新環(huán)保材料在市場上的應(yīng)用與發(fā)展分析

楊鯉蔚

摘 要：新材料是如今科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展之本，可降解材料是其中最重要的主導(dǎo)力量。“禁塑令”提出后，可降解材料成為了塑料的最佳替代方案，目前運(yùn)用至生物醫(yī)療行業(yè)、農(nóng)業(yè)及餐飲行業(yè)。“十四五”規(guī)劃綱要以及《中國制造2025》的提出，使得產(chǎn)品健康更被消費(fèi)者所重視，也使得可降解材料逐漸登上歷史舞臺。

關(guān)鍵詞：新環(huán)保材料;可降解材料;應(yīng)用;發(fā)展

一、新環(huán)保材料發(fā)展背景

新材料是如今科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展之本，可降解材料是其中最重要的主導(dǎo)力量。經(jīng)合組織與2022年2月統(tǒng)計(jì)表示，全球的塑料回收率不到10%，2019年全球共使用4.6億噸塑料，這一數(shù)字在2000年以來近乎翻了一番。在此期間，塑料垃圾的數(shù)量增加了一倍多，并于2022年達(dá)到了3.53億噸。在可回收過程的折損中，塑料回收利用率只占比約9%，19%被焚毀，近乎50%的塑料被送至廢棄物處理廠，而調(diào)查報(bào)告結(jié)果顯示，塑料占全球溫室氣體的排放量也在連年上升，2019年占全球溫室氣體的排放量的3.4%。面對全球變暖和污染問題的加劇，中國出臺的關(guān)于塑料的政策由“限塑令”轉(zhuǎn)為“禁塑令”。

“禁塑令”提出后，可降解材料成為了塑料的最佳替代方案，目前運(yùn)用至餐飲行業(yè)。加之“健康中國”的提出、新冠疫情的爆發(fā)，產(chǎn)品健康也更加被消費(fèi)者所重視，未來的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也將不斷更新。

與“白色垃圾”塑料不同，“白色垃圾”塑料需要幾個世紀(jì)才能消失。在一定條件下，完全可生物降解的產(chǎn)品可在30天內(nèi)分解超過90% 的微生物生物量，然后以二氧化碳和水的形式進(jìn)入大自然。

二、可降解材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

與PLA和PBAT相關(guān)的技術(shù)在許多國家取得了突破，為大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用夯實(shí)了初步的技術(shù)基礎(chǔ)。丙交酯開環(huán)聚合反應(yīng)的主要合成路線，目的是能在Natureworks、Corbion和浙江海正等企業(yè)中取得突破，但后者無法生產(chǎn)丙交酯，因而國內(nèi)PLA生產(chǎn)的中間階段依賴進(jìn)口，使得現(xiàn)階段國內(nèi)丙交酯技術(shù)無法完全克服釋放其能力的限制，當(dāng)前市面上擁有最成熟PBAT技術(shù)的是德國巴斯夫公司。技術(shù)擴(kuò)散的主要驅(qū)動力是國內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)的自主研發(fā)。現(xiàn)今，由于國內(nèi)生產(chǎn)工藝不局限于國外，甚至處于領(lǐng)先地位，因此生產(chǎn)拓展能力較為迅速。但未來原材料供應(yīng)可能會趨緊，這將考驗(yàn)企業(yè)控制成本的能力。

三、可降解材料的應(yīng)用概況

政策促進(jìn)在以下行業(yè)使用生物降解材料： 在餐飲領(lǐng)域，全國明令禁止采用不可降解的一次性塑料吸管，限制使用不可降解的一次性塑料餐具; 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，不容許生產(chǎn)和銷售厚度少于0.01毫米的聚乙烯農(nóng)業(yè)覆蓋物，鼓勵研究和開發(fā)合適的可降解薄膜;在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，生物可降解血管支架及其他高價(jià)值醫(yī)療器械的開發(fā)受到廣泛關(guān)注。

（一）可降解材料在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

生物降解塑料主要應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，作為單次醫(yī)用耗材和人體復(fù)原材料，主要用于PLA、PHA、PCL。但它受限于核心技術(shù)、商品價(jià)格等因素。“十四五”規(guī)劃和《中國制造2025》都致力于開發(fā)高價(jià)值的醫(yī)療設(shè)備，如完全可生物降解的血管支架，今后將出現(xiàn)可生物降解的塑料。

