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環保可降解 十種塑膠替代品大盤點

塑膠垃圾一直是困擾人類的世界性難題, 為了保護生態環境, 各國紛紛出臺政策, 禁止塑膠袋的生產的使用, 但實際效果甚微。 於是, 用另一種材料來替代塑膠成了各國進行科學研究的課題。

海藻:

印尼一社會責任企業evowa以海藻為原料, 研發出一種新產品, 在解決該地區塑膠垃圾問題的同時, 還增加了印尼海藻養殖戶的生計。

這種生物塑膠是一種可食用、可生物降解的食品包裝。 該產品由當地的海藻養殖戶創建, 保質期為兩年, 不含防腐劑, 含有高纖維、維生素和礦物質, 可以定制為特定的口味、顏色和品牌標識,

可列印和熱密封。

牛奶蛋白:

法國生物降解熱塑性塑膠製造商Lactips計畫從牛奶蛋白中生產可降解塑膠, 該專案還將開發新一代水溶性塑膠細絲, 用於3D列印, 歐盟以150萬歐元資助該專案。

該公司在一份新聞稿中稱, 150萬歐元的資助能夠使得其進入新型的非食品市場, 使其研發成果正式商業化。

該材料是一款乾淨的生物材料, 不會留下任何殘留物質, 是一款環保產品。 公司目前正在顆粒洗衣粉市場開發的最後階段。

樹葉:

德國LeafRepublic團隊發明了一款用樹葉代替塑膠, 而且100%可迴圈的純天然一次性餐具。 它不僅可以防水防油, 而且可以完全進行自然降解, 可以重新變成自然肥料。 它的製作過程中沒有使用任何類型的膠水或者油漆等化學用品,

可以說是完全的純天然。

Leaf Republic團隊最終設計製作出來的成品

在製作餐具的過程中, 除了不會傷害到以及污染到自然的環境, 它的成品更是完全天然的, 而且整個過程是沒有使用膠、油、膠水或著其他的化學材料, 它的原料就只有樹葉。

而且一次性塑膠的餐盒被棄置後會留在自然730000日才能被溶解, 但是這種樹葉製成的一次性餐具只需要28日就能被自然萬全的分解, 重新的變回天然養份。

蛋白:

研究人員測試了3種非傳統的生物塑膠材料——蛋白、乳清及大豆蛋白——用於替代常規塑膠, 可降低污染造成的風險。 例如, 當蛋白(蛋清中的蛋白質)與傳統增塑劑混合時, 可顯示出巨大的抗菌性。 實驗發現, 此塑膠上不會有細菌生長, 因為細菌無法在這種塑膠上存活。

如果你把它放在一個垃圾填埋場, 這種純蛋白質會發生分解。 如果你把它埋在土裡, 這些塑膠將會在一到兩個月消失。 該研究接下來將深入分析這種以蛋白為基礎的生物塑膠在生物醫學和食品包裝領域的應用潛力。

廢棄柑橘皮:

一家從麻省理工學院(MIT)獨立出去的公司, 最近用柑橘皮開發出一種新型生物材料, 名為Citrene。 Citrene樹脂是一種強大、有韌性且安全的材料, 可以生物降解。 據Poly6說, Citrene的性能優於其他材料, 除了安全和環保外, 還能提供更高的效率, 為製造商節省成本。 柑橘皮裡獨特的化學物質提供了先進的功能, 且其主要成分是天然油, 適合人類消費。

Poly6主要將Citrene應用於3D列印、噴射增材和柔性電子行業, 其他應用包括醫療產品、家居裝飾、紡織品、矯形, 甚至指甲油。 醫療應用將是MIT的重點, MIT將用Aether的生物印表機來探索和開發Citrene的醫療用途。

雞毛:

雞毛幾乎全部由角蛋白組成, 一種高韌性蛋白質可為塑膠提供強度和耐久性。 該蛋白在頭髮和羊毛、蹄和角中發現, 不用被馬蹄踢到, 我們都可以感受到馬蹄的強壯。

研究人員決定探索角蛋白的超強特性, 通過丙烯酸甲酯處理雞毛, 丙烯酸甲酯用於指甲油。 最終, 角蛋白基塑膠被證明比其他如大豆或澱粉等農業資源製成的塑膠強度更高, 抗撕裂性更強。畢竟,便宜豐富的雞毛是可再生資源。儘管沒有正式被測試,雞毛塑膠有望實現完全生物降解。

液體木材:

液體木材的環保性不僅僅是因為它是一種天然材料,更重要的是它可以利用木製品加工業中的廢料來進行生產。木製品加工業把木材分解為三種主要成份:木質素、纖維素和半纖維素。造紙工業只需要纖維素和半纖維素,木質素在造紙行業中成了廢料,液體木材加工就可以變廢為寶。除了木製品加工業中廢棄的木質素外,液體木材的原料還來源於廢棄的農產品和林產品,農作物的秸杆、樹木的枝葉一向被認為是廢物,近年來部分用於製造生物燃料,它們同樣可以用於製造液體木材。

