将来会有别的东西代替塑料吗
来源:    发布时间: 2019-08-20 04:05   59 次浏览   大小:  16px  14px  12px
将来会有别的东西代替塑料吗

  还记得小时候妈妈用玻璃瓶给你装的牛奶吗?或是送奶员为你送来的玻璃奶瓶?可如今再看看家中的厨房,基本上都是塑料的,水杯、苏打瓶、食品保鲜盒全是塑料的,很有种“沧海桑田”的感觉吧。

  在美国,如果你不把东西装进塑料袋的话,那结账时会很麻烦。也无怪乎塑料遍地都是了。美国每年要消费十亿只塑料购物袋,但是只有不到百分之一的会被回收利用[数据来源。这些超过300,000吨的垃圾堆积成山,破坏城市的卫生,并且其中有很多进入了海洋。每年,死于误食塑料袋的海龟、海鸟和海洋哺乳类动物的数量可达数百万。尽管我们的生活离不开这些购物袋,但我们可以从现在开始使用可回收的购物袋。

  补充:不使用塑料购物袋有很多好处,你不用再担心塑料袋填满你的储物柜,更不用在倒垃圾的时候担心这些塑料袋最终会不会杀死海洋生物。

  除了找到塑料制品的替代品外,我们还可以将塑料做成可降解的。使用的方法很简单,在制备的过程中将添加剂—助老化剂浓缩液(PDCs)。PDCs是金属混合物,含有钴和猛的硬脂酸盐。它可以催化氧化塑料,将其分解小块的碎片。而只要塑料一分解成这些小块,微生物就将分解掉这些小块,将这些塑料变成二氧化碳、水和生物能,基本上不存在环境污染的问题。

  环顾添加剂技术,你会发现TDPA(完全可降解塑料添加剂)和MBP。它们都可以用来加工制造一次性塑料袋,例如薄薄的购物塑料袋,一次性纸尿裤,垃圾袋,遮罩或是食品容器(包括快餐盒)。

  在聚乙烯(标准的塑料袋原料)中加入3%的PDCs,可以催化塑料完全降解。其中95%的塑料都在几周内就变成能被细菌分解的物质。尽管含有PDC的高分子并不是完全具有生物可降解性(或是说‘生物可蚀性’),但它比以前的塑料袋都要环保,不可降解的塑料袋能在自然界中存在超过100年。

  最近,科学家宣称牛奶可用于制备可降解的塑料制品,比如家具的衬垫,绝缘膜,包装袋之类的。研究人员实现了利用酪蛋白(牛奶中主要含有的蛋白质)的想法,将其和聚苯乙烯制成了生物可降解材料。

  酪蛋白塑料早在19世纪80年代就有了,一个法国科学家用甲醛处理了酪蛋白,制备出了能替代象牙和龟甲的材料。不过,尽管连玛丽女王都曾称赞这种珠宝一样的材料,但是酪蛋白材料还是比其他装饰品脆且易碎了。

  多亏了一种叫做钠蒙脱石的硅酸盐材料,科学家们找到了让酪蛋白塑料免受碎裂之苦的方法。将钠蒙脱石冷处理,得到海绵状的气凝胶材料,然后注入多孔粘土和酪蛋白塑料。结果如何呢?这种聚苯乙烯塑料一旦被掩埋就会开始完全降解。现代的牛奶塑料并不那么易碎了,这要归功于硅酸盐骨架,并且材料的毒性也下降了很多,在制备过程中使用的甲醛用甘油醛来代替了。

  酪蛋白塑料的前景并不明朗,但是和石化产品制得的聚苯乙烯一比,让我们多了一个爱牛奶的理由。

  如果一项技术能够将掩埋的垃圾变成可降解的塑料,想想就觉得这种技术很吸引人。鸡毛的处理是一个让人头疼的问题,美国每年有超过三十亿磅(140亿公斤)的鸡毛需要处理。而有了这种方法,这些垃圾将成为防水热塑性塑料的原料。

  鸡毛中主要含角蛋白,一种非常坚硬的蛋白质,能增加材料的硬度和耐用性。这种蛋白在毛发、蹄和角中都有。

  研究人员决定要充分利用角蛋白优异性能,用丙烯酸甲酯来加工鸡毛,丙烯酸甲酯是指甲油中成分。结果表明,角蛋白塑料相比于由大豆或淀粉加工制得的塑料硬度更大,且不易碎,研究人员也对鸡毛塑料的表现很满意。毕竟,成本低、来源广的鸡毛可以看成是一种可再生资源。

  接下来要介绍的是一种新兴的生物塑料,或者说生物高分子,液体木材。这种材料看起来,感觉起来甚至于它表现出来的性质都特别像塑料,但和石化产品制成的塑料不同,它是可降解的。这种生物高分子可由纸浆中的木质素制备,木质素是可再生资源。

  制备方法是将木质素(造纸厂的副产品)溶解在水中,接着置于高温高压下,得到坚硬且无毒的热塑性复合材料。德国的研究人员已经将这种塑料应用于很多产品当中了,像玩具,高尔夫球钉,甚至是高保真扬声器盒。

  接下来要介绍的四种材料都是生物可降解塑料,都是脂肪族聚酯。一般来讲,它们不如芳香族聚酯的功能多样,像聚对苯二甲酸酯乙二醇盐(PET),是水杯的制造原料。但由于芳香族聚酯是难以降解的,所以要在脂肪族聚酯中寻找替代物。

