PE類快遞塑料包裝制品綠色化發展技術探析

魏風軍

2020年1月19日，國家發展改革委及生態環境部聯合發文《關于進一步加強塑料污染治理的意見》，這是自2008年首次提出全國范圍內的限塑令之后12年又一次重提限塑，因此業內人士多稱此次《意見》為新版限塑令。近期，從國家郵政局獲悉，國家郵政局將制定出臺郵政業綠色發展行動計劃（2021～2025），明確未來5年快遞包裝綠色治理的目標任務和路線圖。據悉，塑料污染治理是快遞包裝綠色治理的突出任務。對于快遞塑料包裝制品而言，PE是在快遞包裝中用量最大的塑料品種之一，因此對于當前禁塑令背景來說，PE類快遞塑料包裝制品的綠色化發展已經提上日程，“禁塑令”的頒布或將倒逼快遞包裝尤其是PE類快遞塑料包裝制品領域的綠色化升級。本文試就此予以探析。

常見PE類快遞塑料包裝制品

根據中國郵政快遞報社發布的《中國快遞領域綠色包裝發展現狀及趨勢報告》顯示，我國快遞業包裝主要集中在快遞運單、編織袋、塑料袋、封套、包裝箱（瓦楞紙箱）、膠帶以及內部緩沖物（填充物）七大類。其中紙類包裝約占2/3、塑料包裝約占1/3。塑料類包裝材料主要包括塑料袋薄膜（不包括珠光袋和填充薄膜塑料）、編織袋、泡沫箱、珠光袋、膠帶和填充塑料等，塑料膜袋類的占比在2/3左右。上述各類快遞包裝中，PE類快遞塑料包裝制品涉及頗多，主要有：

①快遞袋類PE產品。快遞袋的常見分類有快遞膠袋、快遞文件封、快遞氣泡袋、快遞骨袋、快遞編織袋等。快遞膠袋具有成本低，重量輕等優點。快遞文件封較快遞膠袋具有平整、不易折壞的優點。快遞氣泡袋內附減震氣泡膜，氣泡膜中有無數小氣泡，所以體輕、富有彈性，具有良好的減震性、抗沖擊性、還有無毒、無味、防潮、耐腐蝕等優點。骨袋可用于各種小型物品的內外包裝。用食品級的原料生產的自封袋可以存放各種小食品、茶葉、海產品等，防潮、防水、防蟲、防止東西散落。快遞編織袋環保性較強，并且回收力度較大，主要用于各種物品的成裝和包裝用，在工業方面用途廣泛。普通快遞袋一般是用LDPE作為主要材質生產，而京東采用了拉力好、承受力高的HDPE作為主要材質。

②纏繞膜類。纏繞膜是以高品質LLDPE等為基材，配加優質的黏稠劑，經過高溫、擠壓、流延，再經激冷輥冷而成，具有韌性強、高彈性、防撕裂、高黏性、厚度薄、耐寒、耐熱、耐壓、防塵、防水、有單面粘及雙面粘等優點，在使用時可以節省材料、節省勞動力、節省時間。根據纏繞膜的特性目前使用的行業有工業、農業、倉儲物流、建材、家用等多個行業，在大型快遞產品運輸中頗為常見。

③氣泡膜類PE快遞塑料包裝制品。氣泡膜是以高壓PE為主要原料，再添加增白劑、開口劑等輔料，經230℃左右高溫擠出吸塑成氣泡的產品。是一種質地輕、透明性好、無毒、無味的新型塑料包裝材料，可對產品起防濕、緩沖、保溫等作用，由于其中間層充滿空氣，所以體輕、透明、富有彈性，具有隔音、防震、防磨損的性能，廣泛用于電子、儀表、陶瓷、工藝品、家用電器、自車行，廚房、家具和漆品制品、玻璃制品及精密儀器等抗震性緩沖包裝。可制成氣泡袋、氣泡牛皮紙信封袋、汽車太陽擋、隔熱座墊、隔熱保溫材料等。

