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      新聞動態
      探討可降解包裝的發展趨勢
      日期: 2019-05-08 點擊: 65 次

      目前我們所使用的軟包裝薄膜原材料,基本上都屬于非降解材料。雖然目前很多國家和企業都在致力于開發可降解材料,但目前能用于軟包裝的可降解材料還沒有可以大規模生產的代替品出現。隨著國家對環保的日漸重視,不少省市都相繼發布了限塑甚至在某些領域"禁塑的法規。因此,對于軟包裝企業來說,正確了解可降解材料,是用好可降解材料、實現綠色可持續包裝的前提。


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      可降解包裝檢測儀器


      一、可降解塑料的定義及分類


      塑料的降解是指受環境條件影響(溫度、濕度、水分、氧氣等),其結構發生顯著變化、性能喪失的過程。


      降解過程會受諸多環境因素的影響。按照其降解機理,可降解塑料可以分為光降解塑料、生物降解塑料、光生物雙降解塑料和化學降解塑料。而生物降解塑料按降解方式可分為完全生物降解塑料和不完全生物破壞性塑料。


      1、光降解塑料


      光降解塑料是指該塑料材料于日光照射下發生了裂化分解反應,使材料于日光照射后一段時間內失去機械強度,變成粉末狀,有些還可以進一步被微生物分解,進入自然生態循環。換句話說即光降解塑料的分子鏈在光化學方法破壞后,塑料就失去它的本身強度并脆化,再經自然界的腐蝕變成粉末,進入土壤,在微生物作用下重新進入生物循環。


      2、生物降解塑料


      生物降解,一般普遍認為的定義是:生物降解是指通過生物酶的作用或與微生物所產生的化學降解作用而使化合物發生化學轉化的過程,在這一過程中,還可能伴隨著光降解、水解、氧化降解等反應。


      生物降解塑料的機理是:由細菌或水解酶將高分子材料分解成二氧化碳、甲烷、水、礦化無機鹽和新生物質的塑料。換句話而言就是生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細菌、霉菌(真菌)和藻類的作用而引起降解的塑料。


      理想的生物降解塑料是一種具有優良的使用性能、廢棄后可以被環境微生物完全分解、最終被無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。即分解成為下一級的分子可以進一步被自然界的細菌類等再行分解或吸收的物質。


      生物降解的原理分兩類:第一類為生物物理降解,當微生物攻擊侵蝕高聚物材料后,由于生物稀薄的增長使得聚合物組分水解、電離或質子化而分裂成低聚物碎片,聚合物的分子結構不變,這是聚合物生物物理作用而發生的降解過程。第二類為生物化學降解,由于微生物或酶的直接作用,使聚合物分解或氧化降解成小分子,直至最終分解成二氧化碳和水,這種降解方式屬于生物化學降解方式。


      3、生物破壞性降解塑料


      生物破壞性降解塑料,又稱為崩壞性塑料,為生物降解高聚物與通用塑料的復合體系,如淀粉與聚烯烴相結合,他們以一定的形式結合在一起,在自然環境中的降解是不徹底的,有很大可能造成二次污染。


      4、完全生物降解塑料


      根據其來源,完全生物降解塑料主要有高分子聚合物及其衍生物、微生物合成高分子聚合物和化學合成高分子聚合物三大類。目前研究和應用于復合軟包裝類最多的是淀粉類塑料。


      5、天然生物降解塑料


      天然生物降解塑料,是指天然高分子性類塑料,利用淀粉、纖維素、甲殼質、蛋白質等天然高分子材料制備的生物降解材料。這類物質來源豐富多樣,可完全生物降解,而且產物安全無毒。


      基于不同的降解方式,以及不同地區的要求,目前我們客戶端所認同的降解材料是需要完全降解,而且無論是掩埋還是堆肥降解方式,都要求將現有的塑料物質降解為二氧化碳、水、礦化無機鹽類等物質,能夠容易被自然界吸收或再次被自然界循環利用。


      二、可降解塑料的特點


      1、材料是天然的、無毒的。


      2、使用任何廢棄物處理方式(如堆肥、掩埋等)對環境造成的影響可控制到最小。


      3、可取代以石油基為基質的傳統塑料,且具備同類傳統塑料制品的物料性能,相對不需要太大改變使用方式。


      4、被遺棄后,經堆肥或掩埋處理后,能夠短期間內被裂解為下一級分子,能夠被大自然無害吸收或變為礦化無機鹽類物質。


      三、對可降解塑料的常見誤區


      1、將生物基塑料等同為可生物降解塑料


      根據相關定義理解,生物基塑料是指以淀粉等天然物質為基礎在微生物作用下生產的塑料。用于生物基塑料合成的生物質可來源于玉米、甘蔗或纖維素等。而可生物降解塑料,是指在自然界條件下(如土壤、沙土、海水等),或特定條件下(如堆肥條件、厭氧消化條件或水性培養液等),由微生物作用(如細菌、霉菌、真菌和藻類等)引起降解,并最終完全降解變成二氧化碳、水、甲烷、礦化無機鹽和新生物質的塑料。生物基塑料是基于材料成分來源來進行定義和劃分;而可降解塑料則是從材料生命終結的角度來進行歸類的。換句話說,100%的生物基塑料可能是無法生物降解的,而部分傳統石油基塑料則可以是生物降解的,如對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚已內酯(PCL)。


