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1、pva是什么材料
PVA是唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物,在细菌和酶的作用下,46天可降解75%,属于一种生物可降解高分子材料,可由非石油路线大规模生产,价格低廉,其耐油、耐溶剂及气体阻隔性能出众,在食品、药品包装方面具有独特优势。
PVA的应用基于溶液法,通过流延成膜制备薄膜材料,但是溶液加工成型需经历溶解和干燥过程,存在工艺复杂、成本高、产量低等缺点,很难制备厚壁、形状复杂的制品,同时,也无法与其他材料进行共挤吹塑制备多层复合薄膜。
溶解性PVA溶于水,水温越高则溶解度越大,但几乎不溶于有机溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快,而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。
2、科普中原百家谈丨揭秘“白色污染”让我们一起“限塑”,还地球“本色”
大河网讯(申华/文 牧堃 王双飞 姜雨璐 李思豫 实习生 江梦娜/视频)超市购物、菜场买菜,大兜小兜的塑料袋少不了;孩子上学所需的文具,日常生活必不可少的家居、小家电中,塑料制品比比皆是。伴随着塑料的大面积应用,严重的环境问题也随之而来。一方面是塑料制品的难降解,另一方面人们随意丢弃的大量一次性废弃塑料引起的“白色污染”受到全世界高度重视。3月初,在第五届联合国环境大会上,首个“全球限塑令”的通过使塑料污染治理成为全球话题。
《科普中原百家谈》第十三期
4月22日是世界地球日,由河南省科协主办,大河网承办的第十三期《科普中原百家谈》,邀请到河南省塑料协会会长段同生和郑州轻工业大学材料化学系教授刘东亮两位嘉宾做客大河网直播间,带大家一起聚焦“白色污染”问题,号召大家守护美丽共同家园、还地球“本色”。
性价比高、用途广:带你走进塑料的“大千世界”
说起塑料的来源和种类,郑州轻工业大学材料化学系教授刘东亮侃侃而谈。他介绍,1909年美国的贝克兰首次合成了酚醛塑料,为以后各种塑料的发明与生产奠定了基础。塑料是由合成树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)与填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂为辅助成分组成,其抗形变能力中等,介于纤维和橡胶之间;合成树脂以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,在塑料中合成树脂为主要成分。
郑州轻工业大学材料化学系教授刘东亮
塑料种类从用途来分,有通用塑料与工程塑料;通用塑料如聚乙烯(PE)的塑料袋,聚丙烯(PP)的塑料透明杯、汽车保险杠等,聚氯乙烯(PVC)建筑用的塑料管道、门窗型材、塑料透明软门帘等,聚苯乙烯(PS)透明磁带盒、泡沫包装材料等,工程塑料如尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)等。
“因此,塑料多具有比较好的力学性能,防水、质轻、绝缘、耐腐蚀等特点,方便加工成不同形状的产品,对比钢铁、陶瓷、木材、水泥等材料多具有更好的性价比,在包装、家电、医疗、农业、建筑、车辆船泊、航空航天等众多领域得到广泛应用。”刘东亮表示,塑料中合成树脂的单体来源,主要是石油化工,裂解为乙烯单体,以此为基础再聚合成不同类型的塑料原料,如常见的聚乙烯、聚丙烯等,部分来源是煤化工,如聚乙烯醇(PVA)、聚乙醇酸(PGA)等,少量来源于动植物,如橡胶树提取的天然橡胶、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)等。