液體木材製成的座椅

弗勞恩霍夫化學技術研究所的專家把廢棄的木質素和木材、麻、亞麻和如蠟等添加劑製成的天然纖維混合,做出了可供熔化和注塑的液體木材。液體木材在變成固體以後,看上去與塑膠十分像,還具有拋光木材的特性。因此,一些研究人員又把液體木材稱作“生物塑膠”。這種材料現已用於生產需要超高強度的汽車、手錶等產品的零部件。

蝦殼:

埃及一位學者在訪問諾丁漢大學時提出,埃及蝦裡的殼聚糖可用來生產可降解塑膠袋。埃弗里特解釋說,生產殼聚糖薄膜的第一步是洗淨並在太陽下曬乾或者在烘箱中烘乾蝦殼,然後煮沸蝦殼去除碳酸鈣,接著將蝦殼在化學溶液中溶解中和,蒸發後留下殼聚糖用來生產薄膜。

這個研究項目已進行了將近12個月,旨在探索能否解決埃及嚴重的塑膠袋污染問題。不可降解塑膠袋在埃及引發嚴重的環境和健康問題,並污染了水源。除了幫助消除污染,該發明還可以減少堆積在垃圾填埋場的蝦殼。

尼羅河大學研究人員表示,埃及每年產生3000至5000噸蝦殼。雖然目前該專案研究尚處於初期階段,但埃弗里特估計,1千克蝦殼足夠生產10至15個塑膠袋,5000噸蝦殼可以生產7500萬個生物降解塑膠袋。

秸稈:

美國斯坦福大學的一個研究小組創制一種方法,可以把二氧化碳以及農作物殘留物等植物材料轉化為塑膠。研究人員混合碳酸鹽、二氧化碳和由糠醛衍生獲得的糠酸,將它們加熱至200攝氏度,呈現熔鹽狀態,如此持續5小時後,熔鹽混合物總量的89%會轉化為2,5-呋喃二甲酸。2,5-呋喃二甲酸與乙二醇一起轉化為聚呋喃二甲酸乙二酯,由此即可完成由農作物秸稈到塑膠的轉化過程。

農作物秸稈的傳統利用途徑為燃燒發電,秸稈燃燒發電不但對環境污染較大,所創造的經濟效益也較為有限。新技術的產生使得農作物秸稈利用有了更好的選擇,全球每年塑膠製品消耗量約5000萬噸,農作物轉化為秸稈的技術面臨巨大的市場機遇。生物質能企業有較多的農作物秸稈收儲管道,隨著農作物秸稈的價值重估,生物質能領域有望迎來一場產業革命。

玉米:

聚乳酸樹脂又被稱為“玉米塑膠”。中科院長春應化所科研團隊利用先進的生物和化學化工技術,用玉米原料生產出綠色塑膠。長春應化所的科技人員發現,制約玉米塑膠合成技術難有突破性進展並難以形成規模產業化的重要瓶頸,主要是合成玉米塑膠所使用的L-丙交脂大量依賴進口,聚合的產業化技術尚未獲重大突破。

玉米塑膠製成的餐具

進而,科研人員又通過理論研究和實驗證明,要打破國外的原料、技術壟斷,實現L-丙交脂的大批量國產化,必須解決提高L-丙交脂收率、純化和聚合反應三大技術關鍵。

圍繞這些瓶頸問題,他們從反應條件研究入手,用近一年時間探索出了最佳製備L-丙交脂的反應工藝條件,篩選出了乳酸低聚和裂解的最佳反應溫度、最佳反應時間、最佳催化劑體系。自主開發的具有自攪拌功能的塔式聚合反應釜解決了高黏態聚合物的本體聚合中傳質和傳熱的難題。

這意味著,科研人員成功開發出了具有我國自主智慧財產權的L-丙交脂合成技術和聚合技術,而且,L-丙交酯的收率達到95%以上。

科技創新永無止境。之後,他們又通過工藝條件的優化和減壓蒸餾方法的創新,得到了高純度的聚合級L-丙交脂。與此同時,他們先後突破了聚合反應中反應條件對聚L-丙交脂分子量的影響、工藝方法等技術關鍵,成功製備出了性能達國外玉米塑膠產品標準的國產化製品,為推進玉米塑膠產業化奠定了重要基礎。

抗撕裂性更強。畢竟,便宜豐富的雞毛是可再生資源。儘管沒有正式被測試,雞毛塑膠有望實現完全生物降解。

液體木材:

液體木材的環保性不僅僅是因為它是一種天然材料,更重要的是它可以利用木製品加工業中的廢料來進行生產。木製品加工業把木材分解為三種主要成份:木質素、纖維素和半纖維素。造紙工業只需要纖維素和半纖維素,木質素在造紙行業中成了廢料,液體木材加工就可以變廢為寶。除了木製品加工業中廢棄的木質素外,液體木材的原料還來源於廢棄的農產品和林產品,農作物的秸杆、樹木的枝葉一向被認為是廢物,近年來部分用於製造生物燃料,它們同樣可以用於製造液體木材。

液體木材製成的座椅

弗勞恩霍夫化學技術研究所的專家把廢棄的木質素和木材、麻、亞麻和如蠟等添加劑製成的天然纖維混合,做出了可供熔化和注塑的液體木材。液體木材在變成固體以後,看上去與塑膠十分像,還具有拋光木材的特性。因此,一些研究人員又把液體木材稱作“生物塑膠”。這種材料現已用於生產需要超高強度的汽車、手錶等產品的零部件。

蝦殼:

埃及一位學者在訪問諾丁漢大學時提出,埃及蝦裡的殼聚糖可用來生產可降解塑膠袋。埃弗里特解釋說,生產殼聚糖薄膜的第一步是洗淨並在太陽下曬乾或者在烘箱中烘乾蝦殼,然後煮沸蝦殼去除碳酸鈣,接著將蝦殼在化學溶液中溶解中和,蒸發後留下殼聚糖用來生產薄膜。

這個研究項目已進行了將近12個月,旨在探索能否解決埃及嚴重的塑膠袋污染問題。不可降解塑膠袋在埃及引發嚴重的環境和健康問題,並污染了水源。除了幫助消除污染,該發明還可以減少堆積在垃圾填埋場的蝦殼。

尼羅河大學研究人員表示,埃及每年產生3000至5000噸蝦殼。雖然目前該專案研究尚處於初期階段,但埃弗里特估計,1千克蝦殼足夠生產10至15個塑膠袋,5000噸蝦殼可以生產7500萬個生物降解塑膠袋。

秸稈:

美國斯坦福大學的一個研究小組創制一種方法,可以把二氧化碳以及農作物殘留物等植物材料轉化為塑膠。研究人員混合碳酸鹽、二氧化碳和由糠醛衍生獲得的糠酸,將它們加熱至200攝氏度,呈現熔鹽狀態,如此持續5小時後,熔鹽混合物總量的89%會轉化為2,5-呋喃二甲酸。2,5-呋喃二甲酸與乙二醇一起轉化為聚呋喃二甲酸乙二酯,由此即可完成由農作物秸稈到塑膠的轉化過程。

農作物秸稈的傳統利用途徑為燃燒發電,秸稈燃燒發電不但對環境污染較大,所創造的經濟效益也較為有限。新技術的產生使得農作物秸稈利用有了更好的選擇,全球每年塑膠製品消耗量約5000萬噸,農作物轉化為秸稈的技術面臨巨大的市場機遇。生物質能企業有較多的農作物秸稈收儲管道,隨著農作物秸稈的價值重估,生物質能領域有望迎來一場產業革命。

玉米:

聚乳酸樹脂又被稱為“玉米塑膠”。中科院長春應化所科研團隊利用先進的生物和化學化工技術,用玉米原料生產出綠色塑膠。長春應化所的科技人員發現,制約玉米塑膠合成技術難有突破性進展並難以形成規模產業化的重要瓶頸,主要是合成玉米塑膠所使用的L-丙交脂大量依賴進口,聚合的產業化技術尚未獲重大突破。

玉米塑膠製成的餐具

進而,科研人員又通過理論研究和實驗證明,要打破國外的原料、技術壟斷,實現L-丙交脂的大批量國產化,必須解決提高L-丙交脂收率、純化和聚合反應三大技術關鍵。

圍繞這些瓶頸問題,他們從反應條件研究入手,用近一年時間探索出了最佳製備L-丙交脂的反應工藝條件,篩選出了乳酸低聚和裂解的最佳反應溫度、最佳反應時間、最佳催化劑體系。自主開發的具有自攪拌功能的塔式聚合反應釜解決了高黏態聚合物的本體聚合中傳質和傳熱的難題。

這意味著,科研人員成功開發出了具有我國自主智慧財產權的L-丙交脂合成技術和聚合技術,而且,L-丙交酯的收率達到95%以上。

科技創新永無止境。之後,他們又通過工藝條件的優化和減壓蒸餾方法的創新,得到了高純度的聚合級L-丙交脂。與此同時,他們先後突破了聚合反應中反應條件對聚L-丙交脂分子量的影響、工藝方法等技術關鍵,成功製備出了性能達國外玉米塑膠產品標準的國產化製品,為推進玉米塑膠產業化奠定了重要基礎。

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