可降解塑料產業現狀及發展瓶頸淺析

王立 李林林 郗丹 張維 王微山

摘要：研究了可降解塑料發展現狀，介紹了目前聚烯烴可降解塑料和生物可降解塑料國內生產現狀，降解性能標準體系以及發展瓶頸。從政策層面、標準制修訂及垃圾回收系統等方面給出了建設性意見，利于可降解塑料市場健康規范發展。

關鍵詞：可降解塑料；產業現狀；發展瓶頸

中圖分類號：TB48 文獻標識碼：A 文章編號：1400 （2021） 04-0030-04

Analysis of The Current Situation and Development Bottleneck of The Degradable Plastic Industry

WANG Li， LI Lin-lin， XI Dan， ZHANG Wei， WANG Wei-shan

（Shandong Institute for Product Quality Inspection， Jinan 250102， China）

Abstract： The development status of degradable plastics is studied， and the current domestic production status of polyolefin degradable plastics and biodegradable plastics， the degradation performance standard system and development bottlenecks are introduced. From the policy level， constructive opinions were given in terms of standard formulation and revision and garbage recycling system， which is conducive to the healthy and standardized development of the degradable plastics market.

Key words： degradable plastics； industry status； development bottleneck

受生態環境壓力，各國都出臺了嚴厲的禁限塑令，相比于普通塑料，可降解塑料的降解過程更快速，與自然環境和諧共生，因此被認為是解決“白色污染”的有效途徑。可降解塑料已然成為環境可持續發展的重要途徑之一，正受到全球廣泛關注。近來，我國限塑令、垃圾分類等一系列政策相繼出臺[1-3]，鼓勵使用可降解購物袋、可降解包裝膜（袋），在餐飲外賣領域推廣使用可降解塑料袋等替代產品。在綠色新政的驅動下，可降解塑料技術研發速度加快，并已逐漸應用于購物袋、餐飲具、農用地膜、快遞運輸包裝等生產生活領域[4-10]。面對巨大的市場缺口和發展機遇，可降解塑料制品或將迎來下個風口。

1 可降解塑料產業現狀

目前市場上可降解塑料按原料來源劃分為聚烯烴可降解塑料和生物可降解塑料，聚烯烴類可降解塑料主要指聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類樹脂為原料，添加適量淀粉、無機鹽類或降解催化劑共混制成。該類產品由于使用性能、原料成本優勢，目前占較大市場份額。但由于部分聚烯烴類可降解塑料制品在環境中僅發生部分氧化，喪失物理使用性能，碎片化變成危害更大的微塑料，備受爭議。此類可降解產品類型目前主要集中在淀粉+聚烯烴類可降解塑料，碳酸鈣+聚烯烴類可降解塑料制品。2020年英國出臺了關于PAS 9017：2020 [11]，標準明確了聚烯烴是一種以碳氫化合物為基礎的材料，對環境刺激具有抵抗力，對生物攻擊具有惰性。由于塑料污染問題日益嚴重，需要在目前以聚烯烴為基礎的包裝中進行創新，因此提出了基于添加劑的解決方案，作為聚烯烴材料中的可生物降解創新。本PAS的主要目的是提供一種標準規范，提供關于含有特定生物降解添加劑的特定聚烯烴在露天陸地條件下的生物降解性的數值數據。PAS是專門設計用來模擬在無特殊要求環境中的生物降解過程，例如亂扔垃圾或無管理處置的情況。按照此標準要求，含有高效催化劑的聚烯烴類可降解塑料可以通過環境降解分子量下降到一定程度，羰基指數≥1，就可以進行下一步的生物分解，按照GB/T22047-2008 [12]標準測試方法，720天內生物分解率可達到90%以上，實現全生物分解。目前該類含高效催化劑的聚烯烴類可降解塑料制品已廣泛應用在地膜，購物袋，快遞運輸包裝，食品接觸包裝材料等領域，在美國，英國，法國，澳大利亞，加拿大，新加坡，沙特，以色列等國家已有十幾年的推廣應用歷史。我國在高效催化劑的研究領域也取得了重大突破，已實現量產。

另一類生物可降解塑料，是目前公認能夠完全生物降解為二氧化碳、水及無機鹽類的高分子材料，按其來源可分為天然基生物降解塑料、生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料，具體典型種類見圖1。

