一起从远古时期开始认识生物降解塑料吧!
欢迎报名《中国生物降解塑料改性工艺及制品论坛(青岛站)》!PBS降解塑料报道最近几年,一个又一个因为不可降解塑料的惨剧给人们带来了很强的危机感,各国接二连三地推出了禁塑令,要求人们使用对环境友好的生物降解塑料,弃用不可降解塑料。很多厂家商户因为塑料使用成本的上升叫苦不迭。实际上,早在公元前1500年,就已经出现了降解塑料雏形。
远古时期的天然聚合物
在当时的中美洲地区,奥尔梅克(Olmec),玛雅人(Maya),阿兹特克人(Aztecs)就使用过天然橡胶制作了防水容器和防水衣服。
但公元前只是单纯的为了生存而去使用它,之后的发展便是为了提供便利性。没有足够知识和科技力量的古人,始终只能停留在使用天然聚合物的阶段
近现代的天然聚合物
到了1862年,英国的亚历山大·帕克斯Alexander Parkes发明了Parkesine,这是第一种热塑性塑料,由纤维素制成,是一种生物基塑料。
现在我们每天都能喝到的牛奶,也曾经被用作制造生物塑料。1897年,德国化学家发明了Gallith,一种由酪蛋白(牛奶)制成的生物可降解塑料。如今,这种由酪蛋白(牛奶)制成的生物可降解塑料仍用于制造按钮。但后来受到第一次世界大战影响,牛奶稀缺,该种技术发展得到限制,一种新型的油基塑料进入大家的视线。1907年,美籍比利时化学家利奥·贝克兰德(Leo Baekeland)发明了电木粉(酚醛塑料),该种塑料因为其重要性而被冠以“国家历史化学地标”的美誉,是世界上历史最悠久的塑料。当时,信心满满的利奥·贝克兰在日记中写下了一句话,'除非我搞错了,这项发明将来一定很重要。'事实证明,他完全没猜错。两年后,利奥·贝克兰发明了一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。这就是人类历史上第一种完全由人工合成的塑料。另外,在1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)诞生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用。自这以后,生物基塑料被各类成本更低的合成塑料按在地上肆意摩擦。
从1921年开始,中国工业化生产合成塑料制品。1921年上海胜德赛珍厂(现胜德塑料厂)开始生产赛璐珞制品(celluloid)。赛璐珞是是商业上最早生产的合成塑料,可以用于大量制造乒乓球,我国多年来长盛不衰的乒乓球事业在早年也是得益于赛璐珞材料的支持。伟大主席毛泽东也曾经是乒乓球运动的超级爱好者。不过,由于硝酸纤维素极易燃烧,以及其稳定性差、易开裂等问题,赛璐珞在日常生活中的被广泛应用地位已经不复存在,逐渐被其他更安全的塑胶取代。1926年,法国的莫里斯·勒莫尼在巨大芽孢杆菌中发现了PHB,这种细胞在吸收糖分时会产生聚合物,是最早的一种由细菌制备得到的生物降解塑料。1926年上海胜德赛珍厂开始生产酚醛树脂及模塑粉(电木粉)。1930年,汽车行业的飞速发展,美国福特公司使用大豆制成的生物塑料汽车零部件。但后来因为廉价石油的大量供应,二战后福特公司改用价格低廉的石油基塑料。1949年,中国塑料产量约400t左右。中华人民共和国成立后,酚醛塑料等热固性塑料有所发展。1950年,美国W.R.Grace企图大规模生产PHA和PHB这两种生物塑料,但这些生物塑料在价格方面被石油基塑料按在地上摩擦,过高的生产成本导致该公司的计划最后只能草草收场,无法形成规模化生产。1960年中国开始采用塑料棚膜于稻田育秧,1979年又正式从日本引进并开始使用塑料地膜于蔬菜。随后,塑料农膜大面积推广应用,掀起了一场农业上的“白色革命”,对中国的“米袋子”和“菜篮子”工程做出了贡献。但好景不长,塑料农膜,特别是塑料地膜的大面积应用就带来了问题。至1985年,中国塑料地膜的覆盖面积达到2400万亩,消费塑料68kt,由于不注重捡拾、回收使用后的塑料地膜,地膜开始在农田中累积,影响到植物的生长和机耕作业,随风飞扬的塑料残膜不仅影响景观,还造成牲畜误食导致死亡。为了解决这一问题,开始研发可降解塑料地膜,当时开发的主要品种是光降解塑料———一类采用光敏剂添加于聚乙烯中的塑料。主要的研究和生产单位有:中科院上海有机化学研究所、上海塑料制品研究所、中科院长春应用化学研究所、天津轻工业学院、北京塑料研究所、营口石化研究所、大连塑料研究所、吉林塑料研究所、上海石化总厂塑料厂、上海解放塑料厂、天津塑料制品二厂、天津塑料研究所、天津益农可控降解塑料厂、新疆石河子塑料制品总厂、烟台塑料四厂、苏州塑料四厂等。