  以聚己酸内酯为例,它是合成的脂肪族聚酯,并不是由可再生原料制成的,但是它能在6周的堆肥后完全降解。它的制备方法并不复杂,但由于成本较高一直没有大量投入生产。不过,将PCL和玉米淀粉掺杂在一起能降低成本。

  有些医疗器械和手术缝合线就是由缓慢降解的脂肪族高聚物制成的,组织工程研究人员也正在研究它在领域内的应用。它也被用于制备要接触事物的产品,像托盘。

  “纯天然聚酯”这个词听起来像是某个营销活动的标语,但是给某些细菌提供糖浆养料真的可以生产出塑料。

  所能得到的塑料就是聚羟基脂肪酸酯(PHA),它的主要成分是聚羟基丁酸酯(PHB)和聚羟基戊酸(PHV)。这种可降解的塑料很像人工的聚丙烯。尽管它的弹性比石油塑料要差,但是用来作包装袋,塑料膜或是注塑瓶都是绰绰有余的。

  PHA的成本相较于石油塑料来说并不低,但是在原料的选择上多花点心思就能避免这点。用酒精发酵的玉米,糖浆和活性污泥都可以为细菌提供生产塑料的糖。

  PHAs通过堆肥就能实现降解;PHB/PHV复合材料(92%的PHB和8%的PHV,质量分数)能在20天内被厌氧消化污泥完全降解,厌氧消化污泥是是生物污水处理厂的主要手段。

  利用加工过的玉米来制造塑料听起来就很不可行,但是它是真的在发生的。聚乳酸(PLA),也是一种脂肪族聚酯,生产原料是乳酸,能通过玉米湿磨法淀粉发酵产生。除了玉米以外,还可以用小麦或甘蔗来制备PLA。

  PLA的硬度比聚苯乙烯和PET都要大,而且它还有一个更大的优势:在工业堆肥条件下,它能在47天内分解,并且在燃烧时不产生任何有害物质,制备它所消耗的能源也比石油塑料低20%到50% 。通常,制造商都会在PLA掺淀粉以降低成本,同时也增强了它的可降解性。

  消费者能在杯子,袋子和薄膜中见到PLA,不过这一材料的前景还是很广阔的。沃尔玛的高管们预计,如果沃尔玛每年使用1.14亿PLA的包装盒,那么将省下800,000桶石油。此外,科学家也正在尝试让PLA更坚硬,耐热性更强。如果能成功,这种广受欢迎的绿色塑料将有更广阔的应用空间,从汽车零部件到咖啡杯都将能胜任。

  淀粉是完全可生物降解、低成本、可再生的纯天然高聚物,并且在最近的可持续发展材料研发中受到极大的关注。淀粉并不能完全替代塑料:它的机械性能较差,注定了它无法用于坚固的产品中,而塑料不存在这种问题。

  可降解塑料的主要研发方向是如何让塑料变得更容易降解。在所有你说得出的塑料中,都有不同程度的掺杂淀粉,并且取得了一定的成效。

  为了制备能完全降解的淀粉塑料,使用的高聚物通常是脂肪族聚酯,例如PLA和PCL,还有聚乙烯醇。掺入淀粉也可以降低塑料的生产成本。淀粉的含量通常要超过60%才会对材料的降解性能产生明显的影响,随着淀粉含量的上升,高聚物的生物降解性也随之上升。不过,加入淀粉同时也会影响塑料的其他性能,如果你将一片湿树叶放进淀粉袋一会,等你再拿出来时可能会看到一片狼藉。

  因此,尽管制备绿色塑料没有万全之策,但是要将回顾旧方法和创造新技术有机结合起来,这才是正确的方向。

  展开全部自20世纪塑料第一次登上世界的舞台开始,这个工业时代诞生的新星便一直活跃在大众的视野中。相比之下,远胜于传统材料的许多特性,使得塑料一问世便得到世人的青睐。近到日常使用的碗筷刀叉,远到上天入地的火箭海艇,无不有塑料的身影。

  在它为我们日常生产带来便利的同时,也带来了过去千万年来未曾有过的污染,如:垃圾堆积填埋倾倒造成的的土壤污染、水污染,焚烧过后的大气污染等等。时至今日,在人体内也发现了塑料的身影。整个地球都笼罩在塑料污染的阴影之下。

  有统计显示,全球每年塑料总消费量4亿吨,中国消费6000万吨以上。极高的使用率和常年低迷的回收率使我国的塑料危机愈发严峻。按照国务院办公厅下发的《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》,自2008年6月1日起,所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度,一律不得免费提供塑料购物袋。遗憾的是,这一规定一直难以严格落实。限塑令意在通过价格的杠杆调节机制来提高公众环保意识,促进资源的综合利用、保护环境。但是实际上几毛钱并不引起消费者有足够多的重视,反而因为有偿使用而使超市从中获利,“限塑令”甚至沦为了“卖塑令”。

  此前曾有过不少有心人尝试记录一天下来将会接触多少塑料制品,在粗略统计之下,如果选择宅在家至少可能会接触15种,上班的日常则能接触高达70余种塑料。这些数字足可以说明,塑料已经完全渗透到我们生活的方方面面,如果想要完全剔除,实在是一个艰难漫长的过程。

  鉴于现代社会对塑料产品使用的依赖性,塑料的使用率居高不下,限塑效果收效平平,那么又该何去何从呢?从长远目标考虑寻找解决塑料问题的直接手段——用可再生循环塑料替换原有的不可降解塑料材料。如果我们能寻找到一种使用时候能达到塑料的品质,但同样容易降解,并且成本在承受范围之内的新材料,那么至少在塑料问题上,可以得到直接的解决。