④氣柱袋類PE快遞塑料包裝制品。氣柱袋又稱緩沖氣柱袋、充氣袋、氣泡柱袋、柱狀充氣袋，是21世紀使用自然空氣填充的新式包裝材料。全面性包覆的氣柱式緩沖保護，將產品運輸損失率降至最低。空氣包裝袋，系利用LLDPE及NYLON貼合或共擠方式，具有抗拉伸及均衡特性，表面印刷性佳，屬于醫療級基材，透過連續性壓合，形成不透氣的充氣柱，機器將防護膜制成氣柱保護袋。運用物理原則，一次充氣，全排充滿，自動鎖氣，形成潛水艙，遇到破損，只有破損的單根氣柱部分失效，其余氣柱完全不受影響，仍然維持保護效果。提供長時間儲運不漏氣的抗震保護，氣柱式全面性包覆的緩沖保護，將損壞率降至最低。

⑤EPE珍珠棉發泡材料。EPE在我國還是近10年崛起的一種新型塑料制品材料。它是由聚乙稀塑料粒子經過加溫、熔化、擠壓、催化、發泡形成珍珠棉狀發泡片材的塑料材料。該材料的特點是隔音、隔熱、耐沖擊、防摩擦、防震、防水、防腐、防潮、防變形、無毒、無異味、輕松軟等。它可制成0.5～13mm的片材狀材料，也可以通過復合和復膜制作各種包裝用材和填充用料。EPE在快遞行業主要作為緩沖材料應用。

上述PE類快遞塑料包裝制品對于物流快遞的應用來說，實際上也是屬于一次性包裝的范疇，用戶在打開快遞取出產品之后，該PE類快遞塑料包裝制品就會被作為垃圾丟棄了。當前，國內的禁塑令對于快遞包裝來說，是對其有要求的，而郵政業綠色發展行動計劃也對快遞包裝用塑料制品提出了要求。與此同時，中國的大型快遞公司，如順豐、圓通等，目前都在進行其國際化的布局;上述的PE類快遞塑料包裝制品一旦進入國際市場，就會牽扯到來自東南亞、歐盟、美國、加拿大、澳大利亞等國家的禁塑令要求。基于此，PE類快遞塑料包裝制品企業，在考慮禁塑令的要求時，應立足于我國實際，考慮國外禁塑令及綠色化要求對于快遞行業的沖擊，提前對PE類快遞塑料包裝制品的綠色可持續發展進行技術儲備，未來便于應對國內外的要求。

PE類快遞塑料包裝制品綠色化發展技術

目前，上文所述的PE類快遞塑料包裝制品主要涉及各類PE塑料的整合應用，如LDPE、LLDPE、HDPE、EPE等，禁塑令的頒布使得快遞業塑料制品的綠色化發展技術的開發與應用創新成為熱點。

目前，可見的快遞包裝綠色化制品的開發，一種是采用可生物降解的材質取代PE，可用的可降解材質大都基于聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚羥基丁酸戊酸酯（PHBV）、聚羥基脂肪酸酯（PHA，Polyhydroxyalkanoates）、聚碳酸亞丙酯（PPC）、聚對苯二甲酸己二酸丁二酯（PET）等，生物可降解塑料產品大都基于上述一種單一聚合或幾種材質共混聚合而成。除此之外，還有部分牛皮紙、無紡布等生物可降解材質替代原始的PE塑料制品。

然而在目前的PE類快遞塑料包裝制品應用中，都有相關性能的要求，比如氣泡膜、氣柱袋類產品要求對于氣密性的保持，阻隔性要求，力學性能的要求等;纏繞膜類部分領域要求150°纏繞加工;同時上述技術思維中以可降解材質取代PE還有很大的成本壓力，一般采用可降解材質取代PE所生產的產品成本是原有PE產品的2～3倍，這對于PE類快遞塑料包裝制品的應用端客戶來說有很大的壓力，這也是諸多大型應用端客戶遲遲不愿步入生物可降解材質應用的主因。

基于此，大多數的生物可降解材質應用，很難具備原有PE類快遞塑料包裝制品應用所要求的阻隔性、氣密性以及可高溫加工性。因此，結合PE類快遞塑料包裝制品的應用實際、性能要求、加工及物流存儲，從成本及使用的簡易性、性能要求滿足等上，建議快遞公司、PE類快遞塑料包裝制品生產商采用厭氧微生物降解技術，與公司原有PE類快遞塑料包裝制品技術體系予以整合，滿足產品降解及性能、加工性、存儲性等的系統化要求，滿足全球“禁塑令”的要求和郵政業綠色發展的要求。

洛陽綠之匯塑料降解科技有限公司的AdmPro?厭氧微生物降解母粒是一種有機添加劑，由傳統塑料注入厭氧有機助劑制成，該助劑通過有細菌引起的化學活動把塑料引入生物降解階段，最后只留下自然氣體和生物能量。添加AdmPro?厭氧微生物降解母粒后塑料能夠通過厭氧消化在垃圾堆填區里進行生物降解，支持海洋降解。