（二）可降解材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

農(nóng)膜作為維護(hù)植物免受水分損失的重要工具，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。科學(xué)研究表明，農(nóng)用塑料薄膜的使用可以提高作物產(chǎn)量20-30%，但長期使用農(nóng)用塑料薄膜也會造成“白色污染”。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查統(tǒng)計(jì)，兩年以上耕地單位面積農(nóng)膜殘留量為103.5kg，小麥產(chǎn)量下降9%。

2022年2月21日，《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》中央一號文件正式發(fā)布，可降解農(nóng)膜的最終產(chǎn)品是二氧化碳和水。促進(jìn)可降解農(nóng)膜的開發(fā)和應(yīng)用，可從源頭上減少“白色污染”，改善生態(tài)環(huán)境，保護(hù)農(nóng)田的正常生產(chǎn)。

（三）可降解材料在餐飲外賣領(lǐng)域的應(yīng)用

總體而言，城鎮(zhèn)化水平的提升與人民物質(zhì)生活的改善，使得外賣餐飲逐漸成為日常的高頻消費(fèi)業(yè)務(wù)，與此同時(shí)國家在外賣餐飲上持續(xù)出臺的禁塑令政策也為可降解材料在該行業(yè)的普及打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2020年，中國餐飲市場共接到171.2億份外賣訂單，盡管受到疫情影響，但仍逆勢增長7.5%。

2021年1月，國家發(fā)改委正式發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染管理的意見》，宣布到2020年底，全國明令禁止在餐飲業(yè)使用不可降解的一次性塑料吸管。2021年1月，全國更換了一次性塑料吸管。隨著國家政策的實(shí)施和可降解工業(yè)的發(fā)展，外賣食品工業(yè)的可降解過程將得到穩(wěn)步推進(jìn)。

四、可降解材料發(fā)展中遇到的問題

（一）成本高

可降解材料之所以符合綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，拋開成熟的技術(shù)之外，其原材料的成本也應(yīng)在可接受的范圍之內(nèi)，現(xiàn)階段主要可降解材料PLA、PHA和PBAT的成本過高，可替代范圍有限，成為其發(fā)展的一大難題。

相較于傳統(tǒng)塑料，可降解材料的成本是其1.5-5.5倍，高昂的成本使得其在市場推廣中受到一定限制。

（二）偽降解

可降解材料的判別有以下三個主要指標(biāo)：相對降解率、最終產(chǎn)成物與重金屬含量。只有三項(xiàng)都達(dá)標(biāo)才足以構(gòu)成可降解材料。現(xiàn)階段偽降解材料首要為偷換概念和分解后殘留兩類。偷換概念是指將傳統(tǒng)塑料和各種可降解添加劑或生物基塑料混合，以“食品級材料”進(jìn)行概念偷換，降低實(shí)際降解率。例如聚乙烯。分解后殘留則是指利用淀粉，對其實(shí)施生物降解，分解材料的物理性能，分解后的PVC、PP等難以被環(huán)境吸收，仍以殘留物的形式存在，對生態(tài)環(huán)境造成一定程度的污染。

（三）不具備降解條件

生物降解塑料須要一定的條件，如堆肥，以充分降解或?yàn)槠渌袡C(jī)體提供營養(yǎng)成分。在現(xiàn)階段，家庭廢物分類方案并沒有提供一個獨(dú)立的可生物降解途徑，剝奪了可生物降解材料的原有重要性。

五、可降解材料的發(fā)展前景

（一）應(yīng)用多元化發(fā)展

1.構(gòu)建科學(xué)合理的生物可降解評價(jià)體系與方法，逐步完善和確認(rèn)各類可降解材料的具體狀況;

2.持續(xù)優(yōu)化完善可降解材料的分解速率及分解過程，準(zhǔn)確把握可降解材料的分解全過程;

3.不斷實(shí)驗(yàn)及開發(fā)新技術(shù)和工藝，降低生產(chǎn)成本，賦能新材料新可能。

（二）沖破“三元悖論”局面

政府：積極主動深化生物質(zhì)發(fā)酵新路線，擴(kuò)產(chǎn)PLA;

企業(yè)：革新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能釋放，降低企業(yè)的費(fèi)用，提升企業(yè)效能;

消費(fèi)者：進(jìn)一步增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識，積極采用與推廣可降解材料。

參考文獻(xiàn)：

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