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PE塑料袋的冰与火:一边被替代,一边要降解,路在何方

2020-08-31 10:23来源:未知 我要评论(0) 【字体:

PE塑料袋的冰与火:一边被替代,一边要降解,路在何方 

2020年初到现在,洛阳绿之汇公司就接触到了很多来自国内各地PE塑料袋企业的咨询,大多是寻求PE塑料袋降解技术的,从咨询看,很多PE塑料袋的企业都做了关于生物降解的大量技术储备,但是从效果看,可以大面积实施、应用的非常困难。  

今年是禁塑令相关文件出来的第一年,姑且称之为“禁塑元年”,根据国家发改委、生态环境部发布的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,2020年底,全国范围部分区域将禁止使用不可降解的塑料袋。而将在9月1日起施行的《固体废物污染环境防治法》则规定,未遵守国家有关禁止、限制使用不可降解塑料袋等一次性塑料制品规定的,将处以1万至10万元的罚款。 

禁塑令之后,各地纷纷对PE类塑料袋出台详细行动意见,据悉河南某县关停了大量的PE塑料袋企业,仅仅剩下二家,这种信息也向公众传达出明确信号,落实“限塑减塑”,政府必须下决心、动真格。从2020年6-8月,各地政府对于PE类塑料袋行业的政策,可以看出来,政府对于PE类塑料袋市场的治理决心,这也能简单预测出来,未来中国PE类塑料袋市场的下行。 

PE市场是中国塑料袋市场的主流,一直以来,高压,低压,线性等各类PE品种在中国的各个城市乡村流通,在过去是30年里,雄县、东北、莒县、驻马店、桐城、温州等几个区域形成了PE塑料袋的集中性产业集群,随后市场变换,目前以东北、莒县、驻马店、桐城、温州为最,PE塑料袋产能较大。绿之汇粗略估计,东北预计180万吨PE用量左右,莒县大约170万吨左右,驻马店大约95万吨左右,其他区域涉及不多,无法估量。 

如此大的PE塑料袋体量,对于禁塑而言,是一个很艰巨的任务。但是,从全球禁塑背景来看,PE类塑料袋应依据这次禁塑令,从降解技术上做出一定的储备。对于全球禁塑共识而言,一次性的塑料制品的限制使用力度尤其是不可降解的PE类塑料袋未来会在禁塑令的持续纵深下会逐渐加大,也许塑料袋折射出来的塑料行业,今后很可能走向滑坡,或许这就是禁塑的根本目的所在,毕竟“禁塑”不是短期的主题,而是伴随每个人日后生活的环保理念。 

环境保护是我们亘古不变的话题,减少对塑料制品的依赖,有助于促进绿色生活和绿色消费的形成,有助于绿水青山的保持! 

  

那么,对于PE类塑料袋行业企业来说,面对这样的冰与火之歌,禁塑持续纵深的背景下,该如何应对? 

  

绿之汇认为,PE类塑料袋国家政策里是对于不可降解的塑料袋的限制,那与此相对应的就是可降解的PE类塑料袋。这个可以从两个层面来予以实现,其一是走替代性PE类塑料袋路线。   

  

替代性PE类塑料袋路线有很多,比如很多的全生物降解材料,比如PLA,pbat,pbs,ppc、纸袋等 ,目前生物降解业内推出了很多方案,都可以用来做塑料袋,目前较为常见的全生物降解塑料袋配方大概如下: 

  PLA/PBAT/淀粉(透明性?)           料价:2-2.6

PBAT/淀粉(透明性?)                   料价:1.6-2.5

PBAT/石头粉(透明性?)               料价:1.6-2.5

PBAT/竹粉(透明性?)                   料价:1.6-2.6

PPC/PBAT/淀粉(透明性?)          料价:2.2-2.6万

上述为部分技术路线,不再一一赘述。   

PE类塑料袋的低成本降解升级:可降解PE类塑料袋 

   