AdmPro?厭氧微生物降解母粒通過一系列的化學和生物程序把塑料引進微生物降解的厭氧環境里（該程序稱為生物同化）。允許微生物制造一種生物膜結構來滲透塑料。該生物膜只在無氧/厭氧的情況下形成，即垃圾填埋場和深海環境中;同時有助于擴大分子結構，為微生物制造更大空間并在聚合物鏈上發出吸引其他微生物的化學信號來進食塑料，提升了微生物降解速率。

大自然中的厭氧微生物降解時刻在發生，因為過程是相對緩慢的，所以不容易被察覺，但是，添加了AdmPro?厭氧微生物降解母粒的固體有機物PE塑料可以大大加快該過程，它讓PE塑料以更高的速率完成生物降解過程。讓塑料制品僅產生二氧化碳、沼氣（甲烷）和腐殖質（有機質），這與有機質相同的生物過程和殘留物是相同的。其降解實現過程包括如下：

有氧階段：在此階段，酶和分解化學物質充當覆蓋PE塑料的生物膜的催化劑。在這段時間內，好氧微生物逐漸形成，垃圾中的水分不斷積聚。標準PE塑料的吸濕能力相對較小，但AdmPro?厭氧微生物降解母粒會導致進一步溶脹，從而削弱聚合物鍵。這為微生物生長創造了分子空間，可以進行需氧降解，在此過程中，氧氣轉化為二氧化碳。

厭氧，非甲烷化階段：氧濃度充分降低后，開始進行厭氧過程。在初始階段（水解），微生物菌落會吞噬顆粒，并通過酶促過程將大分子聚合物還原為更簡單的單體。AdmPro?厭氧微生物降解母粒導致PE聚合物鏈的額外溶脹和張開，并增加了群體感應。這進一步激發了微生物以增加其定殖和聚合物鏈的消耗。隨著時間的流逝，發生酸反應，其中簡單的單體被轉化為脂肪酸。在此階段，二氧化碳的產生迅速發生。

厭氧，產甲烷的非穩態階段：微生物菌落繼續生長，吞噬了PE聚合物鏈并創造了越來越大的分子空間。在該階段，發生產乙酸，將脂肪酸轉化為乙酸，二氧化碳和氫。隨著這一過程的繼續，CO2速率下降，制氫最終停止。

厭氧，產甲烷的穩態階段：分解的最后階段涉及產甲烷。隨著微生物菌落繼續吞噬掉PE聚合物的其余表面，乙酸鹽轉化為甲烷和二氧化碳，并消耗了氫氣。這個過程一直持續到剩下的元素是腐殖質為止。這種高營養的土壤為微生物創造并改善了環境，并增強了分解的最終階段。

在PE類快遞塑料包裝制品綠色化發展方面， AdmPro?厭氧微生物降解母粒可以添加到PE類快遞塑料包裝制品的原料中，實現微生物降解，其不改變原有PE類塑料制品的設備和工藝，不影響其理化性能，能很好地適應上述各類PE類快遞塑料包裝制品的各類性能要求，是當前PE類快遞塑料包裝制品綠色化發展中較為可靠的降解升級技術。

表1以PE為例，是在PE膜生產環節加入AdmPro?厭氧微生物降解母粒，經過國際知名檢測機構-天祥集團檢測，其45天生物降解率為7.15%，其不影響PE的性能，不需要改動設備和工藝。表2是LDPE袋的降解測試報告，依據美標ASTMD5511，其856天，生物降解率為86.4%，滿足中國國家標準GB/T20197-2006、美國標準ASTMD551的要求。

結束語

綜合以上，過去的多年里，伴隨著中國電商物流快遞的迅猛發展，PE類快遞塑料包裝制品在快遞包裝中承擔著重要的材料角色。在當前郵政業綠色化發展計劃以及新版禁塑令的要求下，對于PE類快遞塑料包裝制品的綠色化發展提出了更高的要求，相信未來會有更多可行的PE類快遞塑料包裝制品的綠色化技術，“綠色化”是破解快遞塑料包裝白色塑料污染的治本良策，我們拭目以待。

作者單位：河南科技大學包裝工程系

責任編輯：王蕾 wl@cprint.cn