中 国 B O P E T 网
中国塑协BOPET专委会主办
“绿色”薄膜包装
发布日期:2017-04-18 阅读次数:756随着环境保护浪潮的冲击,消费者对商品包装提出越来越高的要求。绿色包装是国际环保发展趋势的需要,同时也代表了各国包装工业的发展潮流。与此相适应,薄膜包装的绿色化也成了一个重要的发展趋势。
我国在政策的推动下,包装薄膜的“绿色”化在逐步实现,2016年可替代空间巨大。
薄膜包装的“绿色”化由于理念的不同分成了两大分支:
降解薄膜,使用可降解性的薄膜产品,通过快速降解减轻对环境的影响。
膜到膜,将普通薄膜进行回收再生产来达到绿色化的目的。
一.降解薄膜
可降解薄膜是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等),稳定性下降,较容易在自然环境中降解的薄膜。
可降解薄膜从降解的机理来分又可分为四大类:
生物降解塑料
不需避光,应用范围广,不但可以用于农用地膜、包装袋,而且广泛用于医药领域。随着现代生物技术的发展,生物降解塑料越来越受到重视,已经成为研究开发的新一代热点。
光降解塑料
在塑料中掺入光敏剂,在日照下使塑料逐渐分解。它属于较早的一代降解塑料,其缺点是降解时间因日照和气候变化难以预测,因而无法控制降解时间。
水降解塑料
在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于水中即能溶解掉,主要用于医药卫生用具方面(如医用手套),便于销毁和消毒处理。
光/生物降解塑料
光降解和微生物相结合的一类塑料,它同时具有光和微生物降解塑料的特点。
以原料来区分,降解薄膜主要有:TPU薄膜、PVOH薄膜、PLA薄膜等
TPU薄膜
TPU薄膜是以TPU材料为主要原材料制成的薄膜制品,是一种新型的高性能环保薄膜材料,具有强度高、韧性好、耐寒、耐油、耐老化、耐气候、环保无毒、可分解、防水透湿、防风、防寒等优异性能,可应用在鞋材、防水透湿织物面料、食品包装、医疗用品、充气囊体、运动休闲器材等众多领域。
TPU薄膜是一种新型塑料薄膜材料,在塑料薄膜产业中只占极小的一部分。但TPU薄膜具有非常优异的综合性能和可自然降解的环保性特征,未来发展潜力非常巨大。
随着人们环保要求和消费能力的不断提高,TPU薄膜对各种可替代产品的替代效应将会逐步体现。
据中国塑协预计,2013-2017年 TPU薄膜市场将保持年均增长速度为13.3%、2017年达到30.3亿元,2017年TPU热熔胶膜的市场规模将达到14.7亿元。
下表是TPU薄膜的应用和鞋类材料、防水透湿织物、高档手袋及皮具面料、充气囊体等领域的消费情况。
PVOH薄膜
PVOH薄膜是以低醇解度的聚乙烯醇为原料制成的薄膜制品。目前,国内外主要把生物耗氧量(BOD)及化学耗氧量(COD)作为环保的指标。
日本有关部门测定聚乙烯醇生物耗氧量(BOD)比淀粉小得多,有关部门微生物分解试验研究也表明聚乙烯醇几乎完全被分解,使COD降得很低。
美国空气产品公司经过生物试验证明聚乙烯醇既无毒,也不会阻止微生物的生长繁殖,对废水处理和环境卫生没有影响。
就降解机理而言,聚乙烯醇具有水和生物两种降解特性,首先溶于水形成胶液渗入土壤中,在土壤中可被土壤中分离的细菌分解,最终可降解为CO2和h2O。
实验表明,PVOH接触到常见的微生物比如水处理厂中排放的一些物质,在30天以内会转化成为二氧化碳和水。
水溶性薄膜充分发挥聚乙烯醇的各种特性,实现彻底降解,从而彻底解决包装废弃物处理问题, 使包装对环境的影响降低到最低限度,推动国际环保包装的继续发展。
PLA薄膜
PLA薄膜是以聚乳酸为原料制成的薄膜制品,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。
其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。
目前PLA最大的制造商为美国NatureWorks公司,其次是中国的海正生物,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。
二.膜到膜
“膜到膜”指的是从旧膜废料到新膜产品的回收再生产的技术。以BOPET为例,世界上最早使用“膜到膜”技术的是日本,二三十年前就在用,如今以帝人为首的日本膜企已成熟应用该技术。
其中一种公开的工艺为乙二醇醇解法,此法用乙二醇(EG)作为解聚剂,在高温高压下实现 PET 到对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)的转化,随后再次将 BHET 聚合为 PET。
目前,废旧PET的循环利用主要有物理回收和化学回收两种方法。
物理回收法是指通过切断、粉碎、加热熔化等工序,对废旧塑料进行再加工的循环利用技术。
化学回收是将固态的聚合物材料解聚,转化为小分子单体,然后单体再进行聚合,形成新的 PET,真正实现了废旧PET的无限次循环再利用。
PET废料化学再生法的工艺较为成熟,但由于过程中需要首先对废料进行解聚,其能耗是物理法回收的 12-15 倍。然后对解聚的单体小分子进行脱色和多次分离提纯,最后再通过常规的石化生产方法将其聚合为新的PET片材。
因此,尽管从廉价的 PET 废料出发,但是回收PET的成本仍然较高。
物理法与化学法的对比
而物理回收技术节省投资、处理成本低廉,但再生PET 的性能与新材料的相比大为降低,且含有大量杂质,只能降级使用,不宜再作食品包装材料,产品的毛利也较低。随着加工次数的增多,PET 的特性粘度、分子量分布和杂质含量都会不断变化,最终变得无法采用物理法进行回收利用。
化学法回收尽管成本较高,但是最终产品往往是高毛利、高附加值的膜产品,在目前行业背景下有着较大的优势。并且当前国际油价低位运行,未来油价回升后,化学法回收的成本优势会更加凸显。
环保PET膜与普通PET膜的对比
包装薄膜绿色化已是不争的事实,2016年究竟能拿下多大的市场份额,我们拭目以待。
来源:unima薄膜新材网