探討可降解包裝的發(fā)展趨勢(shì)

可降解包裝檢測(cè)儀器

　　目前我們所使用的軟包裝薄膜原材料，基本上都屬于非降解材料。雖然目前很多國(guó)家和企業(yè)都在致力于開(kāi)發(fā)可降解材料，但目前能用于軟包裝的可降解材料還沒(méi)有可以大規(guī)模生產(chǎn)的代替品出現(xiàn)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日漸重視，不少省市都相繼發(fā)布了限塑甚至在某些領(lǐng)域＂禁塑的法規(guī)。因此，對(duì)于軟包裝企業(yè)來(lái)說(shuō)，正確了解可降解材料，是用好可降解材料、實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)包裝的前提。

　　一、可降解塑料的定義及分類(lèi)

　　塑料的降解是指受環(huán)境條件影響（溫度、濕度、水分、氧氣等），其結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、性能喪失的過(guò)程。

　　降解過(guò)程會(huì)受諸多環(huán)境因素的影響。按照其降解機(jī)理，可降解塑料可以分為光降解塑料、生物降解塑料、光生物雙降解塑料和化學(xué)降解塑料。而生物降解塑料按降解方式可分為*生物降解塑料和不*生物破壞性塑料。

　　1、光降解塑料

　　光降解塑料是指該塑料材料于日光照射下發(fā)生了裂化分解反應(yīng)，使材料于日光照射后一段時(shí)間內(nèi)失去機(jī)械強(qiáng)度，變成粉末狀，有些還可以進(jìn)一步被微生物分解，進(jìn)入自然生態(tài)循環(huán)。換句話(huà)說(shuō)即光降解塑料的分子鏈在光化學(xué)方法破壞后，塑料就失去它的本身強(qiáng)度并脆化，再經(jīng)自然界的腐蝕變成粉末，進(jìn)入土壤，在微生物作用下重新進(jìn)入生物循環(huán)。

　　2、生物降解塑料

　　生物降解，一般普遍認(rèn)為的定義是:生物降解是指通過(guò)生物酶的作用或與微生物所產(chǎn)生的化學(xué)降解作用而使化合物發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化的過(guò)程，在這一過(guò)程中，還可能伴隨著光降解、水解、氧化降解等反應(yīng)。

　　生物降解塑料的機(jī)理是:由細(xì)菌或水解酶將高分子材料分解成二氧化碳、甲烷、水、礦化無(wú)機(jī)鹽和新生物質(zhì)的塑料。換句話(huà)而言就是生物降解塑料是指一類(lèi)由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌（真菌）和藻類(lèi)的作用而引起降解的塑料。

　　理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可以被環(huán)境微生物*分解、終被無(wú)機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個(gè)組成部分的高分子材料。即分解成為下一級(jí)的分子可以進(jìn)一步被自然界的細(xì)菌類(lèi)等再行分解或吸收的物質(zhì)。

　　生物降解的原理分兩類(lèi):一類(lèi)為生物物理降解，當(dāng)微生物攻擊侵蝕高聚物材料后，由于生物稀薄的增長(zhǎng)使得聚合物組分水解、電離或質(zhì)子化而分裂成低聚物碎片，聚合物的分子結(jié)構(gòu)不變，這是聚合物生物物理作用而發(fā)生的降解過(guò)程。第二類(lèi)為生物化學(xué)降解，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，直至終分解成二氧化碳和水，這種降解方式屬于生物化學(xué)降解方式。

　　3、生物破壞性降解塑料

　　生物破壞性降解塑料，又稱(chēng)為崩壞性塑料，為生物降解高聚物與通用塑料的復(fù)合體系，如淀粉與聚烯烴相結(jié)合，他們以一定的形式結(jié)合在一起，在自然環(huán)境中的降解是不*的，有很大可能造成二次污染。

　　4、*生物降解塑料

　　根據(jù)其來(lái)源，*生物降解塑料主要有高分子聚合物及其衍生物、微生物合成高分子聚合物和化學(xué)合成高分子聚合物三大類(lèi)。目前研究和應(yīng)用于復(fù)合軟包裝類(lèi)多的是淀粉類(lèi)塑料。

　　5、天然生物降解塑料

　　天然生物降解塑料，是指天然高分子性類(lèi)塑料，利用淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)、蛋白質(zhì)等天然高分子材料制備的生物降解材料。這類(lèi)物質(zhì)來(lái)源豐富多樣，可*生物降解，而且產(chǎn)物安全無(wú)毒。

