以太坊单双游戏:生物基塑料的出现,成为塑料行业从污染走向绿色的希望

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塑料制品在给人类带来各种方便的同时,也给人们带来难以想象的麻烦。塑料大量使用,以及随意丢弃和非科学化处置行为,给人类生活和生存造成了很大的环境危害和白色污染问题。随着研发技术不断创新,生物能源产业、生物制造产业已成为全世界的发展热点。开发可再生资源,尤其是生物基材料,是未来取代石油等化石资源的主要物质生产方式,也是真正实现循环经济、节能减排的重要途径。


随着塑料应用领域不断扩大,生物基塑料的出现,成为塑料行业从污染走向绿色的一个希望,也为塑料行业摆脱石化资源的过度依赖开拓了新途径。中国是包装制造大国,塑料包装在整个包装产值中占近三分之一,传统塑料因其优异的使用性能,被广泛应用到生活中的各个方面。资源紧缺,环境恶化,倡导“环保”、“低碳”、“减排”消费观,使得生物基塑料制品也逐渐进入市场。


顺应这一增长,品牌必须扩大其原材料获取的范围,从农业废弃物和其他行业支流获取灵感。目前,纸和纸板行业占全球所有工业木材贸易的33-40%。鉴于此,无树纤维被视为减少造纸工业对木材原料依赖的一种方法。粮食生产和制备过程中产生的废物被视为一种丰富的资源,它们不用与农作物争夺土地,此外海藻作为未来材料的来源之一将持续发展。


生物基材料的范围和潜力正在扩大,一系列新的应用即将出现。生物基色彩的创新以及创造装饰效果的新方法正在推动这一趋势。最后,预计未来五年内,生物塑料生产将增长三倍,在2021至2026年间增长率将超过200%。也就是说,企业必须聚焦于使用周期结束后的可回收性,以呈现真正环保的产品。


01


不可降解生物基塑料以及其在包装应用


不可降解生物基塑料是指原材料全部或部分来自于生物质,但在环境中不易降解。比如生物基 PE、生物基 PP、生物基 PET 等,这类材料的主要目标市场是作为石油基塑料的补充,例如,生物基 PE 与石油基 PE,结构一致,有着相同的化学性质,作为替代现有石油基同类产品,可达到节约石油资源,降低二氧化碳排放等目的。



1、生物基 PE 及其在包装应用


生物基 PE 作为石油基 PE 的替代品,目前主要有两种生产方式,其中,市面上使用的生物基 PE 主要以 Braskem 的甘蔗基为主。在巴西等地区,甘蔗生产正蓬勃发展,由甘蔗制造出的一系列衍生物成为传统塑料的可行替代品,Braskem 的 I’mgreen TM 聚乙烯的开发也依赖于甘蔗乙醇。这种生物聚乙烯以甘蔗的蔗糖为主要原料,生产甘蔗乙醇,甘蔗乙醇经脱水工艺合成乙烯,乙烯在经过聚合生成生物基 PE。


而另一种生物基 PE 原料来源与此不同,其原料来源主要是妥尔油。妥尔油是一种深棕色粘稠的混合物,主要来源于造纸工艺中木材制浆过程的废品,不含动物和棕榈油的原料,不会与人类食品生产来源直接竞争。与传统的化石衍生的聚乙烯树脂相比,来源于甘蔗或妥尔油的生物原料制备的生物基 PE 均能够显著降低碳足迹,对低碳经济有巨大的潜在贡献。


2011 年 9 月,千妇恋(Chifure)化妆品株式会社开始使用巴西生物基 PE 来生产化妆品瓶[5]。2014 年 2 月,可口可乐在包装材料中使用Braskem 生物基 LDPE,用于可口可乐的 Del Valle果汁饮料包装。


隶属于欧莱雅旗下知名美发品牌美奇丝(Matrix),利用巴西的 Bio-PE 为原料,改进了其 Biolage 洗护系列的包装。United Caps 公司刚开始,将 Braskem 的高密度聚乙烯(HDPE)生产两种标准瓶盖,即专为不起泡的饮料设计的螺纹瓶盖(Victoria 瓶盖)和为奶制品和不起泡饮料设计的瓶盖(Proflatseal瓶盖),后来又与 Braskem 公司合作,推出了“绿色”生物基塑料瓶盖和瓶帽。


