
  在包装领域,可降解塑料的替代正在实现。塑料的应用领域非常广泛,不同的领域对于塑料的要求也不尽相同。汽车、家电等领域对塑料的要求是经久耐用、容易分离,且单体塑料用量较大,故传统塑料的地位较为稳固。
 
  而塑料袋、餐盒、地膜、快递等包装领域,由于塑料的单体用量低,容易污染,难以高效分离,这使得可降解塑料更有机会在这些领域成为传统塑料的替代品。从2019年全球可降解塑料需求结构也验证了这一点,可降解塑料的需求主要集中于包装领域,软包装和硬包装占比合计达到53%。
 
  可降解塑料中PLA、PBAT的生产较为成熟,且总产能占比居于前列;PHA的性能优异,随着成本下降,未来有望从医疗领域拓展至包装、农膜等更大的市场。
 
  这三种可降解塑料或成为替代传统塑料的主力。
 
  PLA:是最常见的可降解塑料之一,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。PLA生产过程无污染,而且产品可以生物降解,使用后的PLA可以通过堆肥,在温度高于55°C或富氧和微生物作用下降解为二氧化碳和水,实现在自然界中的物质循环,不会对环境产生影响。
 
  目前聚乳酸的生产主要采用丙交酯开环聚合工艺将乳酸先脱水生成低聚物,然后解聚生成丙交酯,再开环聚合制得聚乳酸。
 
  PLA还具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力学性能和易加工性,广泛用于包装、纺织行业、农用地膜和生物医用高分子等行业。
 
  PLA的缺点是降解条件相对苛刻。但由于PLA在生物降解塑料中具有相对较低的成本,PLA的消费量居于前列。
 
  PBS:是由丁二酸和1,4-丁二醇经缩合聚合而成,原料来源为石油或生物资源发酵。PBS易被自然界的多种微生物或酶最终分解为二氧化碳和水,具有良好的生物相容性和生物可吸收性,良好的耐热性能。
 
  PBS可以用包装薄膜、餐具、发泡包材、日用品瓶、药品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域。由于我国丁二酸原料有限,PBS的衍生物PBAT和PBSA顺应而生,其与PBS的性能基本相似,但加工性能不及PBS。
 
  PBAT:属于热塑性可降解塑料,一般以脂肪族酸、丁二醇为原料,经石化途径或生物发酵途径生产,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和冲击性能。
 
  由于PBAT的成膜性能良好,易于吹膜,广泛用于一次性包装膜及农膜领域。此外,PBAT还具有优良的生物降解性,是可降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。
 
  PHA:PHAs类可降解塑料有聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚3-羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)以及3-羟基丁酸酯和3-羟基己酸酯的共聚物(PHBH)。PHAs类可降解塑料是细菌在生长条件不平衡时的产物。
 
  在众多可降解塑料中,PHA的降解方式是最特别的,使用完后PHA可以在生物体内降解成β-羟基丁酸、二氧化碳和水。PHAs类可降解塑料热变形温度高、具有良好的生物相容性,但加工温度范围窄、热稳定性差、脆性大、生产质量不稳定,可用于一次性用品、医疗器械手术服、包装袋和堆肥袋、医用缝线、修复装置、绷带、骨科针、防粘连膜及支架等领域。