河南省塑料协会会长段同生
小小塑料危害大:废塑料垃圾难降解 “白色污染”不容忽视
“塑料的发明曾被称为‘人类的一大杰作’,塑料在给人们带来生活便利的同时,也给人类造成不得不面对的全球性环境挑战和危害。”河南省塑料协会会长段同生介绍,废塑料来源于塑料包装、家用电器用的塑料、电子产品塑料、汽车塑料、生活塑料、农用塑料、快递包装,塑料污染已经成为全球性环境问题。
“大家常用的塑料袋,在使用过程中散落在城市街道、旅游区、水体中、公路和铁路两侧,除 造成‘视觉污染’外,还存在着潜在的危害。”段同生表示,塑料不易被天然微生物菌降解,在自然环境中长期不分离将在环境中变成污染物永久存在并不断累积,会对环境主要造成以下三方面危害:
●影响农业发展。废塑料制品混在土壤中不断累积,破坏土壤机构,会影响农作物吸收养分和水分,导致农作物减产。
●对动物生存构成威胁。抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品,被动物当作食物吞入,导致动物死亡。2016年底,第13次(生物多样公约)缔造方大会发布全球海洋垃圾污染研究报告,塑料废物已占到海洋垃圾的3/4,被塑料污染的海洋使接近400种海洋生物面临危机。我国青海湖畔有20户牧民共有近千只羊曾经因此致死,经济损失30多万元。羊喜欢吃塑料袋中夹着的油性残留物,常常连塑料袋一起吃下去,由于吃下的塑料长时间滞留胃中难以消化,胃被挤满不能吃东西,被活活饿死。这样的事在动物园、牧区、农村、海洋中屡见不鲜。
●废塑料随垃圾填埋不仅会占用大量土地,而且被占用的土地长期得不到恢复,影响土地的可持续利用。进入生活垃圾中的废塑料制品如果将其填埋,几百年的时间都难以降解。
“以塑料袋为例,如果使用焚烧的方法处理废旧塑料袋,还会造成空气污染,很多塑料袋散布在各种植物上以及高层建筑物上,会带来视觉和环境污染。制造塑料袋所需要的原料是从石油中提炼出来的,而石油紧缺现在已成为全球危机。”段同生表示。
向“白色污染”亮剑:“限塑令”、强制回收利用等措施使塑料制品“瘦身”
在防治“白色污染”方面,我国自2008年就颁布了“限塑令”。段同生介绍,目前我国开始从行政和技术两个方面采取措施防治“白色污染”。
首先,在行政方面加强管理,禁止使用一次性难降解的塑料包装物。其中,海南省“禁塑”走在全国前列;杭州市是我国最早禁止使用一次性泡沫快餐具的城市,深圳市对餐饮业禁止使用不可降解一次性餐具开展专项执法;2021年10月16日,河南省人大通过关于《濮阳市不可降解塑料制品管理条例》的批复;辽宁省今年立法论证,禁止使用不可降解塑料一次性制品的有关规定。各地通过采取各种措施,在一定范围、一定程度上减轻了“白色污染”的危害。但从实践结果来看,单靠禁止是很难彻底解决“白色污染”问题的。段同生分析:“上述颁布禁令的城市都要求用纸制品或可降解塑料制品代替原来的难降解的泡沫塑料制品,但替代品在价格和品质上均无法与普通塑料制品竞争,因此,在市场经济条件下仅靠行政命令、不考虑经济杠杆的调节作用,操作起来是很困难的。”
其次,在技术方面强制回收利用。清洁的废旧塑料包装物可以重复使用或重新用于造粒、炼油、制漆、作建筑材料等,回收利用符合固体废物处理的“减量化、资源化、无害化”通用原则。回收利用不仅可以避免“视觉污染”,而且可以解决“潜在危害”,缓解资源压力,减轻城市生活垃圾处置负荷、节约土地,并可取得一定的经济效益。比如,采取以纸代塑,纸的主要成分是天然植物纤维素,废弃后容易被土壤中的微生物分解,因此可以解决前面所说的“潜在危害”,但也会带来新的环境问题:造纸需要大量的木材,而我国的森林资源并不富裕。
