中國粉體網(wǎng)訊 當(dāng)我們走進(jìn)超市，手上都提著印有“全生物降解”字樣的購物袋時，生物降解材料也會走進(jìn)千家萬戶，它的時代也將正式來臨。全生物降解新材料具備強(qiáng)度高、水溶性好、環(huán)保性、衛(wèi)生性、抗靜電性、氣體阻隔性、高透光性、耐油及耐化學(xué)藥品、可印刷性、熱封性等十大性能優(yōu)勢，具備全方位替代不可降解塑料制品的應(yīng)用價值。

全生物降解購物袋 圖源：蘇州新聞網(wǎng)

1發(fā)展全生物降解材料勢在必行

可降解塑料種類繁多，根據(jù)塑料降解程度的不同，生物基可降解塑料分為完全生物降解塑料和不完全生物降解塑料�，F(xiàn)階段該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)主要包括：PLA（聚乳酸）、PHA（聚羥基烷酸酯）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯）、PCL（聚己內(nèi)酯）等。

據(jù)介紹，全生物降解材料生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生污染，還可隨著生產(chǎn)流程的不斷推進(jìn)萃取出多種微量元素。使用廢棄后，在自然的土壤條件下，能被自然界的生物酶降解為二氧化碳和水，做到零殘留、零污染，從源頭上緩解“白色污染”問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全生物降解新材料替代一次性塑料用品及薄膜包裝產(chǎn)品，在全球有2.2億噸的市場空間，這有助于實(shí)現(xiàn)以低消耗、低排放、高效率為基礎(chǔ)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，有望為中國實(shí)現(xiàn)低碳減排、2030年碳達(dá)峰做出貢獻(xiàn)。

2發(fā)展全生物降解材料產(chǎn)業(yè)必除“攔路虎”

目前，全生物降解材料產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須解決產(chǎn)品成本/售價高和產(chǎn)品力學(xué)性能缺陷問題。產(chǎn)品價格方面，相較于傳統(tǒng)PE、PP塑料6000~7000元/噸，PLA的價格高達(dá)2-3萬元/噸，PBAT的價格一般在2~2.5萬左右，高出數(shù)倍的價格，只會讓市場和用戶望而卻步。產(chǎn)品性能方面，如PLA具有較高的拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量，但硬度高、韌性較差等缺陷就限制了它的應(yīng)用范圍。

3全生物降解材料與碳酸鈣共混改性

生物基可降解塑料的改性主要有化學(xué)改性、生物改性和物理改性三種改性方法。其中，物理改性是指通過選擇不同的共混組分、調(diào)整組分之間配比、利用溶液或熔融法制成有效共混物，進(jìn)而對共混物的熱力學(xué)性能進(jìn)行改善。

與無機(jī)填料共混，是PLA改性的主要研究方向之一。一方面，碳酸鈣可以明顯改善材料的力學(xué)性能；另一方面，碳酸鈣填充量大，增容效果明顯，能有效降低成本；最后，碳酸鈣是綠色無機(jī)礦物填料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，短期內(nèi)可被自然環(huán)境消納，鈣離子對部分降解過程還有促進(jìn)作用，是全生物降解材料理想的填充/改性材料。Islam MS等研究了碳酸鈣（CaCO₃）納米粒子和殼聚糖（CS）含量對PLA/CS/CaCO₃復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果顯示，CaCO₃促進(jìn)了PLA與CS的融合，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量等力學(xué)性能都有了明顯提高。

4納米碳酸鈣在全生物降解材料中應(yīng)用技術(shù)及成果

經(jīng)過近幾年發(fā)展，生物基可降解塑料無論是在合成工藝、改性方法和處理措施上均有了顯著進(jìn)步，但依舊存在一定技術(shù)壁壘。以納米碳酸鈣填充/改性全生物降解材料為例，提高填充率，針對性實(shí)施改性、根據(jù)產(chǎn)品調(diào)控鈣粉指標(biāo)等，仍是專業(yè)度較高實(shí)用技術(shù)，生產(chǎn)活動中若要運(yùn)用這一門技術(shù)，還需要理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的支撐。

近期，粉體網(wǎng)主辦的“第二屆全國碳酸鈣產(chǎn)業(yè)高值化發(fā)展交流大會”將在河南·南陽舉行，屆時江西勢通鈣業(yè)有限公司董事長張華將在大會上做“納米碳酸鈣在降解塑料中的應(yīng)用”主題報告，以全生物降解材料應(yīng)用為背景，講解納米碳酸鈣生產(chǎn)、改性、應(yīng)用技術(shù)，一對一解答參會者的疑問，大家共同學(xué)習(xí)、交流。

專家介紹

張華，男，研究生學(xué)歷，教授級高級工程師，江西勢通鈣業(yè)有限公司董事長，江西省納米碳酸鈣工程技術(shù)研究中心主任，中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會碳酸鈣分會專家組專家。

主要從事納米碳酸鈣產(chǎn)品的研發(fā)，生產(chǎn)及經(jīng)營，2019年評為江西省優(yōu)秀青年企業(yè)家；發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，授權(quán)國家專利20多項(xiàng)，承擔(dān)10多項(xiàng)省市重大重點(diǎn)科研項(xiàng)目，獲國家級獎項(xiàng)1項(xiàng)，省部級獎項(xiàng)10多項(xiàng)；是江西省主要學(xué)科學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人，江西省百人遠(yuǎn)航工程人選，廬陵英才D類人選，吉安市“雙百計(jì)劃”高層次人才，永豐縣十佳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，湖南大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生校外導(dǎo)師，廈門理工學(xué)院專業(yè)學(xué)位碩士研究生校外導(dǎo)師。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）

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