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用石頭制造可降解環保購物袋

文章來源:未知人氣:發表時間:2018-05-08 01:31:00

  隨著人們生活水平的不斷提高,人們的環保觀念也不斷提升。大家對過度包裝浪費資源,包裝物棄置污染環境等情況不斷發出聲討。國家也出臺了“限塑”令,通過有償使用減小購物袋的用量。但作為日常生活必不可少的用品,大部份購物袋在使用完后仍然會被丟棄成為生活垃圾。絕大部分最終作為塑料垃圾進入環境,而塑料大多化學性能穩定,在自然環境中分解需要100~300年。如果用焚燒方法處理,焚燒設施不僅需投入大量資金,焚燒時還會有二惡英等多種有毒物質產生,造成二次污染。而對于回收利用,收集或即使強制收集進行回收利用,它的經濟效益也不太好。所以要從根本上解決廢塑料的環境污染問題,就應該用能降解或易降解的購物袋代替普通塑料購物袋。現在筆者根據多年的印刷和油墨生產實踐經驗,應如何為制造可降解環保購物袋的幾點應用體會,愿與大家共同探討。 
  1.制造可降解環保購物袋材料 
  制造新型可解環保購物袋,最重要的是要選用合適的材料。首先就是選用無污染的可降解材料替代普通塑料薄膜,還有就是選用合適的環保型印刷油墨。這樣才有可能制造出符合環保要求的購物袋。 
  1.1環保基材的選擇 
  目前可用的可降解材料有以下幾種: 
  1.1.1光降解塑料 
  光降解塑料一般是指在光(紫外光)的照射下,引起光化學反應而使大分子鏈斷裂和分解的塑料。光降解塑料可分為添加型和合成型兩類。添加型是在高分子材料中添加光敏劑,由光敏劑吸收光能后產生自由基,促使高分子材料發生氧化作用后進而引發聚合物分子鏈斷裂使其降解。降解式將光敏基團(如羧基、雙鍵等)導入高分子結構內賦予材料光降解的特性。常用的光敏劑有過渡金屬絡合物、硬脂酸鹽、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵等,用量約1%~3%(質量)。合成型光降解塑料是通過共聚反應在塑料的高分子主鏈上引入羰基等感光基團而賦予其光降解特性的,并可以通過調節光敏基團的含量來控制光降解活性。現在已知以一氧化碳或乙烯酮類為光敏單體與烯烴類單體共聚,可合成含羰基結構的聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚氯乙烯(PVC)等光降解聚合物。光降解塑料只能在光照下降解,受氣候環境、地理因素制約很大,如果埋地部分不能降解,而且價格較高,因此光降解塑料很難廣泛推廣使用。 
  1.1.2生物降解塑料 
  生物降解能很好的解決埋地部分不能降解的問題。目前研究開發的生物降解材料有天然高分子材料、微生物合成高分子材料、 人工合成高分子材料以及共混性高分子(添加型)材料。天然高分子型是利用淀粉、纖維紊、甲殼質、蛋白質等天然高分子材料制備的生物降解材料。其特點是貯存運輸方便,只要保持干燥,不需避光,應用范圍廣,不但可以用于農用地膜、包裝袋,而且廣泛用于醫藥領域。生物合成的完全生物降解塑料是微生物把某些有機物作為食物源,通過生命活動合成的高分子化合物。通過微生物合成而得到的生物降解塑料以聚羥基脂肪酸酯(PHA)類為多,其中最常見的有聚3-羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。化學合成法合成的生物降解塑料大多是在分子結構中引入能被微生物降解的含酯基結構的脂肪族聚酯,目前具有代表性的產品有聚己內酯(PCL),聚琥珀酸丁二醇酯(PBS),聚乳酸(PLA),以及最近國內研究最熱的二氧化碳基生物降解塑料等。另外按降解方法分生物降解可以分為:(1)生物物理降解法:當微生物攻擊侵蝕高聚物材料后由于生物細胞的增長使聚合物組分水解、電離或質子化而分裂成低聚物碎片,聚合物分子結構不變,這是聚合物生物物理作用而發生的降解過程。(2)生物化學降解法:由于微生物或酶的直接作用,使聚合物分解或氧化降解成小分子,直至最終分解成為二氧化碳和水,這種降解方式屬于生物化學降解方式。同樣生物降解塑料也存在價格較高 
  1.1.3光-生物雙降解塑料 
  光-生物雙降解塑料具有光、生物的雙重降解性。是當前世界降解塑料的主要開發方向之一。試驗表明光-生物雙降解塑料可在一個特定時間內(通常為9個月~5年)在環境中能完全分解。但由于合成型光降解塑料成本較高,研究較少。目前研究較多的是摻混型光一生物雙降解塑料。 
  1.1.4石頭紙 
  石頭紙是一種由碳酸鈣研磨粉與高分子聚合物、膠合劑為原材料的新型材料,廣義上說石頭紙也是光-生物雙降解類材料。石頭紙具有既可替代傳統的植物纖維紙張、專業性紙張,又能替代傳統的大部分塑料薄膜,且具有成本低、可控性降解的特點,能夠為使用者節省大量的成本,且不會產生污染。從替代塑料包裝物角度看,它能為國家節省大量的石油資源,產品使用后能夠降解,不會造成二次白色污染。另外石頭紙與上面進過的幾種可降解塑料相比,還具有不可燃性,可書寫和辦公室打印,適用于大多數印刷方式,包括膠印(柯式印刷、平版印刷)、凹版印刷、凸版印刷、絲網印刷、輪轉印刷等。最重要目前廠家已經能大量工業化生產石頭紙,這是用于生產非塑料型環保購物袋的理想新材料。當然石頭紙也有一些不足的地方:就是石頭紙因含有大量的碳酸鈣而不透明性,硬度也偏大而導致抗屈拆性差等。 
   