艾利丹尼森推出全新生物基 PE 薄膜标签,生物基 PE 薄膜所使用的树脂由 Braskem 的甘蔗制成[8]。除此之外,Braskem 公司的生物基 PE 的客户还包括强生(Johnson & Johnson)、日本化妆品公司资生堂、宝洁(Procter & Gamble)、日本丰田公司和瑞士包装集团利乐公司(Tetra Pak)[9]。


2、生物基 PP 及其在包装应用


生物基 PP 作为石油基 PP 的替代品,目前主要有两种生产方式,与生物基 PE 类似。Sabic 公司生产的生物基 PP 来源主要也是妥尔油。另一种是从甘蔗等生物质中提炼乙醇,再制造成生物基 PP 或者发酵各种生物质(主要是非食用植物),生产异丙醇(IPA),然后脱水得到丙烯单体经过聚合最终得到生物基 PP。

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Beiersdorf 公司将 Sabic 公司的生物基 PP 树脂,用于生产 Beiersdorf 的妮维雅 Naturally Good的日夜面霜的包装罐子。Sabic 公司向 AlmaPackaging AG 提供其经过认证的生物基 PP 材料,应用于新型咖啡胶囊。据报道,全球领先的包装企业 Paccor 公司将为其客户企业 Orkla 提供生产100%生物基聚丙烯(Bio-PP)产品。


3、生物基 PET 及其在包装应用


近年来,随着环保监管日益严格,石油基 PET应用受到一定限制,生物基 PET 市场迎来了良好发展时机。目前来看,多数生物基 PET 材料均为部分采用生物基材料,生物基 PET 是由生物基乙二醇(MEG)单体和化石基对苯二甲酸(TPA)合成,但随着相关技术进步,100%的生物基 PET有望成为未来产能最大的生物基材料。


PET 瓶是最为常见的饮料包装。Anellotech 等 5 家企业联合开发了生物基 PET 生产技术“Bio-TcatTM”(热催化生物质转化技术),运用该技术开发的 100%生物基聚酯,已供给三得利(Santory)公司用作食品与饮料包装材料。


2021 年 12 月 7 日,三得利表示已经成功生产出一种 100%可持续 PET 塑料瓶,其目标是2030 年,100%使用回收或者植物基 PET,尽快通过在欧洲的标志性品牌 Orangina 和日本 SunTory Tennensui 100%生物基 PET 瓶商业化。


可口可乐公司曾承诺,100%植物衍生的材料将于2020 年应用于其所有的 PET 聚酯容器,2021 年10 月,可口可乐推出了一款全植物基 PET 瓶原型,不包括瓶盖和标签。作为主要的消费产品生产商,雀巢公司和宝洁公司等也将生物基薄膜材料用于其产品包装材料中。



02


生物基阻隔材料


通过材料性能方面的创新,生物基阻隔涂层逐渐达到新的科技性能水平,可与传统的石油化工替代品相媲美。


作为生物基涂层科技的领头公司,芬兰生产商Sulapac发布了一种正在申请专利的生物基阻隔解决方案,可与水基乳剂一起使用。该配方为98%生物基配方,适用于水性和油性配方,并可生物降解,而不会留下无法降解的微塑料。同样,总部位于英国的Aquapak开发了Hydropol,这是一种完全可溶、可生物消化的阻隔聚合物,在生物降解之前会溶解在水中,从而在不降低功能的情况下提高纸张回收率和纤维产量。


瑞典纸板品牌Holmen Iggesund也推出了一种由75%可再生原材料制成的环保阻隔涂层。与上一代相比,Bio E的生物基含量增加了45%,并已获准用于工业堆肥,同时保留了传统塑料基(PE)阻隔涂层的安全性和功能性。


加拿大材料科学公司CelluloTech开发了一种化学反应过程,使纸张和其他生物基材料(如淀粉和矿物质)超疏水,同时保持其可回收性和堆肥性。这使得生物基单一材料具有高性能、持久的阻隔性能。


扩大生物基阻隔的范围和潜力将使您能够以前所未有的方式应用这些涂层。尽早采用,创造出更环保的产品。


来源:TK生物基材料, 北京中路8号

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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