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世界塑料工業發展動向


日期:2015/3/14 點擊數:1568

    世界經濟大調整繼續深化、構筑循環型社會及向可持續發展戰略的轉變是世界產業變革的總背景,也是塑料工業環境變化的背景。
  塑料工業環境變化的動向主要表現在以下幾個方面:
  1.生命周期分析(1CA)發展成為一門嚴謹的科學,其目的在于說明上游的能源與材料的投入和下游的成品或工序的揮發物和殘留物以及直接與生產相關的環境的影響,被廣泛地應用于制訂塑料工業決策和環保方案的過程中,并日益成為一項為改善環境保護的輔助決策的工具。據此,在計發塑料產品時,對原材料選擇不僅要考慮經濟,而已要考慮環境因素,在開發技術和設備時,必須以節能、省料和有利于環保為前提。
  2.當前在世界產業結構調整深化和國際經濟協調機制進入新階段的影響下,世界塑料工業無國界的貿易蓬勃開展,并進一步推進市場開放和貿易全球化的進展,這就要求有關標準和法規國際化,由此在全球范圍內產品責任法(PL)和國際標準IS09000和14000標準獲得更廣泛應用和實施。
  3.21世紀是環保世紀,環保意識不僅在發達國家,同樣在發展中國家和地區也日益深人人心,塑料與環境如何協調發展的問題引起了全球更大的關注。在保護地球環境的大前提下,許多同家根據本國國情,制訂出相關的政策法規和采取有效的對策和措施,如歐共體塑料廢棄物處理法規,德國塑料包裝廢棄物法規和循環經濟法,日本塑料包裝廢棄物回收利用法,丹麥率先實行“綠色稅”制度等。
  4.環境問題是可持續發展戰略中的一環,企業經濟活動與地球環境共存密切聯系;企業環境對策從公害防止型經營戰略轉向環境管理型經營戰略,堅持清潔工藝和從源頭抓起的原則。企業的環境戰略直接關系企業的競爭力,因此受到企業的極大關注。
  5.為適應市場應用要求,適應環保要求,塑料材料和制品不斷技術創新,并開發許多高機能性材料和環境適性材料,如超高速成型、氣體輔助注射成型、微孔泡沫成型、薄壁成型、高精度控制成型、反應擠出成型等技術,以及功能性、高機能性材料如具阻透性、易涂裝性、易粘合性、光學機能性。超薄化、多層化、阻燃化、導電化、電磁波屏蔽、吸附分離功能以及易回收和可降解材料等。
  6.進入21世紀初,隨著科技的進步和有關法規的建立,對消費后的塑料進行綜合治理問題得到了加強,主要措施是:省資源化,包括延長制品壽命,增加功能,制品在滿足應用性能前提下薄型化和產品結構適宜設計;再資源化,包括廢棄物多次回收再用、再生利用、化學回收利用、焚燒回收能源、堆肥化等;高效處理,包括降解、減容化。即對塑料廢棄物可回收的盡量回收利用,在城市固體垃圾中不易分離、分選的進行焚燒回收能量,而不易收集回收利用及經濟效益甚微的一次性材料如地膜、包裝容器、包裝薄膜(袋)、垃圾袋、醫用包裝和一次性用具等則采用降解塑料。
  7.近期來,塑料廢棄物的有效回收利用問題受到世界各國更大的關注,并成為世界塑料工業發展的重要戰略。部分塑料包裝材料的循環使用已獲廣大消費者認可,再使用率也有很大提高;塑料廢棄物材料回收利用。化學品回收利用及能源回收利用技術有了較大進步,回收利用率有了較大提高,除一次性塑料制品外,近年來對耐用消費品如汽車、家電中的塑料件的回收利用也予以了很大的關注,從產品設計、材料選用、加工工藝、二次加工等方面都為用后有利于回收進行了充分的考慮。化學問收的研究和應用開發技術雖還不太成熟,經濟性還有待進一步提高,但已月益受到重視。西方一些評論家認為,化學回收在90年代末僅為一股溪流,而到21世紀,有可能匯成巨大的洪禱。
  8.21世紀是環保世紀,為減輕塑料廢棄物給環境帶來的負面影響,加遵降解塑料的開發與應用已成為世界的熱點。
  降解塑料根據降解程度,大致可分為完全生物降解塑料和崩壞性降解塑料兩大類。
  完全生物降解塑料包括天然高分子、微生物合成、合成高分子三類,用后均可在較短周期內降解成二氧化碳和水,而且前兩類原料均來自天然可年年再生資源,是較理想的具環保適性的替代產品,但由于其價格高昂,而且其降解、回歸自然仍需一定環境條件和周期,同樣難以解決視角污染問題,因此歐美等國雖已建成萬噸級以上的工業化規模裝置,但難以進入需求量大的一次性包裝材料、農用地膜和垃圾袋等市場,目前主要用于醫用衛生器材和高檔包裝材料。但從長遠發展而言,隨著科技的進步,生產規模的增大,其成本勢必進—步降低;并將成為今后主要發展方向。