20世纪80年代中期至90年代初期,中国产业界对可降解塑料的研发逐渐集中到了淀粉添加型塑料方面,主要为聚烯烃类和聚苯乙烯中添加或共混淀粉的品种。这一类添加淀粉的塑料,其开发的主要推动力有3个:①当时铁路两旁从火车上倾倒于铁轨两旁的一次性聚苯乙烯餐盒形成的所谓“小白龙”,造成严重的景观污染,引起了社会极大的关注,迫使当时的铁道部为此专门成立了一个小组,以解决这一消费后塑料带来的环境污染问题。②用于地膜的光降解塑料,其土埋部分因无法接受光照不能及时降解,为此,有人在光降解塑料的基础上添加可以生物降解的淀粉,试图解决土埋部分塑料地膜的降解问题,这就是当时在中国颇为流行的“光/生物降解塑料” 。③当时欧美,特别是美国,为了解决一次性塑料包装制品造成的环境污染,在一些玉米商的推动下,一窝风推出聚乙烯添加淀粉的所谓“生物降解塑料”。此风被个别人带到了中国,并在中国推出了约10条进口生产线。20世纪90年代中期,这些被冠上了“生物降解塑料”或“部分生物降解塑料”或“光/生物降解塑料”名称的淀粉添加型降解塑料的研发和生产在中国达到了高峰,这一热潮一直延续到21世纪初,主要科研和生产单位近50家,挤出造粒生产线达到了上百条,总能力超过100kt/a。2007年,我国颁布了'限塑令“,规定从2008年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋。但由于“限塑令”缺乏强制性规定和惩处手段,且塑料袋已经深深融入日常生活,因此“限塑令”实际收效甚微。2018年,“塑战速决”被选为世界环境日主题,世界各地的企业和政府纷纷表示支持,陆续表达了致力于解决一次性塑料污染问题的决心。也有越来越多企业开始投身于环保袋研发与生产行列。
2020年,中央几度发文,发布最新最严“禁塑令”,表明我国政府在治理塑料污染方面的决心。自中央新版“禁塑令”出台后,省级“禁塑”政策出台明显加快,多个省份地区也陆续发布了当地的“禁塑令”。时间部门文件查询2020年1月19日发改委关于进一步加强塑料污染治理的意见2020年7月10日发改委等九部委关于扎实推进塑料污染治理工作的通知2020年9月11日发改委等十部门十部门召开全国塑料污染治理工作电视电话会议2020年7月3日农业农村部等农用薄膜管理办法2020年8月31日商务部关于进一步加强商务领域塑料污染治理工作的通知2020年8月7日市场监管总局等八部门关于加强快递绿色包装标准化工作的指导意见(国市监标技〔2020〕126号)2020年9月22日国家邮政局邮政业塑料污染治理工作推进会2020年11月25日发改委国家生态文明试验区改革举措和经验做法推广清单截止目前,我国已有30多个省份制定了省级的塑料污染治理实施方案。禁止了不可降解塑料的同时,国家也出台了各种政策支持可生物降解的生产和研究,工信部利用中央预算内资金支持符合条件的生物降解塑料产业化项目,利用2020年度新材料首批次保险补偿机制为各类优秀的可生物降解企业提供资金支持。让各类降解塑料价格进一步下降。
近期的PLA价格在漫长的塑料历史中,我们可以频繁看到两个关键词,价格和污染。中国之所以需要通过各种政策软硬兼施,让人们放弃传统一次性不可降解塑料,一是因为它危害环境,不可降解,二是因为它太便宜、太方便了,人们根本不舍得放弃它。虽然现在全球的科研人员都在努力降低生物降解塑料的生产成本,但目前看来,生物降解塑料和传统塑料相比,不但在价格上有着不小的差距,在性能上也比不上不可降解塑料(不过还是比纸质品好使)。就算如此,生物降解塑料目前仍然是市面上最好的不可降解塑料替代品。而且,从长远看来,使用生物降解塑料肯定更有利于人类与地球的和谐共处,即使现在使用不可降解塑料而非可降解塑料,未来的人类还是要想办法处理不可降解塑料,届时的成本必然会更高,而生产不可降解塑料的公司必然会被要求负担更多的责任。人类对于地球而言不过是一个匆匆过客,而地球却是人类的唯一生存之地,无可替代。转发会议文章,进降解塑料产业链交流群1. 区域群降解材料资源共享群上海降解材料和制品群广东降解材料和制品群海南降解材料和制品群京津冀降解材料和制品群2. 产品群PBAT生物降解塑料交流群PBS生物降解塑料交流群PLA生物降解塑料交流群PPC生物降解塑料交流群PHA生物降解塑料交流群PVA降解塑料交流群BDO及PBAT等衍生品交流群3. 包装群中国包装行业精英群华东—降解包装—制品群华南—降解包装—制品群华北—降解包装—制品群西南—降解包装—制品群海南禁塑-包装产业交流群(扫码进群)