      2、可降解即被視為可生物降解


      塑料的降解是指在環境條件影響(溫度、濕度、水分、氧氣等)作用下,結構發生顯著變化、性能喪失的過程。具體可分為機械降解、可生物降解、光降解、熱氧降解和光氧降解等。某種塑料是否會完全生物降解受多種因素影響,包括結晶度、添加劑、微生物、溫度、環境pH值和時間長短等。在條件不具備的情況下,許多降解塑料不僅無法完全生物降解,還可能給環境和人類健康帶來負面影響。如部分氧降解塑料在添加劑作用下,僅僅只是發生了材料的破裂,降解成肉眼看不見的塑料微粒。


      3、將工業堆肥條件下的生物降解視為可在自然環境下生物降解


      即將可堆肥塑料視為等同生物降解塑料。這兩者之間不能完全畫等號來等同??啥逊仕芰蠈儆谏锝到馑芰系囊活?。生物降解塑料還包括了用厭氧方式實現生物降解的塑料??啥逊仕芰鲜侵杆芰显诙逊蕳l件下,通過微生物的作用,可在一定時間內轉化成二氧化碳、水及其所含元素的礦化無機鹽以及新生物質,并且最后形成的堆肥重金屬含量、毒性試驗、殘留碎片等應符合相關標準的規定??啥逊仕芰峡蛇M一步劃分為工業堆肥和花園堆肥?,F市場上的可堆肥塑料基本屬于工業堆肥條件下的生物降解塑料。因為可堆肥塑料屬于有條件下的生物降解,因此,如果隨意丟棄可堆肥塑料在自然環境中(如海水、泥土),這些塑料在自然環境中降解非常緩慢,并不能在短時間內完全降解為二氧化碳和水等,其對環境的不良影響與傳統塑料并無實質性的區別。此外,有研究指出,可生物降解塑料如混入到其他可回收塑料中,會降低回收材料的特性和性能。如聚乳酸中的淀粉可能會導致再生塑料制成的薄膜產生小孔和斑點等不良現象。


      四、軟包裝應用可降解塑料的現狀與痛點


      目前已經有一些軟包裝企業在嘗試使用可降解塑料生產包裝,目前主要表現出來的問題有:


      1、品種少,產量小,無法滿足批量生產要求


      如果底料為降解材質,面料當然也是需要可完全降解材料才行,不然,底料可以完全降解,我們總不能拿著石油基的PET、NY、BOPP作為面料去匹配PLA的材質來復合,那么這樣做的意義幾乎為零,而且有可能是更糟糕,連回收的可能性都會被磨滅。但是目前可用于復合軟包裝的面料非常少,供應鏈非常稀缺,而且非常不容易找,產能非常緊缺。因此,需要尋求能夠適應軟包版印刷的可降解面料,這是一個難題。


      2、底層可降解材料的功能性開發


      對于復合軟包裝而言,能用于底層的可降解材料尤為重要,因為諸多包裝功能都寄托底層材質來實現。但目前能夠適用于復合軟包裝底層的可降解材料,國內能生產的少之又少。而即使是能夠找到的一些底料膜,其關鍵的一些物理性能比如拉伸性、耐穿刺、透明度、熱封強度等,是否能匹配現有的包裝需求,也還是一個比較朦朧的未知數。還有相關的衛生指標、阻隔性方面,也要研究能否達到包裝要求。


      3、輔料是否可以降解


      面料、底料都可以找到的狀態下,我們還需要考慮輔料,即油墨、膠水等,是否能夠同基材進行匹配,是否能完全降解。這一點存在很多爭議。有人認為,油墨本身是顆粒,而且用量也非常小,膠水的占比也非常小,可以忽略不計。但是根據上述完全可降解的定義理解,嚴格意義來說,只要材料沒有被完全分解為被自然界容易吸收的,以及可以在自然界循環再生的,均不被認為是真正完全降解。


      4、生產過程


      目前大多數生產者,對可降解材料的使用,還有一堆問題有待大家解決。無論在印刷過程中還是在復合或制袋、成品倉儲過程中,都需要我們去發現這類可降解包裝同現有的石油基復合包裝有多大的不同,或是有哪些需要我們注意的地方。目前還沒有一個比較完善的控制體系或適用于大眾化的標準可參考。


      五、結語


      目前對于可降解包裝,客戶比較關心的是它能否滿足包裝的性能要求;對于軟包裝生產企業而言,則要考慮哪些領域可以使用,可以使用的量是多少,因為可降解材料在短期內是可以有條件降解的。目前,可降解材料還沒有形成成熟的供應鏈。因此,包裝在未來幾年時間內,可能是可回收再利用包裝和可降解包裝齊頭并進。(袁勝遠)


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