  1.2印刷油墨的選擇 
  印刷油墨是制造購物袋必不可少的組成部分。須然印刷油墨占購物袋的成本很小,只占3%~5%左右。但對于一個購物袋是否符合環保要求就尤為重要了。選擇印刷油墨要注意以下幾點: 
  1.2.1油墨的可降解性 
  油墨的連結料多為高分子聚合物,本質上也是一種塑料。因此現用大部分印刷油墨降解性能較差,如果將這些油墨和塑料一起填埋處理,讓其自然降解,一般需要50年以上才能在環境中能完全分解。因此為配套降解基材,必需選用以可快速降解的連結料所生產的油墨。現在市面上能找到的可降解油墨有以大豆油油墨、聚乙烯醇油墨、聚酮油墨,這幾類油墨通常只需5~10年即可完全降解。 
  1.2.2油墨中的重金屬含量 
  眾所周知人體如果攝入過量的重金屬,可造成嚴重的生理損害,引發多種疾病。重金屬進入人的機體后,會在人體內部積聚下來,并可能轉化為毒性更強的金屬化合物。以鎘為例,鎘元素進入人體后,在體內形成鎘硫蛋白,通過血液到達全身,并有選擇性地蓄 積于腎、肝中。情況嚴重時,使骨骼的生長代謝受阻礙,從而造成骨骼疏松、萎縮、變形等。慢性鎘中毒主要影響腎臟,最典型的例子是日本著名的公害病——痛痛病。慢性鎘中毒還可引起貧血。油墨中的重金屬通常來自于顏料,特別是一些重金屬化合物顏料,如鎘紅、鉻紅、鉻黃及銀朱等。另外可溶性重金屬鹽毒性大易于進入人體,因此我國、歐盟、美國都制定了油墨(涂料)涂層中可溶性重金限制: 
  1.2.3油墨中其它有毒有害物質 
  油墨中可能存在有毒有害物質有:(1)連結料生產合成時殘留的單體,如劇毒物游離甲苯二異氰酸酯;(2)顏料生產合成時殘留的強致癌物多氯聯苯(PCB)、芳胺(MAK-Ⅲ);(3)溶劑殘留導致苯、甲苯、二甲苯、甲醛超量。許多國家嚴格控制油墨干膜中的有毒有害物質含量。以甲醛為例:日本要求甲醛含量<75mg/kg,意大利要求甲醛含量<7mg/kg,我國要求甲醛含量<0.1%。 
  2.結語 
  隨著近年不斷有新材料的發明,并逐步進入實用化、產業化。帶動更多環境友好的產品將進入我們的生活。我們相信,在不久的將來,真正可降解型環保購物袋會進入我們的生活,使“白色污染”會逐漸從環境中消失。我更期待這些環保新技術、新發明將為人類與自然的真正和諧作出巨大的貢獻。 
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