納米碳酸鈣在降解塑料中的應用
塑料是二十世紀的重大發(fā)明,也是最常見(jiàn)的化工產(chǎn)品之一,生活中的方方面面都能見(jiàn)到塑料的影子:快遞包裝、外賣(mài)盒、超市購物袋、塑料瓶等等。塑料可以替代金屬、木材或玻璃等物料,使用便捷、便于儲存和運輸,推動(dòng)了快遞、外賣(mài)等行業(yè)的迅猛發(fā)展。但是塑料袋降解困難,會(huì )對環(huán)境造成很大的破壞,以塑料袋為代表的白色垃圾成為了世界公認的白色垃圾。
生物降解材料時(shí)代已來(lái)臨
國家發(fā)改委2020年發(fā)布《固體廢物污染防治法》等一系列法令,2021年生物降解材料橫空入市。當我們走進(jìn)超市,看著(zhù)印著(zhù)“全生物降解”的購物袋時(shí),生物降解材料時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。
2019年全球生物降解塑料產(chǎn)能合計約為107.7萬(wàn)噸,淀粉基塑料占比高達38%,當前使用量 ,其次分別是PBAT(25%)和PLA(24%)。據預測,到2025年,快遞包裝、一次性塑料餐具、塑料購物袋和農用地膜四個(gè)領(lǐng)域對可降解塑料的需求空間分別達到100萬(wàn)噸、70萬(wàn)噸、50萬(wàn)噸和30萬(wàn)噸,合計形成約250萬(wàn)噸的市場(chǎng)空間,500億元左右的市場(chǎng)規模。
限塑政策逐步加碼,高成本、力學(xué)性能低等仍是瓶頸
全球限塑始于20世紀80年代的,我國于2008年開(kāi)始實(shí)施首個(gè)限塑令,但效果不甚顯著(zhù)。自2017年我國開(kāi)始禁止進(jìn)口“洋垃圾”開(kāi)始,限塑力度顯著(zhù)加大,2020年1月發(fā)改委聯(lián)合生態(tài)部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強塑料污染治理的意見(jiàn)》,重點(diǎn)針對不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、賓館和酒店一次性塑料用品、快遞塑料包裝四個(gè)領(lǐng)域提出禁止、限制使用的要求和時(shí)間推進(jìn)節點(diǎn)。限、禁塑政策的推動(dòng)是可降解塑料行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力和契機,但與此同時(shí),由于可降解塑料較高的生產(chǎn)成本,我國可降解塑料仍處于行業(yè)導入期。而且力學(xué)性能低等問(wèn)題仍然是限制行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。
納米碳酸鈣在降解塑料中的應用
與普通碳酸鈣相比,納米碳酸鈣比表面積更大、顆粒更小,顆粒直徑約在50~120nm,在塑料、涂料、造紙、油墨、橡膠等領(lǐng)域有廣泛應用,其與聚合物共混制備的納米復合材料有優(yōu)良的性能。
納米碳酸鈣可作為無(wú)機納米粒子填充物加入高分子材料中,聚合物/納米復合材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能:納米塑料熔體黏度低、結晶速率快,可使材料加工性能得到提高;納米粒子具有很好的剛性、熱穩定性等,且聚合物韌性良好,當納米粒子均勻分散時(shí),復合材料能結合二者的優(yōu)點(diǎn),少量納米粒子的填充,復合材料性能就有很大提高,同時(shí)也可降低聚合物用量,使成本降低。
目前通過(guò)生物降解樹(shù)脂復合及改性技術(shù)、通過(guò)添加納米碳酸鈣提高力學(xué)性能等技術(shù),有效改善了生物降解材料的工業(yè)化水平。