对此,刘东亮补充道,提倡与使用可降解塑料已成为全球范围逐渐形成的共识,全球多国纷纷出台“禁限塑”政策。欧盟在2021年禁止或限用棉签棒、吸管等十种一次性塑料制品;加拿大于2020年4月禁用塑料吸管,在2021年起禁用塑料袋;西班牙于2018年1月在全国禁止免费提供不可降解塑料袋;韩国采用塑料袋全部收费方式,直接减少了40%~50%塑料袋用量;北京的一个菜市场在采用塑料袋全部收费模式后,经媒体调查少用塑料袋的情况与韩国接近,也减少了一半左右。
被再生利用的塑料“何去何从”?经处理后直接再用或被制成档次较高的塑料制品
2021年9月8日,国家发改委 、生态环境部发布了“十四五”塑料污染治理行动方案,其中关于塑料污染治理的主要措施,一方面是减量,另一方面是废塑料的再生利用。那么,哪些塑料可以再生利用、被再生利用的塑料主要用于哪些用途?对此,段同生介绍,目前国内外指的废塑料是指在民用、工业、农业等用途中,使用过且淘汰或替换下来的塑料。性能可分为热塑性和热固性两大类。目前能回收利用的大都是热塑性塑料,因为它可溶、可塑;而热固性塑料不容易回收利用。
热塑性废塑料的再生利用可分为直接再生利用和改性再生利用两大类。直接再生利用是将回收的废旧塑料制品经过挑选分类、清洗粉碎后、造成颗粒销售,或颗粒直接再使用生产制品。改性再生利用是指根据不同废塑料的特性加入不同的改性剂,使其转化成高附加值的有用材料。“废塑料经过改性后,机械性能得到改善或提高,可用于制作档次较高的塑料制品。热固性塑料是指受热后成为不熔的物质,因此回收比较困难,但随着环保意识的增强,热固性塑料的回收也越来越引起大家的关注。”段同生表示。
应运而生的可降解塑料:可否降解“鱼目混珠”全面推广应用仍需过程
为了防治塑料污染,国家一直在提倡推广可降解塑料。刘东亮介绍,生物降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下,或特定条件如堆肥条件下,由空气、水、微生物的共同作用下引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳(CO₂)或甲烷(CH₄)、水(H₂O)的塑料。
目前市场上看到有写着“可降解塑料”的袋子,其实是在普通聚乙烯(PE)里加些淀粉或光降解剂,在环境中会崩塌破碎,逐步变成塑料微粒,并不能像生物降解塑料一样完全分解成水与二氧化碳。这些崩塌破碎的塑料微粒进入水体,会被鱼类、贝类等吸收,逐步在体内聚集,而进入食物链,已在人的粪便与血液中发现微塑料,可能会影响人类生育能力、荷尔蒙分泌、神经活动等,进而造成严重的健康风险。因此这类材料是国内外公认的伪降解,也是下一步市场监管部门要重点查处的对象。
如何分辨日常生活中所接触的塑料是不是可降解塑料呢?段同生表示,目前使用可降解塑料测试仪检验周期长,价格昂贵,最快捷办法是生产厂家把溯源二维码和联盟标识印在制品上,消费者通过手机扫码,即可知道塑料袋生产企业的原料等信息,实现全流程可追溯产品真伪。“同时,溯源电子监管码和联盟标识对协助市场抽查很有帮助,也为市场监管提供了极大的便利,今后在规范降解塑料制品市场监督管理中可以作为重要参考依据。”段同生表示,目前我省出台了禁塑相关文件,一次性可降解塑料制品也开始在全省县级以上城市建成区商场、超市、药店、书店等场所及餐饮打包外卖服务和各类展会活动市场上销售使用,逐步被大家接受和认可。目前因为产品价格和产量等因素的制约,加之疫情防控等诸多因素,可降解塑料制品还没有全面推广和应用,这需要一个过程。