第二种技术路线,就是可以对不可降解的PE类塑料袋进行降解升级,比如在PE类塑料袋生产中,在PE原料里加入厌氧降解料,来制作可降解PE类塑料袋,这种做法使用简单,总成本仅仅相当于PLA类塑料袋的三分之一或四分之一。该方法可借助于厌氧生物降解技术来进行实现。目前洛阳绿之汇塑料降解科技有限公司在这个上面做了很多的探索,其AdmPro-PE技术就是对不可降解的PE类塑料袋降解升级的一款厌氧微生物PE降解专用料。     

AdmPro®厌氧生物降解母粒是一种有机添加剂,由传统塑料注入厌氧有机助剂制成, 该助剂通过由细菌引起的化学活动把塑料引入生物降解阶段,最后只留下自然气体和生物能量。添加AdmPro® 厌氧生降解物母粒后塑料能够通过厌氧消化在垃圾堆填区里进行生物降解,支持海洋降解。 

  

AdmPro® 厌氧生降解物母粒通过一系列的化学和生物程序把塑料引进生物降解的厌氧环境里(该程序称为生物同化)。允许微生物制造一种生物膜结构来渗透塑料。该生物膜只要无氧/厌氧的情况下形成,即垃圾填埋场和深海环境中;同时有助于扩大分子结构,为微生物制造更大空间并在聚合物链上发出吸引其它微生物的化学信号来进食塑料,提升了生物降解速率。 

大自然中的厌氧降解时刻在发生,因为过程是相对缓慢的过程所以不容易被察觉,但是,添加了AdmPro® 厌氧生降解物母粒的固体有机物PE塑料可以大大加快该过程,它让PE塑料以更高的速率完成了生物降解过程。让塑料制品仅产生水、二氧化碳、沼气和腐殖质(有机质),这与有机质相同的生物过程和残留物是相同的。其降解实现过程包括如下: 

  

有氧阶段 –在此阶段,酶和分解化学物质充当覆盖PE塑料的生物膜的催化剂。在这段时间内,好氧微生物逐渐形成,垃圾中的水分不断积聚。标准PE塑料的吸湿能力相对较小,但AdmPro® 厌氧生降解物母粒会导致进一步溶胀,从而削弱聚合物键。这为微生物生长创造了分子空间,这开始了需氧降解过程,在此过程中,氧气转化为二氧化碳。 

  

厌氧,非甲烷化阶段 –氧浓度充分降低后,开始进行厌氧过程。在初始阶段(水解),微生物菌落会吞噬颗粒,并通过酶促过程将大分子聚合物还原为更简单的单体。AdmPro® 厌氧生降解物母粒导致PE聚合物链的额外溶胀和张开,并增加了群体感应。这进一步激发了微生物以增加其定殖和聚合物链的消耗。随着时间的流逝,发生酸发生,其中简单的单体被转化为脂肪酸。在此阶段,二氧化碳的产生迅速发生。 

  

厌氧,产甲烷的非稳态 -微生物菌落继续生长,吞噬了PE聚合物链并创造了越来越大的分子空间。在该阶段,发生产乙酸,将脂肪酸转化为乙酸,二氧化碳和氢。随着这一过程的继续,CO2速率下降,制氢最终停止。 

  

厌氧,产甲烷的稳态阶段 –分解的最后阶段涉及产甲烷。随着微生物菌落继续吞噬掉PE聚合物的其余表面,乙酸盐转化为甲烷和二氧化碳,并消耗了氢气。这个过程一直持续到剩下的元素是腐殖质为止。这种高营养的土壤为微生物创造并改善了环境,并增强了分解的最终阶段。 

  

下图所示为该厌氧降解技术对于PE的降解测试效果: 


  



从降解实验看,完全满足国家标准GB/T20197-2006对于降解塑料的定义,满足国家标准。 

目前,已经有来自于河北、河南,山东等地的诸多一次性不可降解塑料袋厂家对该厌氧降解料进行了尝试,顺利地实现了PE类不可降解塑料袋的降解升级。 

该种技术不需要更改原有PE类不可降解塑料袋的生产设备和工艺,总成本较低,适合于传统PE类不可降解塑料袋厂家的技术升级,同时也能保证原有PE类不可降解塑料袋的性能,比如透明度,力学等,是传统PE类不可降解塑料袋厂家升级的最佳技术路径。 

(正文已结束)

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