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有机物和无机物的区别(生物降解快被滥用了,它的内在究竟是什么?如何区别真假降解?)
堆肥,材料,塑料有机物和无机物的区别(生物降解快被滥用了,它的内在究竟是什么?如何区别真假降解?)
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
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聚乳酸的应用
聚乳酸的应用,比较知名的是纸杯。纸杯里有一层膜,传统纸杯用的是PE膜,现在美国从西雅图星巴克开始,已经将PE膜换成聚乳酸膜,而且杯盖现在基本上用聚乳酸材料来做。
2018年吸管很火,全球都在去塑料吸管,聚乳酸吸管就可以用在这。比如说星巴克宣布2020年之前停售塑料吸管,中国的吸管大王就在做聚乳酸吸管。所以可堆肥材料主要是看跟什么东西处理,跟传统塑料一起处理肯定不行,跟厨余一起处理就没问题,跟纸一起处理也可以。
聚乳酸除了做一次性产品,也做一些其他产品,比如日用品,中国有个比较知名的品牌「谷的家」,就用聚乳酸做成日用品,做成日用品并不是为了降解,是利用聚乳酸材料高食品安全性。同时,聚乳酸材料有很高的强度,敲起来好像陶瓷一样,以及高光亮性,比其他塑料亮很多。这类聚乳酸产品在中国市场上也可以随便买到,运用的虽然不是其生物降解性,但用完数年,最后废弃,比传统塑料的危害肯定小很多的。
另外还有在3D打印耗材上面的应用。图片上展示的月球灯,就是用聚乳酸材料打印的,这类打印叫做FDM3D打印,它的耗材90%以上是聚乳酸材料。因为聚乳酸材料打印时不但没有臭味,还有甜甜的香味。另外,它的尺寸稳定性很好,不容易变形,收缩率小。当然聚乳酸材料打印出来的模型废弃了,也可以降解。
聚乳酸材料的应用还有可以用在纤维上,做丝巾、茶叶包装、尿不湿、薄膜、窗口膜等不同用途。
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全球可堆肥相关标准及认证
目前全球各堆肥的相关标准和认证机构大概就在这张表格里面。
像欧盟的认证标准是EN13432,那么他认证机构呢,德国一个比利时一个,认证机构为AIB VINCOTTE和DIN-CERTCO。这两个认证机构在全球有一定知名度,大家如果从事相关产业的话可以通过他的标准去认证。在中国,我们也有标准GB/T20197-2006,但是很可惜,我们没有标识。美国的标准DSTMD640,认证机构BPI,日本的标准JIS K 6953。在澳洲、韩国都有,这里不一一罗列。他们都有相关组织机构去认证。也就是说,根据相关标准去做实验,实验达标拿实验报告去申请认证,认证通过才可以颁发证书。
认证费用挺高的,16500欧元,十几万人民币。一般的小企业都很不愿意去做,而且全球比较知名的一家是在德国,小企业觉得不方便。不过实验室并非认证机构,中国也有实验室,我们国家塑料制品检验中心可以做,但中国的实验室,很多人不愿意相信。
这种实验室做一个实验,要分不同的步骤:第一步送去的样品要分析它的化学成分,通过分析红外光谱,检测到底是什么材料。比如送过去检测的材料说是百分百聚乳酸,实际上在里面混了其他东西,化学成分一分析就知道。这个分析成本不高,700多欧元,大概六千多人民币。
化学成分分析结束之后,第二步就是崩解实验,也就是材料从大块到小碎片的过程。这个过程一般进行三个月,材料要从10cm×10cm的大块,变成至少3mm×3mm的小碎片,才能认定通过崩解实验。