关于可降解塑料的技术的研究方向,刘东亮介绍,开发出与普通聚乙烯价格接近、原料来源方便的生物降解塑料是当务之急,如可用于做干物包装袋的PVA材料,也是一种水溶性材料,它是唯一可被细菌作为碳源利用的乙烯基聚合物,属于一种生物可降解的乙烯基高分子材料。在细菌和酶的作用下,实测76天降解率84%;93天降解率97.7%;其力学性能优异,拉伸强度是PE的1.5~2.5倍 ,价格与普通PE最为接近。目前国内皖维、川维、大地等企业PVA产能占全球产能1/3,产量100多万吨,一般多采用流延法,存在产量低、能耗高、成本居高不下,一直不能得到广泛应用。由于PVA成型温度与分解温度非常接近,特别是99高醇解度PVA快速吹塑成型,是吹膜行业公认的世界难题。“目前我们在低成本快速吹塑成型方面, 经过多年的研究已取得突破,产品价格仅略高于普通PE塑料袋,目前正在组织省内的降解联盟企业进行批量规模生产的准备工作。”刘东亮表示。
一起“限塑”:延寿命、添回收、找替代、重循环、减源头等五大建议做起来
据有关数据显示,2020年中国一次性塑料消费量669万吨,塑料制品已经深入到我们生活的方方面面,如何缓解或解决塑料污染问题?刘东亮表示,这些传统塑料使用后,特别是一次性塑料制品废弃在环境中,几百年难以降解,在环境中逐步变成粒径很小的微塑料后,在土壤中大量聚集后引起土壤板结、保水能力下降等问题,对土壤、水体会造成不良影响。
对此,刘东亮为大家提出了五方面建议:
(1)延长使用寿命:像家电、建筑、车辆船泊等方面的使用,通过添加一些稳定剂等来延长塑料件的使用寿命。
(2)新料中添加一定比例的回收料:在产品生产塑件时候,在新料添加10%~20%的回收粉碎料,基本不影响产品性能,实现废塑料件的高价回收,像出口欧盟的汽车配件中要求必须添加一定比例的回收塑料。
(3)生物降解材料替代:对于一些难以回收的快消品,特别是一次性塑料包装材料,如超市购物袋、快递包装,还有餐盒、吸管、酒店快消品等一次性用品,使用周期短,数量大,很多被污染后难以回收。这些一次性用品要用可生物降解塑料如PLA 、PBAT、植物纤维材料等可生物降解材料逐步替代,逐步缓解塑料污染问题。
(4)废塑料回收循环:支持塑料直接回收造粒、热裂解、再聚合等不同路径的回收,并支持回收废旧塑料回收企业规范运营;在产品设计时尽量使用单一材料,方便分类回收。
(5)源头减量:2021年9月8日国家发改委 、生态环境部发布了“十四五”塑料污染治理行动方案,多次提到在源头减量;逐步减少不合理使用一次性塑料的现象,塑料袋提倡重复使用。
“防治塑料污染人人有责”
访谈最后段同生倡议:
1.树立环保理念、培养环保意识,养成好的环保习惯,做好垃圾分类,尽量不用或者少用不可降解的一次性塑料制品。
2.防治塑料污染人人有责,熟悉了解可降解塑料制品的标识和说明,选择使用有溯源二维码联盟标识的可降解塑料制品。
3.政府机关、企事业单位、居民家庭,全社会都要认识到塑料污染的危害,人人自觉使用可降解塑料,为打造山清水秀创新发展的美丽河南贡献力量。
专家名片:
段同生:硕士生导师,高级经济师,长期从事注塑机营销管理及行业管理,现任河南省塑料协会会长、党支部书记,河南省可降解塑料产业链创新联盟理事长、中国塑料加工工业协会副理事长及管理专家,中国中西部塑料行业联盟理事长,郑州轻工业大学硕士生导师、客座教授,《中国塑料工业年鉴》河南篇主编,河南省委政策研究室智囊团行业顾问,国内多家协会、企业名誉顾问、高级顾问。两次被省政府评选为百佳民营企业家,河南省十佳科技创新领军人物。
刘东亮:就职于郑州轻工业大学材料与化工学院,河南省塑协降解塑料专委会秘书长,河南省可降解塑料产业链创新联盟副秘书长,长期从事高分子材料的改性与加工研究工作。
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