  崩壞性降解劃料包括光降解、光/生物降解、光/氧化/生物降解(環境降解)、高碳酸鈣填充的光(或氧化)降解以及高淀粉含量的氧化/生物降解等,用前或使用過程中,具有與同類普通塑料產品類似的應用性能,用后在一定的環境條件下和在一定周期內可以劣化、崩降成易被環境消納的小碎片甚至粉末(或形態不變但一觸即碎的碎片),而且隨著時間的推移,最終完全降解回歸大自然。另其主要特點是價格與普通塑料相近或持平,有利于被市場接受,因此從資源、經濟、技術、市場、環保等進行綜合分析,是當前減輕環境污染和緩解環境矛盾,技術可行且經濟較合理的措施之一,其在環境中的作用具體表現為以下三個方面:
  1)減量化
  減量化即減少資源消耗和減少垃圾產生量。當前開發的高淀粉含量的生物降解塑料或高填充量無機材料的光(熱氧化)降解塑料薄膜(袋),其改性淀粉或碳酸鈣含量達30%以上,最高可達51%。這意味著可節約30—51%的塑料原料聚乙烯或聚丙烯,使有限的石油資源能更有效的利用,這比要求回收率達30—50%要容易得多。而且石油資源對世紀中末期將面臨枯竭,從現在起尋求資源替代,具有重要的戰略意義。同時,其廢棄物中有30—50%的成分是易被生物降解或易被環境消納,亦即減少了30—50%的垃圾,從這點考慮,我們認為符合從源頭抓起,節約資源、減輕污染的防治并舉的重要措施。
  2)無害化
  當前我國研究開發的降解塑料薄膜(袋)經實驗室檢測、實地土壤填埋、垃圾填埋及大田覆蓋和實際應用跟蹤結果表明,在一定環境條件下和經歷一定周期,其廢棄物可以達到形態變化(或形態不變,但一觸即碎),力學性能降低、分子量下降、化學結構變化、可微生物降解等,證明不僅發生了物理變化,同時也發生了化學變化,經歷了劣化、崩壞、降解等過程,短期內可以碎裂成易被環境消納無害化的小碎片,從而可以使塑料垃圾減容減量,達到減輕或抑制環境污染的目的。而隨著時間的推移,最終可以完全降解回歸自然,雖然其周期比天然材料或完全生物降解塑料要長一些,但與非降解塑料比較,則可大大縮短。
  3)堆肥化
  近年來,國外在城市固體廢棄物的處理方法中,填埋和焚燒處理方法日漸受限,其在處理方法中所占比重呈下降趨勢,而堆肥化處理方法愈來愈受關注。歐洲在法規中明文規定禁止廚房廚余和庭院枝葉等有機質垃圾進入垃圾場或焚燒爐,而必須采用堆肥化辦法處理,這不僅可以減少垃圾場因逸出二氧化碳和甲烷引起災害事故的發生,而且可以作為有機肥改良和肥沃土壤,由此垃圾收集必須采用可生物降解塑料垃圾袋。國外曾試用完全生物降解塑料垃圾袋盛裝廚房廚余和庭院垃圾,用后一起經堆肥化處理制得肥料,該肥料經有關國際標準檢測和田園實地應用試驗表明,完全達到要求。但其價昂,難以被市場接受,因此廣泛推廣使用尚待時日。我國目前開發的50%高改性淀粉含量聚乙烯塑料的垃圾袋,其強度可與普通塑料相比,降解效果也比較理想,價格也適中,但目前正在進行堆肥化試驗。從初步試驗結果表明,添加有低溫熱氧化劑的高淀粉含量聚乙烯薄膜(袋),在垃圾堆埋中約一個月左右可氧化碎裂成粉末,又從降解地膜覆蓋跟蹤調查結果證明,只要碎裂成16cm2以下的小碎片,對土壤或農作物生長,均無不良影響。基于以上情況,堆肥化試驗應不成問題,但其結論尚有待實驗最終結果數據證明。
  降解塑料近年來已有了較大發展,它屬塑料家族中一名新成員,環保產品中一顆幼苗,高科技領域中一種新材料,日本把它列于繼金屬、無機材料、高分子材料之后的第四種材料。但其在發展征途上也還存在不少問題與難點;降解塑料自身技術如更合理的工藝配方,高效促降解劑、相容劑技術,生物工程技術,合金化技術、準確的降解時控性,用后快速降解性和徹底降解性,科學的易操作的降解性能試驗評價方法和標準,以及邊角廢料的回收利用技術等,還有待進一步研究開發、完善和提高,價格還有待進一步降低,用途有待進一步開拓。
  降解塑料的出現不僅擴大了塑料功能,而且在一定程度上緩解和抑制了環境矛盾,對日趨枯竭的石油資源是一年補充,而且從合成技術上展示了生物技術和合金化技術在塑料材料領域中的威力和前景,它的發展已成為世界研究開發的熱點。進入二十一世紀,隨著其技術進一步的完善,降解性能不斷提高和成本的降低,將逐步進入實用化、產業化,在治理難于收集的一次性塑料廢棄物對環境造成的污染中發揮著積極作用。降解塑料的研究開發和應用,無論從地球環境保護的實際角度,或從取之不盡的可再生資源,還是從合成高分子的學術角度都具有重要意義,前景看好。


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