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一篇文章看懂高分子材料可循环、可再生、可降解的区别
2023-09-14 09:10:23来源:生物基可降解材料编辑:康琦专塑点击:255

高分子材料的产生与发展为人们的生活提供了极大的便利,现在塑料、化纤已经完全融入到人们的衣食住行中,目前塑料制品行业、一次性用品行业等使用的高分子材料仍是以传统的石油基材料为主,聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可称为传统塑料的三巨头,占据高分子材料行业的半壁江山。

石油基材料的大量使用,一方面使有限的自然资源过度开采,加剧我国人均自然资源不足的现状;另一方面也对生态产生了极大的影响。目前,随着传统高分子材料的大规模应用,自然资源的过度开采,不可降解材料丢弃后处理不当等问题,石油基材料的应用对生态的影响也日益凸显,例如:温室效应、微塑料颗粒、土壤污染、海洋污染等等。

为了解决诸如此类的生态问题,可循环材料、可再生材料、可降解材料应运而生,但是他们之间有什么区别呢?

高分子材料的种类很多,根据其来源是否可再生以及废弃后是否可降解两个维度,可以将材料分为四大类。

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第一类材料是传统的石油基材料,例如聚乙烯(PE),其来源是不可再生的石油资源,而且在其制品完成使用周期后也不可被降解,对自然资源的消耗以及生态的破坏都产生了极大影响。从可持续发展与环保的角度来讲,这类材料是“最差”的材料,然而这类材料却是目前应用“最好”的材料。

为了减少如此“好”的材料对环境产生“不好”的影响,我们提倡此类塑料制品不要一次性使用,而是循环多次利用。例如塑料制品底部会有一个三角形的循环标志,三角形内有个数字,这个数字指的就是此类材料可回炉重造的次数,详见文章“塑料制品回收标识”。这类材料就是可循环材料

第二类材料是来源于生物基,但是在制品使用完成之后仍然不能被降解的材料,例如生物基尼龙(Bio-PA),生物基PE(Bio-PE),生物基PET(Bio-PET)等。与传统的石油基材料不同,这类材料的来源是玉米、木薯、秸秆等可再生资源,来源清洁且可再生,属于可再生材料

2018年时看到过一则西门子的宣传片,讲述了一个发生在新疆乌苏某村子里的故事,那里有一个伊米然的小孩儿始终相信他们家的玉米能变足球服,可他的小伙伴和村民们都不相信,还说他吹牛!而这个愿望后来由西门子在凯赛生物的数字化工厂实现了。

第三类材料是来源于石油基,但是其制品在使用完成后在一定条件下能够降解的材料,叫做可降解材料。此类材料不会对环境造成污染,能够解决传统石油基材料大规模应用产生的生态问题,但是其仍会消耗不可再生的石油资源。而且石油基可降解材料相当于是把石油、煤炭资源中的碳以二氧化碳的形式释放出来,仍然不能做到“碳减排”。

我们中学都学过CO2可以微溶于水,生成碳酸。也就是说其实海洋是个巨大的CO2容器,可以吸收一部分CO2。土壤也有类似的功能,也能容纳一部分CO2。但是,是容器都有容量,有装满的极限。在全球的碳平衡中,海洋和土壤一直是处于这种平衡中,吸纳多少,就要释放多少。

下图就是全球的碳循环,数字的单位是十亿吨/年。填埋的可降解塑料即便分解为CO2,也是要排放到大气中的。跟焚烧没有区别。所以说可降解塑料并不解决碳排放的问题。

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第四类材料原料来源于生物基,而且在使用完成之后可以被完全降解的材料,叫做生物基可降解材料。这类材料不仅来源上可再生,而且整个使用过程中不产生环境污染,在分解为CO2后也能被农作物光合作用所固定,再经过一系列生物、化学反应制成材料,形成碳循环,并不增加碳排放,是最理想的一类材料。

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生物基可降解材料目前产量最大,应用最广的就是聚乳酸(PLA),其由乳酸聚合而成,乳酸本身就是人体内代谢产物,因此聚乳酸除了环保性之外,还具有很高的安全性。而且在享受安全性与环保性的同时,价格也不贵,例如下面这款PLA吸管,200支只需要8块多。

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