　　基于不同的降解方式，以及不同地區(qū)的要求，目前我們客戶(hù)端所認(rèn)同的降解材料是需要*降解，而且無(wú)論是掩埋還是堆肥降解方式，都要求將現(xiàn)有的塑料物質(zhì)降解為二氧化碳、水、礦化無(wú)機(jī)鹽類(lèi)等物質(zhì)，能夠容易被自然界吸收或再次被自然界循環(huán)利用。

　　二、可降解塑料的特點(diǎn)

　　1、材料是天然的、無(wú)毒的。

　　2、使用任何廢棄物處理方式（如堆肥、掩埋等）對(duì)環(huán)境造成的影響可控制到小。

　　3、可取代以石油基為基質(zhì)的傳統(tǒng)塑料，且具備同類(lèi)傳統(tǒng)塑料制品的物料性能，相對(duì)不需要太大改變使用方式。

　　4、被遺棄后，經(jīng)堆肥或掩埋處理后，能夠短期間內(nèi)被裂解為下一級(jí)分子，能夠被大自然無(wú)害吸收或變?yōu)榈V化無(wú)機(jī)鹽類(lèi)物質(zhì)。

　　三、對(duì)可降解塑料的常見(jiàn)誤區(qū)

　　1、將生物基塑料等同為可生物降解塑料

　　根據(jù)相關(guān)定義理解，生物基塑料是指以淀粉等天然物質(zhì)為基礎(chǔ)在微生物作用下生產(chǎn)的塑料。用于生物基塑料合成的生物質(zhì)可來(lái)源于玉米、甘蔗或纖維素等。而可生物降解塑料，是指在自然界條件下（如土壤、沙土、海水等），或特定條件下（如堆肥條件、厭氧消化條件或水性培養(yǎng)液等），由微生物作用（如細(xì)菌、霉菌、真菌和藻類(lèi)等）引起降解，并終*降解變成二氧化碳、水、甲烷、礦化無(wú)機(jī)鹽和新生物質(zhì)的塑料。生物基塑料是基于材料成分來(lái)源來(lái)進(jìn)行定義和劃分；而可降解塑料則是從材料生命終結(jié)的角度來(lái)進(jìn)行歸類(lèi)的。換句話(huà)說(shuō)，100％的生物基塑料可能是無(wú)法生物降解的，而部分傳統(tǒng)石油基塑料則可以是生物降解的，如對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）和聚已內(nèi)酯（PCL）。

　　2、可降解即被視為可生物降解

　　塑料的降解是指在環(huán)境條件影響（溫度、濕度、水分、氧氣等）作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、性能喪失的過(guò)程。具體可分為機(jī)械降解、可生物降解、光降解、熱氧降解和光氧降解等。某種塑料是否會(huì)*生物降解受多種因素影響，包括結(jié)晶度、添加劑、微生物、溫度、環(huán)境pH值和時(shí)間長(zhǎng)短等。在條件不具備的情況下，許多降解塑料不僅無(wú)法*生物降解，還可能給環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)負(fù)面影響。如部分氧降解塑料在添加劑作用下，僅僅只是發(fā)生了材料的破裂，降解成肉眼看不見(jiàn)的塑料微粒。

　　3、將工業(yè)堆肥條件下的生物降解視為可在自然環(huán)境下生物降解

　　即將可堆肥塑料視為等同生物降解塑料。這兩者之間不能*畫(huà)等號(hào)來(lái)等同?？啥逊仕芰蠈儆谏锝到馑芰系囊活?lèi)。生物降解塑料還包括了用厭氧方式實(shí)現(xiàn)生物降解的塑料。可堆肥塑料是指塑料在堆肥條件下，通過(guò)微生物的作用，可在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新生物質(zhì)，并且形成的堆肥重金屬含量、毒性試驗(yàn)、殘留碎片等應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?？啥逊仕芰峡蛇M(jìn)一步劃分為工業(yè)堆肥和花園堆肥?，F(xiàn)市場(chǎng)上的可堆肥塑料基本屬于工業(yè)堆肥條件下的生物降解塑料。因?yàn)榭啥逊仕芰蠈儆谟袟l件下的生物降解，因此，如果隨意丟棄可堆肥塑料在自然環(huán)境中（如海水、泥土），這些塑料在自然環(huán)境中降解非常緩慢，并不能在短時(shí)間內(nèi)*降解為二氧化碳和水等，其對(duì)環(huán)境的不良影響與傳統(tǒng)塑料并無(wú)實(shí)質(zhì)性的區(qū)別。此外，有研究指出，可生物降解塑料如混入到其他可回收塑料中，會(huì)降低回收材料的特性和性能。如聚乳酸中的淀粉可能會(huì)導(dǎo)致再生塑料制成的薄膜產(chǎn)生小孔和斑點(diǎn)等不良現(xiàn)象。

