生物可降解塑料对可降解餐盒的作用
2022-08-20 09:42:07
生物可降解塑料配套助剂是生物可降解塑料重要的伴生产业。面对近年来生物可降解塑料生产和需求发展的迅猛势头，作为生物可降解塑料的配套助剂正面临前所未有的机遇和挑战。本文从生物可降解塑料配套助剂的现状、功能和应用入手，分析和预测该行业的技术动向和发展趋势，以期对国内塑料加工和配套助剂行业的发展有所启迪和帮助。像我司就收到生物降解塑料的启发从而生产出玉米淀粉餐盒和cpla餐盒，从而更进一步的推动走势。
现如今，可降解塑料主要分为两种光降解塑料和生物降解塑料。光降解塑料是指材料在光的作用下会自动降解。反应机理为塑料吸收阳光中的紫外线导致塑料中的键能减小。聚合长链断裂。大分子变成小分子。最后被空气彻底氧化。光降解材料主要分为两类：一种是金属氧化物或者有机金属氧化物的光降解材料。另一种是含有敏化性质烯烃的多芳香族碳氢化合物。光降解材料在光照条件下，光敏基团或者光敏剂被激活，易发生氧化。在大气条件下，光敏剂的活性、光照波长和聚合物结构都会影响其降解速度。所以光降解材料难以工业化和产业化。
无机材料类成核剂
无机材料作为最常用的一类应用于聚乳酸等生物可降解塑料的成核剂，主要包括层状硅酸盐化合物、无机盐类化合物、无机非金属类氧化物以及碳材料等。
滑石粉用作 PLA 成核剂常被作为比较成核剂效力高低的标准。早在1996 年，Kolstad等研究发现滑石粉能够显著提高 PLA 的结晶速度。2003 年日本学者 Nam等研究发现，蒙脱土对 PLA 的晶体结构和结晶速率产生很大影响，同时，加入低摩尔质量脂肪酸会更进一步增加聚乳酸的结晶速率。赵秀丽等研究结果发现，在 PLA 中加入亚麻纤维可以有效促进结晶。该团队同时发现 PLA 在添加 1. 5%纳米 CaCO3、气相 SiO2时，结晶最快，形成了典型球晶。总而言之，无机材料类成核剂的最大特点是来源广泛，价廉易得，可以促进生物可降解塑料的成核与结晶。但是，由于其在基体聚合物中的相容性较差，容易导致塑料制品性能下降或者不稳定等缺点限制了其应用范围。现在我司也是有在用pla生产可降解餐盒。
生塑料是化工行业最重要的产品之一，由于塑料的功能性强、加工性好、容易规模化生产等等优点，持续创造出新的应用，并在不断替代其他传统材料，2019年全球塑料的产量已经达到4亿吨，是构建人类社会最重要的材料。木材、石材、玻璃、金属等传统材料经历一段时间都会分解成各种形式回到自然的循环中去，但塑料是完全人造的，绝大多数经历几百年都难以分解，废塑料进入自然就形成现在社会非常关注的“白色污染”问题。为了既享受塑料的性能与成本优势，又缓解废塑料对环境的危害，可降解塑料就应运而生。
可降解塑料前期一直发展很慢，主要原因就是生产成本较高，推行政策不够强力，但随着2018年起中国禁止进口洋垃圾，行业趋势发生了明显变化。过去海外发达国家虽然产生了大量的塑料废物，但是通过出口到中国等地区，就以很小的现金成本解决了巨大的外部成本；而中国则承担了额外的外部成本，且负担越来越沉重。为了解决比较严重的废物问题中国就开始禁止进口洋垃圾，这使得发达国家的处理成本突然大幅提升，所以可以看到18年开始欧洲国家陆续推出针对塑料的强制政策，国内政策也开始越来越严格，因此我们认为可降解塑料已经进入了行业爆发期，而聚乳酸（PLA）和PBAT是其中最有前景的材料。
生物可降解塑料涉及范围广，包含淀粉、木粉、竹粉等有机生物质原料填充配合物，有机填料的表面改性对制品的加工应用性能至为关键，偶联剂或反应性官能化聚合物助剂是这些制品必不可少的助剂类型。通常引入的反应性官能团有异氰酸酯基、环氧官能团、唑啉、酸酐等。马来酸酐接枝聚合物是目前极具代表性的高分子分散促进剂、界面偶联剂和相容剂。可以极大地提高复合材料中的各相相容性以及填料在聚合物中的分散性。主要的品种有马来酸酐接枝聚苯乙烯－聚乙烯 －聚丁烯－聚苯乙烯 ( SEBS-g-MAH) ，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体 ( POE-g-MAH) 和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶 ( EPDM-g-MAH) 。国内外主要生产厂家有上海日之升、华邦工程塑料有限公司、苏州亚赛塑化有限公司、美国科腾、 Shared Plastics、美国陶氏等。
山西省化工研究所在将铝钛复合偶联剂 OL- AT1618 成功应用于淀粉填充塑料的基础上，正在研发集偶联、润滑、相容、扩链于一体的反应性官能化多功能助剂体系。生物可降解高分子大多含有丰富的羟基、羧基等活性基团，开发具有针对性的生物可降解塑料专用多功能助剂显得尤为重要，同时在填充和回收领域要兼顾高效和低成本化。
综上，我们认为虽然目前国内可降解塑料体量还很小，但未来几年行业将保持非常高的增速。而且PLA与PBAT的生产具有一定技术壁垒，国内也已有较好的产业基础，掌握技术的企业有望维持较高利润率，成长为全球可降解塑料的领军企业。目前国内已拥有可降解塑料产能的上市公司主要是金发科技，而在建与规划的上市公司很多，包括金丹科技、彤程新材、瑞丰高材、万华化学等等，海正集团的聚乳酸业务也在计划上市，这些企业我们都建议关注。
现如今，大多数的可降解材料面临的问题主要是：1.降解时间过长, 分解准确性难以控制。2.材料本身的性能不够完善。3.可降解材料原料成本高, 生产工艺复杂、批量小以及利润过低, 限制了其产业化生产。我们应积极开发新型可降解材料, 并且加大研发和科研成果转化的投入, 早日将可降解材料应用到人类的实际生活中。
东莞市思纯塑胶制品有限公司成立于2008年，是一家以植物纤维生产技术为核心，集研发、设计、生产、销售、配送为一体的食品包装耗材高新技术企业。公司主要产品为：玉米淀粉可降解餐盒，CPLA全降解餐盒，一次性奶茶杯等环保生物基餐具。
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