塑料替代品发展前景

谈塑料代替品的发展前景

——关于PET材料未来可替代性的报告

摘要：PET材料的学名是聚对苯二甲酸乙二醇酯，也就是我们通常所说的“塑料”的一种，PET材料因其良好的力学性能和化学

性质，被广泛地运用在生产生活的各个层面，如：矿泉水瓶等。PET

材料的使用对环境造成了巨大的损害，本文从塑料代替品的角度入

手，探讨了PET材料在未来的可替代性的问题。

关键词：环境学；塑料；PET材料

近年来，国家和社会越来越多地关注到“白色污染”对环境带来的危害。所谓“白色污染”，是人们对难降解的塑料垃圾污染环境现象的一种形象称谓。自从国家颁布“限塑令”以后，塑料袋的使用率大大下降，但“限塑令”并不能真正解决“白色污染”问题，因为塑料袋仅仅是“白色污染”的一个来源，也是最明显的来源，除此之外还有那些更隐蔽的来源，如：中性笔替芯、饮料瓶（PET瓶）等。同塑料袋一样，这些塑料制品同样存在使用量巨大、一次性且不可回收、不可降解等问题。

1现阶段塑料的处理方式以及问题

废弃塑料制品的回收和再利用已经成为一项世界性的课题，传统的填埋和焚烧方法正在被复用、降解和分解等工艺所代替。废旧塑料的回收利用不仅可以避免污染、节约资源，而且具有很好的经济性。

现阶段工业界对废旧塑料的塑料的处理方式一般有2种：

1.1转换利用处理方式[1]

故名思意，这种方法就是将废旧塑料转作他用

1）化学方法。现在各种流行的化学方法可以归纳为两种，第一种是利用聚合物的化学性质，将聚合物转化为小分子化合物或者简单化合物。例如：水解反应是聚酯合成反应的逆反应，可以制成对苯二甲酸和乙二醇(聚酯合成原材料单体)；甲醇醇解可以得到对苯二甲酸甲酯和乙二醇；乙二醇醇解的产品为对苯二甲酸双羟乙酯；丙二醇醇解产生低聚物，供合成不饱和聚酯(油漆或油墨用)和醇酸树脂用。

另一种方法是利用塑料的可燃性，焚烧后产生热能发电。这两种方法各有利弊，化学分解的方法，对资源的利用率较高，但是工艺复杂、成本较高，因而影响了塑料制品的回收利用。焚烧产生的废气，如PVC(聚氯乙烯薄膜)燃烧后产生的含氯气体，是酸雨的一种成分，另外许多塑料因燃烧不完全而产生废气，对环境和人体健康危害很大，因此这种方法有被淘汰的趋势。

2）物理转换。类似于直接利用，所不同的是后者为生产厂家自己利用，前者为别的厂家利用。过程也是破碎-造粒-挤出成型(拉伸)或注塑等，必要时加入其它物品。

例如隔音材料的制作是将废旧泡沫塑料被粉碎后，经过红外线照射加热，其体积减少到1/20以下；然后与特殊的水泥相混合，制成“米花糖”状的建筑材料。这种建筑材料的消音效果平均为60%，对某些频率的噪声抑制可达到90%以上。这种材料现已被用转换利用。

另外，制造轻质屋面保温材料的制作过程是，将废发泡聚苯乙烯粉碎，加入膨胀珍珠岩及水泥、砂浆，搅拌混合均匀，于屋面上养护3天，自然干燥，然后

同水泥砂浆抹平成轻质混凝土保温层。用该法制成的材料生产成本低，保温性好，屋内冬暖夏凉。

以上两例均为废旧塑料转换利用的实际操作模式。

1.2直接利用处理方式[2]

这种方式的主要特点是塑料制品的加工过程主要是物理过程，即是助剂或色母料的加入，基本上也是物理混合过程。将废旧塑料切片或粒料加热熔化后，注塑成品、注塑吹塑成品或是挤出吹塑成膜或是挤出铸片拉伸成膜。注塑成品的例子是泡沫塑料包装材料(块)，注塑吹塑成品的例子是各种塑料包装瓶，挤出吹塑成膜的例子是多层共挤薄膜产品如热收缩膜、保鲜膜，挤出铸片拉伸成膜的例子是双向拉伸聚丙烯膜BOPP和双向拉伸聚酯薄膜BOPET等。由于上述过程中物料发生的变化全部是物理变化，其化学结构不变，这就为其边角料的应用提供了方便。因此在塑料制品生产厂里，生产中的边角料一般是破碎后，挤压造粒或是熔融后挤出造粒，重新投入生产线继续使用。正因为如此，破碎机和造粒机是塑料工业必不可少的设备。但是这种方法有一个限制，就是塑料制品应是单一成分的或是各成分的物理性能差别不大，不影响二次物理加工。比如，据美国一家公司介绍，EVOH作为夹层制成的PET啤酒瓶，其阻隔效果可以达到玻璃瓶的水平，而且可以完全回收利用。

1.3以上两种方式的问题

无论是化学方法或是物理方法转换利用，或者是直接利用，均面临一个主要困难，即回收的废旧塑料品种混杂，不易鉴别分类，另一方面又特别不干净(一次性聚苯乙烯饭盒)，清洗非常困难，运营成本很高，因此厂家积极性不高。1.4目前塑料处理的解决方法[3]

目前的解决方法主要有两种：

1）限制生产多组分的塑料制品和提高分类收集、分捡水平。如日本为了促进资源的循环利用，由日本饮料制造商和塑料瓶生产厂家共同组成的“塑料瓶循环利用促进协议会”最近做出决定，将停止生产妨碍循环利用的彩色塑料瓶。对使用过的塑料瓶将根据《容器包装循环利用法》规定的办法进行收集，在工厂分类压碎以后，再制成纤维制品以及衣架、垃圾箱等。以往为了保护瓶内的果汁等饮料免受紫外线照射，生产厂家会使用蓝色及绿色塑料瓶。但是，在再循环利用时，如有彩色塑料瓶混入，不仅再生制品的质量会下降，而且人工处理也非常“费事”。全部改用透明瓶后，解决紫外线照射的办法是，将透明瓶全部用标签覆盖，在标签上留有缝纫机针眼般的小孔以便轻松剥下。用铝等金属制成的瓶盖也将与瓶体同样材料制成的塑料所替代。

2）生物降解。生物降解可谓是最好最环保的处理方式，但是由于塑料制品不易老化，难以被微生物分解，造成所谓的白色污染。与其被动处理，不如从源头上想办法，也正因为如此，塑料工业非常重视可生物降解塑料的研究和开发。目前，从性能和可生物降解两方面均令人满意的品种几乎没有。要真正实现工业化，还有很长的路要走。

2塑料代替品的发展状况

自从20世纪70年代OPEC石油输出国组织为了对付西方发达国家，降低石油产量，大幅抬高油价，以美国为首的西方国家为此蒙受了巨大的经济损失以来。人们第一次认识到地球上的石油资源是有限的，总有一天会发生枯竭。之后，能源尤其是石油一直左右着世界经济的发展，人类对资源枯竭的恐慌与日俱增，开始寻找新的可替代能源或者生物合成材料，而不再单纯依赖石油这个“黑色黄