　　四、軟包裝應(yīng)用可降解塑料的現(xiàn)狀與痛點(diǎn)

　　目前已經(jīng)有一些軟包裝企業(yè)在嘗試使用可降解塑料生產(chǎn)包裝，目前主要表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題有:

　　1、品種少，產(chǎn)量小，無(wú)法滿(mǎn)足批量生產(chǎn)要求

　　如果底料為降解材質(zhì)，面料當(dāng)然也是需要可*降解材料才行，不然，底料可以*降解，我們總不能拿著石油基的PET、NY、BOPP作為面料去匹配PLA的材質(zhì)來(lái)復(fù)合，那么這樣做的意義幾乎為零，而且有可能是更糟糕，連回收的可能性都會(huì)被磨滅。但是目前可用于復(fù)合軟包裝的面料非常少，供應(yīng)鏈非常稀缺，而且非常不容易找，產(chǎn)能非常緊缺。因此，需要尋求能夠適應(yīng)軟包版印刷的可降解面料，這是一個(gè)難題。

　　2、底層可降解材料的功能性開(kāi)發(fā)

　　對(duì)于復(fù)合軟包裝而言，能用于底層的可降解材料尤為重要，因?yàn)橹T多包裝功能都寄托底層材質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但目前能夠適用于復(fù)合軟包裝底層的可降解材料，國(guó)內(nèi)能生產(chǎn)的少之又少。而即使是能夠找到的一些底料膜，其關(guān)鍵的一些物理性能比如拉伸性、耐穿刺、透明度、熱封強(qiáng)度等，是否能匹配現(xiàn)有的包裝需求，也還是一個(gè)比較朦朧的未知數(shù)。還有相關(guān)的衛(wèi)生指標(biāo)、阻隔性方面，也要研究能否達(dá)到包裝要求。

　　3、輔料是否可以降解

　　面料、底料都可以找到的狀態(tài)下，我們還需要考慮輔料，即油墨、膠水等，是否能夠同基材進(jìn)行匹配，是否能*降解。這一點(diǎn)存在很多爭(zhēng)議。有人認(rèn)為，油墨本身是顆粒，而且用量也非常小，膠水的占比也非常小，可以忽略不計(jì)。但是根據(jù)上述*可降解的定義理解，嚴(yán)格意義來(lái)說(shuō)，只要材料沒(méi)有被*分解為被自然界容易吸收的，以及可以在自然界循環(huán)再生的，均不被認(rèn)為是真正*降解。

　　4、生產(chǎn)過(guò)程

　　目前大多數(shù)生產(chǎn)者，對(duì)可降解材料的使用，還有一堆問(wèn)題有待大家解決。無(wú)論在印刷過(guò)程中還是在復(fù)合或制袋、成品倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，都需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)這類(lèi)可降解包裝同現(xiàn)有的石油基復(fù)合包裝有多大的不同，或是有哪些需要我們注意的地方。目前還沒(méi)有一個(gè)比較完善的控制體系或適用于大眾化的標(biāo)準(zhǔn)可參考。

　　五、結(jié)語(yǔ)

　　目前對(duì)于可降解包裝，客戶(hù)比較關(guān)心的是它能否滿(mǎn)足包裝的性能要求;對(duì)于軟包裝生產(chǎn)企業(yè)而言，則要考慮哪些領(lǐng)域可以使用，可以使用的量是多少，因?yàn)榭山到獠牧显诙唐趦?nèi)是可以有條件降解的。目前，可降解材料還沒(méi)有形成成熟的供應(yīng)鏈。因此，包裝在未來(lái)幾年時(shí)間內(nèi)，可能是可回收再利用包裝和可降解包裝齊頭并進(jìn)。(袁勝遠(yuǎn))