让可降解塑料袋告别“质次价高”

  提起PBAT(聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯),许多人可能会感到陌生。但“禁塑令”颁布以来,用过可降解塑料袋的人却不在少数,它们的重要原材料正是PBAT。在很长一段时间里,这些产品都与“质次价高”的负面标签绑定着,终端市场始终不冷不热。特别是不少消费者反映,可降解塑料袋容易破,“比普通塑料袋贵,怎么质量还比原来的差呢”?

  如何让可降解塑料袋不易破?如何开发出不同环境下可降解、周期可控的品类?近日,中国科学院理化技术研究所研究员季君晖为PBAT的口碑“逆袭”指出3条可行之道。

  精准调节降解周期

  “现在可降解材料应用市场存在一些‘尴尬’:比如地膜产品设计要求长周期降解的,提供的材料100天内就完全不能保墒了;产品设计要求短周期降解的,以现有技术,降解最快也要1个月以上。”季君晖指出,降解行业不能让应用场景来适应产品性能。因此,研究如何调节PBAT制品的降解周期、适应应用场景,是该类产品推广必须解决的问题。

  季君晖以可降解垃圾袋这一场景举例说,我国厨余垃圾回收率始终难以提升,就与厨余垃圾袋降解的时间不适应工业堆肥周期、二者必须分开回收有很大关系。PBAT可降解垃圾袋虽然能够和垃圾“扔在一起”,但也带来了新的问题。

  “若降解周期过短,垃圾袋在使用过程中就会自发降解导致破袋;若降解周期过长,会包住厨余垃圾堆肥发酵产生的沼气,可能引发危险。”季君晖解释说,“因此现在我们要研发的新材料,必须满足在5~7天内崩解、30天内彻底降解的精准要求。”

  目前,满足上述功能的垃圾袋已在北京部分地区进行试点推广,部分能够全生物降解、与作物生长周期相匹配的地膜已经成功应用。“针对棉花等超长功能期的作物,我们希望尽快设计出在诱导期内不降解、保墒性能和力学性能基本不变,诱导期结束后快速降解的PBAT地膜产品。”季君晖说。

  着力提高力学性能

  据悉,我国已建成大约300万吨/年的PBAT产能生产装置,足以满足国内市场需求。目前PBAT制品最常见的应用是购物袋、垃圾袋,但产品的使用评价褒贬不一。“PBAT薄膜最大的问题就是强度较低,不到20MPa,弯曲模量也只有350MPa,膜体感过柔甚至有一些弹性,这容易让使用者产生一种‘质量不好’的感觉。”季君晖无奈地说,“采用聚乳酸(PLA)或无机粉体共混可以一定程度上提高强度,但效果一般。”

  为解决这一问题,他研发出一种新型添加剂,能在不增加成本的前提下,显著提高PBAT产品的力学强度,使横向拉伸强度达到28MPa,弯曲模量达到1.2GPa。

  受产品表现不佳影响,近年来PBAT终端市场不断缩小,今年行业整体开工率并不理想。但季君晖相信,随着产业基础性技术不断突破、产品性能持续提升,PBAT下游市场终将回暖。“深圳开始执行“限塑令”,河南限塑已进入立法流程,快递行业加大了使用可降解快递袋包装……这都预示着可降解塑料产业最‘寒冷’的冬天已逐渐过去。”他表示,“打破PBAT制品‘质次价高’的负面印象,还需行业上下的共同进步。”

  加强回收再利用

  既然PBAT制品具有可降解性能,是否意味着这种材料就不需要循环回收了?季君晖表示,不可简单下定论。“回收和降解是处理塑料废弃品的两个渠道,它们并不是竞争的关系。”他解释说,根据2020年我国废弃塑料处理情况数据,34%废弃塑料被填埋,32%被回收,27%被焚烧,7%被泄漏。PBAT作为可降解塑料,其降解属性主要是针对占塑料废弃物41%的泄漏和填埋部分,如现有市场上的塑料袋、餐盒、地膜残片、泡沫塑料等,会因使用分散而回收不经济,或因使用过程中被污染而无法回收。

  但PBAT作为可降解塑料并非只能降解,它也可以和其他塑料一样回收再利用,且具有较高的经济性。

  据他介绍,现有技术已经可以实现将PBAT通过催化降解得到丁二醇、PTA和己二酸,变成原料回收,再重新进行聚合。“这项技术成本不高,而且我们经过试验发现重新聚合出来的产品在性能上与原来的基本一致。”季君晖表示,通过推广这一技术,可有效解决厂家堆积的过期PBAT产品性能下降后难处理的问题,为企业降本增效。


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