查看: 1137|回覆: 0
打印 上一篇 下一篇

生物塑膠之一:部分特性已超越傳統石油樹脂

[複製鏈接]
字體大小: 正常 放大

3萬

主題

12

好友

3萬

積分

公民

跳轉到指定樓層
1#
發表於 2013-9-22 18:59:28 |只看該作者 |倒序瀏覽
【日經BP社報導】以植物為原料的生物塑膠的特性得到迅速提高。有些生物塑膠在耐熱性、彎曲強度等方面已經超過了傳統的石油樹脂。而且,為了避免將來發生與糧食競爭的問題,非食用原料的開發也在穩步推進。本文由在NEC公司多年從事生物塑膠開發的位地正年,為大家介紹生物塑膠技術開發的最新動向和NEC的舉措。

130719dais1.jpg

從通用產品到耐用產品,樹脂(塑膠*)的應用範圍相當廣泛。全世界樹脂的年產量高達約2.3億噸,其中日本約佔1300萬噸。

*塑膠:具備線狀長分子構造,通常由碳(C)、氫(H)、氧(O)等元素組成的多個(數十~數萬個)化合物連接而成。受熱會熔化,因此可用澆注模具將其製成各種形狀。需要具備各種實用特性,例如加熱時易流動、冷卻時易凝固等成形性,根據不同的用途,有時還需要具備剛性、柔韌性、耐熱性(耐熱變形性)、強度、阻燃性等。

不過,大部分塑膠是以儲量有限的石油為原料,而且,在製造和焚燒處理時,還會釋放出大量的二氧化碳。

而生物塑膠使用可再生、能固定二氧化碳的植物為原料,作為有助於保護石油資源、防止地球變暖的新材料,現在已經成為關注的焦點。  

按照使用原料的不同,生物塑膠大致可以劃分為兩類,一類是以穀物、薯類、甘蔗等的澱粉*為原料,另一類是以植物的莖和木材的主要成分——纖維素*等非食用植物資源為原料(圖1)。  

130719dais2.jpg
圖1:原料各異的生物塑膠的課題
            現在主要的生物塑膠是以澱粉為原料。今後需要改用非食用纖維素等原料,但依靠目前的技術,應用於耐用產品還存在課題。

*澱粉:由大量α-葡萄糖(一種單糖)連接而成的一種多糖,因為溶于水、易分解,所以容易被人體消化,是重要的糧食。富含于穀物、薯類、甘蔗等農作物之中。

*纖維素:由大量β-葡萄糖(一種單糖)連接而成的一種多糖,構造與澱粉相似,但分子間結合緊密,不溶于水、不易分解,因此人類無法食用。而且受熱不會熔化、不溶于常見的有機溶劑,難以作為工業原料使用。但纖維素是植物的主要成分(30%以上),是地球上儲量最大的可再生有機資源。

最近,生物塑膠在食品包裝容器和薄膜、纖維等通用產品領域得到了廣泛應用。這是因為生物塑膠的強度、耐熱性、成形加工性等特性已經達到了與石油塑膠比肩的水準,生產成本也有所下降。如今,以歐美為中心,生物塑膠的使用量每年在以約30%的增長率增加。

然而,在電子產品等耐用產品領域,生物塑膠的應用程度卻不及通用產品。要想實現生物塑膠的全面普及,還需進一步改進其特性和成本。而且,現在的生物塑膠主要是以澱粉為原料,出於對糧食問題的擔憂,改用非食用植物資源已成為重要課題。

鋻於上述情況,本系列將就(1)生物塑膠在通用產品中的應用擴大的情況、(2)面向電子產品等耐用產品的技術開發、(3)使用非食用原料的替代技術這三個方面,逐一進行介紹。  

通用產品主要是利用聚乳酸

首先簡單介紹(1)生物塑膠在通用產品中的應用情況。

現在的生物塑膠主要是以澱粉為原料,產品有聚乳酸(主要製造商為NatureWorks)、聚羥基丁酸酯(KANEKA)等聚羥基鏈烷酸、聚乙烯(巴西Braskem)、聚對苯二甲酸丙二酯(杜邦)、聚丁二酸丁二醇酯(三菱化學)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(豐田通商)等。

其中,普及程度最高的當屬聚乳酸。以食品包裝膜、纖維和不織布、薄膜等通用產品為中心,應用聚乳酸的產品的產量正在增加。這是因為,通過大量生產,其成本得以下降,聚乳酸的價格已經降至每公斤200日元左右,而且,隨著聚乳酸薄型加工技術的進步,用量得到削減,與使用石油塑膠相比,價格差距已經近乎于零。

130719dais3.jpg
圖2:聚乳酸原料與產量的現狀以及前景預測
            聚乳酸的產量正在穩步擴大。現在以玉米(澱粉)為原料,計劃在將來改用非食用纖維素。(圖:作者根據NatureWorks的數據製作)

預計在將來,聚乳酸的原料將向非食用化發展,也就是從澱粉變為纖維素。以通用產品為中心,聚乳酸的應用領域將更廣泛(圖2)。

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/econ/66894-20130718.html?ref=ML&limitstart=0



標簽
生物塑膠
家與國的夢不結束,偏偏一顆心抗拒屈服!
您需要登錄後才可以發表回應 登錄 | 免費註冊

GMT+8, 2024-12-26 02:54

© 2015 SSKYN

回頂部