利用可生物降解的天然高分子物質為基材制造的生物降解塑料稱為天然基生物降解塑料，以淀粉為例，經過改性、接枝反應后與其他聚合物共混加工而成的一種塑料產品，具有生產成本低、投資少、可生物降解的特點，目前已應用在包裝材料、地膜、食品接觸材料、玩具等領域。生物基生物降解材料塑料是以生物降解的天然高分子物質經過化學合成制得的生物降解塑料，以聚乳酸為例，它是以有機酸乳酸（來自于淀粉）為原料經化學合成的高分子材料，具有無毒，強度高、易加工成型和優良的生物相容性特點，但PLA質地較脆硬，工業上需進一步的改性后才能加工使用，當前，PLA型降解塑料已在各地廣泛應用。石油基生物降解材料是通過石油裂解產物為原料通過化學合成的可生物降解的高分子材料，以PBAT為例，它是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，具有PBA和PBT的特性，即具有較好的額延展性和斷裂伸長率，也具有較好的耐熱性和耐沖擊性能，此外還具有優良的生物降解性，是可降解塑料材料中市場應用較好的降解材料之一。由于生物可降解塑料本身性能特點，還不能完全達到聚烯烴樹脂的物理性能，目前的生物可降解材料一般需要共混或改性后使用。

2 可降解塑料產業發展瓶頸

隨著可降解塑料市場的快速發展，產品質量和降解性能問題日益凸顯，各類可降解塑料制品無統一的標識要求，不僅給消費者和政府監管部門造成困擾，也制約了可降解塑料行業健康規范發展。究其原因主要有以下幾方面：

1）政府監管部門在“可降解”上一直沒有明確的要求，存在諸多的顧慮，出臺的文件未明確說明“可降解”的范疇，單純的讓企業，行業協會去試水，引導，讓市場去檢驗，但可降解塑料行業本身肩負著生態環保的社會責任，單純的靠市場競爭，生產成本優勢只會導致可降解塑料產品質量魚龍混雜，是無法達到預期目的的。

2）標準不健全，缺少強制性的標準。可降解塑料制品的使用性能和降解性能是相互矛盾，相互制約的，聚烯烴類可降解塑料可參照標準只有GB/T 20197-2006 [13]，該標準中的光、熱氧降解塑料降解性能的測試指標斷裂拉伸保留率、分子量下降率并不能真正解決降解徹底的問題，發生部分老化降解的降解塑料雖然能夠標準要求，但卻變成了危害更大的微塑料，另外標準中要求的氙燈加速老化試驗中規定的光輻照量要求在60W氙燈照射5天就能達到降解指標，顯然與可降解塑料制品的使用要求相背離，滿足了降解性能，就縮短了流通和使用壽命。另外，生物可降解塑料制品目前測試生物分解率的標準分為有氧和厭氧兩種方式，具體見表1，仲裁方法也是檢測時效最短的GB/T 19277.1-2011，該方法標準規定試驗特定的堆肥材料、溫度、濕度、pH值等試驗條件，檢驗周期根據產品材質在45天至180天左右，檢驗周期長，檢測成本高，導致生產企業檢驗壓力巨大，政府監管部門監管困難。

3）垃圾回收系統薄弱，我國積極倡導可降解塑料，特別是生物可降解塑料的推廣使用，目前國外城市固體垃圾處理方法中，堆肥化方法日益受到極大關注，因為它不僅可以減少垃圾場的負擔，而且可以將垃圾轉化為無害的肥料資源，歐美國家正正積極推廣中，而我國的垃圾回收幾乎全部采用焚燒和填埋方式，堆肥廠幾乎空白，生物可降解塑料制品的末端產業鏈滯后，這也是導致生物可降解塑料發展的重要瓶頸。

3 建議

可降解塑料的研究和使用可以避免對環境的破壞，解決能源危機，是一條可持續發展的綠色之路，是未來發展的方向。當前在發展過程中出現這樣那樣的問題是可以理解的，歷史上任何事物的發展都是曲折前進的，面對以上出現的問題，在國家層面上，建議制定法規，鼓勵從業者和消費者使用“綠色環保”的可降解材料；遴選擁有核心技術、能帶動產業快速發展的龍頭企業，加大扶持力度；參照發達國家標準并結合我國國情，制定快速有效的可降解塑料產品標準和評價體系；完善垃圾分類回收系統，普及堆肥廠處理系統，發揮生物可降解塑料的回收再利用優勢；加強市場引導和宣傳，完善監管機制。

參考文獻：

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