通过崩解实验,会进行第三步的生物降解实验。把那些3mm的小碎片通过微生物的作用,通过二氧化碳收集,分析它的生物降解率,也就是前面给大家分享的那两张表格,测试材料跟纤维素比,多少天能够达到多少生物分解率。这个实验时间大概六个月左右。
最后即便生物降解检验做完符合要求,认定材料是百分百降解。仍然不能颁发证书,还要通过环境毒性实验。降解最直接的还是对土壤的影响。如果降解残留了有害物质在土壤中,那样的降解毫无意义。所以,全球各种认证标准,又规定第四步叫做环境毒性实验,就是验证那些生物降解以后,对环境有没有毒害。进行植物种植检测,比如添加堆肥的和未添加堆肥的两个土壤,各拿十组出来种不同的小青菜,看植物的生长情况到底有没有影响。只有在环境毒性这一关也过了,才能拿到认证。一般的光氧化降解塑料、破坏性生物降解塑料是绝对无法通过检测,所以说这比较权威。
除此之外,一些生物基材料也不能随便宣称是生物基,因为生物基也是可以检测的。生物基含量测试用到了同位素——碳元素半衰期的方法来测定生物质含量。碳14衰变成碳12,一般是5600年一个衰变,如果某个材料通过测试都是碳12,结果基本上就是化石碳。生物碳的测试标准,美国是ASTM D6866,中国也有标准。例如测聚乳酸,一般你测试出来的报告一般是94%或者99%的生物基含量。实际检验结果只要满足在80%以上的生物基就是最高级别了。所以生物基也是有权威的标准和方法去验证。
08
问答
问: 没有堆肥条件, 聚乳酸废弃产品(在江浙沪的自然条件下)要2-3年才能完全分解为CO2 和 水。 这之前降解成什么? 不完全降解中间产物是什么? 为什么说不污染环境?
答:聚乳酸在没有堆肥环境条件下,首先会像传统的(石油基)塑料一样老化、崩解、变成碎片。随后高分子的长链聚乳酸变成低分子的短链聚乳酸,逐步变成单体乳酸。乳酸是一种微生物的食物,在大自然中可以被微生物消化掉(变成二氧化碳和水),所以中间产物就是聚乳酸碎片– 短链聚乳酸 – 单体乳酸。不存在着对环境的污染。
问: 中国的(聚乳酸塑料)产量目前在全球的比重大吗?能全面替代吗? 刚才报告中用200万吨产量来证明对粮食安全影响不大,但相比要替代的塑料量,200万吨似乎远远不够啊?
答:现在中国的聚乳酸产量非常小,大概全国的产量加起来只有三万吨,要替代(全部)塑料是绝无可能的。 塑料是五亿吨,相比之下,刚才说到的200万吨也是个小数字。 当然,我们不可能用一种材料来替代全球所有的塑料。 全球用量最大的塑料是PE,聚乙烯,有9000万吨。所以说,如果要拿聚乳酸材料来替代所有塑料是不可能的,它只能替代掉一部分石油基塑料,在一定程度上起到帮助。如果塑料这个东西你要把他替代掉,那唯一的方法就是少用少生产,而不是找替代品。
问:聚乳酸化学聚合步骤需不需要高温、高压和催化剂? 什么催化剂?
答: 首先聚合过程肯定是要高温、高压、催化剂的。 但是什么催化剂,你这个问题超出了范围, 这是商业机密,不能告诉你,或者说我也不知道。但是至少,这是一个经得起考验的东西。否则没有一条成熟的技术路线,这个材料做出来,这个装置装上去,它就是一堆废铁。 这个催化剂是经得起环境,安全,法律考验的催化剂。 这个我想是大前提,否则任何一个企业都不会冒着风险投个几亿,搞个有问题的东西出来的。
问: 聚乳酸不完全降解中间产物是乳酸,不完全燃烧产生什么?
答: 不完全燃烧当然就是变成一氧化碳和水,这个跟烧纸、烧木头的一样的,不完全燃烧,可能生成一氧化碳。
问: 聚乳酸部分降解为乳酸的时间、条件有没有实验数据?这个数据也很重要。对于堆肥来说,其实只要关心降解到乳酸的条件和时间,对不对?
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