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可降解改性尼龍塑料 VS 再生塑料:誰更有效?誰更環(huán)保?
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發(fā)表時(shí)間:2022-12-30 14:15:54
塑料是現(xiàn)代工業(yè)最重要的基礎(chǔ)材料之一,據(jù) Our World in Data 統(tǒng)計(jì),1950 年至 2015 年,人類共生產(chǎn)了 58 億噸廢棄塑料, 其中超過 98%被填埋、遺棄或焚燒,僅有不到 2%被回收利用。
據(jù) Science 雜志統(tǒng) 計(jì),中國由于其全球制造業(yè)基地的全球市場角色,廢棄塑料量居全球第一,占比達(dá) 28%。這些廢棄塑料不僅污染環(huán)境、危害健康,還占用寶貴的土地資源。 因此,我國已開始高度重視白色污染的治理。
▲塑料發(fā)明后的 150 年間在洋流作用下,太平洋里形成了三處大規(guī)模塑料垃圾場。
▲全球 65 年的塑料產(chǎn)量中僅有 1.2%被回收,其余大部分被掩埋在人類腳下,等待 600 年的降解。
據(jù) IHS 統(tǒng)計(jì), 2018 年全球塑料應(yīng)用領(lǐng)域主要為包裝領(lǐng)域,市場占比達(dá)到了 40%,而全球塑料污染也主要來源于包裝領(lǐng)域,占比高達(dá) 59%。包裝塑料不僅是白色污染的主要來源,還具有一次性(如果循環(huán)利用,循環(huán)次數(shù)高)、難回收(使用和遺棄渠道分散)、對性能要求不高和對雜質(zhì)含量要求高的特點(diǎn)。
表 1 :2018 年全球塑料應(yīng)用領(lǐng)域分布 表 2:2018 年全球白色污染來源分布
可降解塑料
可降解塑料和再生塑料是潛在的解決白色污染問題的兩種選擇。
可降解塑料
可降解塑料是指其制品的各項(xiàng)性能可滿足使用性能要求,在保存期內(nèi)性能不變,而使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料。
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可降解塑料的降解過程
0 2
可降解塑料的分類
可降解塑料可以通過降解方式或者原料的不同進(jìn)行分類。
按照降解方式分類,可降解塑料可以分為生物降解塑料、光降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大類。
目前,光降解塑料、光和生物降解塑料的技術(shù)還不成熟,市場上的產(chǎn)品較少,故此后提到的可降解塑料均為生物降解塑料和水降解塑料。
按照原材料劃分,可降解塑料又可分為生物基可降解塑料和石油基可降解塑料。
生物基可降解塑料是以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的塑料,能夠減少對石油等傳統(tǒng)能源的消耗,主要包括 PLA(聚乳酸)、PHA(聚羥基烷酸酯)、PGA(聚谷氨酸)等。
石油基可降解塑料是以化石能源為原料生產(chǎn)的塑料,主要包括 PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT (聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯)、PCL(聚己內(nèi)酯)等。
0 3
可降解塑料的優(yōu)勢
可降解塑料在性能、實(shí)用性、降解性、安全性上都有其優(yōu)勢。
在性能上,可降解塑料可以達(dá)到或在某些特定領(lǐng)域超過傳統(tǒng)塑料的性能;
在實(shí)用性上,可降解塑料有與同類傳統(tǒng)塑料相近的應(yīng)用性能和衛(wèi)生性能;
在降解性上,可降解塑料在使用后,可以在自然環(huán)境下(特定微生物、溫度、濕度)較快完成降解,并成為易被環(huán)境利用的碎片或無毒氣體,減少對環(huán)境的影響;
在安全性上,可降解塑料降解過程產(chǎn)生或殘留的物質(zhì)對環(huán)境無害,不會(huì)影響人類和其他生物的生存。
而目前替代傳統(tǒng)塑料的最大阻礙,也是可降解塑料的缺點(diǎn)是其生產(chǎn)成本較同類傳統(tǒng)塑料或再生塑料高。
因此,在包裝、農(nóng)膜等使用時(shí)間短、難以回收分離、對性能要求不高、對雜質(zhì)含量要求高的應(yīng)用領(lǐng)域,可降解塑料更具替代優(yōu)勢。
再生塑料
再生塑料是指通過預(yù)處理、熔融造粒、改性等物理或化學(xué)的方法對廢舊塑料進(jìn)行加工處理后重新得到的塑料原料。
再生塑料最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比新料和可降解塑料便宜,且可以根據(jù)不同的性能需要,只加工塑料的某方面屬性,并制造出對應(yīng)的產(chǎn)品。
在循環(huán)次數(shù)不太多的情況下,再生塑料能保持與傳統(tǒng)塑料相似的性能,或者可以通過再生料與新料混合的方式,維持穩(wěn)定的性能。但在多次循環(huán)之 后,再生塑料的性能下降很大,或到無法使用的程度。
此外,再生塑料在保證經(jīng)濟(jì)性的前提下較難保持良好的衛(wèi)生性能。因此,再生塑料適用于循環(huán)次數(shù)不多,且對衛(wèi)生性能要求不高的領(lǐng)域。
0 1
再生塑料的生產(chǎn)流程
0 2
常見塑料再生后的性能變化
備注:熔體指數(shù),塑膠材料加工時(shí)的流動(dòng)性;比粘度,單位體積液體的靜態(tài)粘度
對比
可降解塑料
VS
再生塑料
1
通過比較,可降解塑料因其有更穩(wěn)定的性能和更低的回收成本,在包裝、農(nóng)膜等使用時(shí)間短、難以回收分離的應(yīng)用領(lǐng)域更具有替代優(yōu)勢;而再生塑料因?yàn)橛懈偷膬r(jià)格和制作成本,在生活用具、建筑材料、電器等使用時(shí)間長、易于分類回收的應(yīng)用場景更具有優(yōu)勢,兩者相得益彰。
2
白色污染主要來源于包裝領(lǐng)域,可降解塑料的發(fā)揮空間更大,隨著政策推動(dòng)和成本降低,未來可降解塑料市場前景廣闊。
表 3:可降解塑料與再生塑料特性對比
在包裝領(lǐng)域,可降解塑料的替代正在實(shí)現(xiàn)。塑料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,不同的領(lǐng)域?qū)τ谒芰系囊笠膊槐M相同。
汽車、家電等領(lǐng)域?qū)λ芰系囊笫墙?jīng)久耐用、容易分離,且單體塑料用量較大,故傳統(tǒng)塑料的地位較為穩(wěn)固。而塑料袋、餐盒、地膜、快遞等包裝領(lǐng)域,由于塑料的單體用量低,容易污染,難以高效分離,這使得可降解塑料更有機(jī)會(huì)在這些領(lǐng)域成為傳統(tǒng)塑料的替代品。從 2019 年全球可降解塑料需求結(jié)構(gòu)也驗(yàn)證了這一點(diǎn),可降解塑料的需求主要集中于包裝領(lǐng)域,軟包裝和硬包裝占比合計(jì)達(dá)到 53%。
西歐和北美的可降解塑料發(fā)展較早,已經(jīng)初具規(guī)模,應(yīng)用領(lǐng)域集中在包裝行業(yè)。2017 年,西歐可降解塑料總消費(fèi)量中,購物袋和生產(chǎn)用袋占最大份額(29%);2017 年,北美可降解塑料總消費(fèi)量中食品包裝,餐盒和餐具占最大份額(53%)。
表 4:2019 年全球可降解塑料消費(fèi)結(jié)構(gòu) 表 5:2017 年西歐可降解塑料消費(fèi)結(jié)構(gòu) 表 6:2017 年北美可降解塑料消費(fèi)結(jié)構(gòu) 總結(jié)
可降解塑料是比塑料再生更有效的白色污染解決方案。
白色污染中 59%來自包裝和農(nóng)膜塑料制品,而這類用途的塑料一次性、 難回收的特點(diǎn)不適合塑料再生利用,唯有可降解塑料可以根本性解決白色污染問題。
對于可降解塑料的適用領(lǐng)域而言,性能不是瓶頸,成本是制約可降解塑料市場化替代傳統(tǒng)塑料的主要因素。
資料來源: 化工進(jìn)展, Nova Institute, IHS Markit, 華安證券研究所
搜狐號(hào) 鏈塑網(wǎng)
資料來源: 化工進(jìn)展, Nova Institute, IHS Markit, 華安證券研究所
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