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低碳塑料
目前經濟的熱點為低碳經濟,在我們塑料行業中的體現就是低碳塑料。
什么是低碳塑料?作為企業而言,如何利用好低碳塑料,為減排做出應有的貢獻,正是本文要討論的內容。
一、什么是?
是指在合成、加工、儲存、運行、使用和廢棄的整個生命過程中排放二氧化碳低的一類塑料材料。其優點為可降低溫室氣體二氧化碳的排放量,保護地球的環境。
在塑料制品的一個生命周期內,哪個環節中排放二氧化碳呢?二氧化碳氣體的排放主要來著加工耗能、廢棄處理(焚燒和降解)兩個過程中。加工能耗釋放的二氧化碳占80%,解決辦法靠節能技術。焚燒和降解耗釋放的二氧化碳占20%,解決辦法靠選用低排放塑料,具體品種如生物塑料、無機塑料和再生塑料等。
為了更好更系統地了解,我們將將涉及的各個方面制成如下的表格,以方便了解。
碳排放來源碳排放比例解決辦法具體措施減排效果
能量消耗80%節能選用節能設備如葉片式加工設備、連續密煉設備等30%左右
改造原有設備電機:伺服、變量泵、變頻等30%-50%
加熱:電磁、紅外線等0.3
其它:空壓機、干燥設備等0.2
廢棄處理20%選材選用生物塑料具有碳中和作用,具體如PLA、PHA、PA1010及改性淀粉等0.8
選用無機塑料碳酸鈣、*等無機填充塑料無機部分不排放
選用再生塑料省去合成能耗環節0.5
二、之節能篇
(一)選用節能設備
具體可優先選用葉片式加工設備、連續密煉、新型設備等,節能效果可達到30%左右。
(二)改造原有設備
1、電機系統:伺服電機、變量泵、變頻器等
2、加熱系統:電磁加熱、遠紅外線等
3、其它部分:空壓機、干燥設備等三、之選材篇
按照合成塑料的原料不同,我們可以將塑料分成三類:生物塑料(生物質)、石化塑料(石油、煤或天然氣等)和無機塑料(石灰石、鹽、碳酸鈣、*等)。
(一)生物塑料
生物塑料就是以生物質材料制成的一類塑料。生物質材料是指自然界中生長的天然高分子材料,主要包括淀粉、纖維素、蛋白質、木質素及殼聚糖類等。與石化塑料相比,生物塑料的優點為:低碳排放——因生物質在生長過程中可吸收大量二氧化碳氣體,具有碳中和作用,只具有相當于石化塑料20%的二氧化碳排放。
循環再生——生物質材料,年復一年、自然生長,取之不盡、用之不竭,是目前地球上*未被很好利用的豐富資源。生物質材料因不具有熱塑性而不能直接用于塑料,需要經過適當的方法處理后才可用于塑料。目前已開發用生物質材料制造塑料的方法有:生物質材料熱塑改性、與塑料共混改性、用生物發酵法合成塑料。生物塑料的種類很多,按照不同的分類方法可分為如下幾類。
按生物質含量多少進行分類,如果生物塑料全部來自生物質材料,就稱為全部生物塑料,反之則稱為部分生物塑料。
部分生物質塑料全部生物質塑料
天然類淀粉/塑料共混(如PSM)熱塑性淀粉(TPS)
纖維/塑料共混(如塑木)纖維素塑料(CA)
合成類PA610、PA410、PA1012PA1010、PA10T、PA11
PTT、PBS、PPC等PLA、PHA等
按生物塑料是否具體降解性分類,可以分成降解類和非降解兩大類,具體見下表:
部分生物質塑料全部生物質塑料
非降解類PTT、PA410、PA610、PA1012、淀粉/非降解塑料共混、纖維/非降解塑料共混(塑木)PA11、PA1010、PA10T、纖維素塑料
降解類PBS、PPCPLA、PHA、熱塑性淀粉、淀粉/生物降解塑料共混
目前已開發生物塑料品種舉例:
1、部分生物塑料
淀粉塑料:用天然生物材料如淀粉或纖維素經不同方法改性制成的生物塑料,其代表品種如PSM、PBM等。
PTT塑料:美國杜邦公司開發的工程塑料PTT,其中醇類合成單體來自生物質材料,使PTT的生物質含量達到40%左右。
PA410:荷蘭帝斯曼工程塑料公司開發出PA410,其中單體癸二酸來自*,占PA410的60%。
塑木制品:以生物質材料木粉、秸稈粉等與石化基塑料進行共混,制成塑木制品,可以實現大量生物材料的有效利用。目前市場上木塑的主導產品為以PE或PVC為載體兩種,推廣市場前景廣闊。
2、全部生物塑料
蛋白質塑料:如我國制成的大豆纖維,已紡織成為服裝面料;再如新西蘭懷卡特大學用動物的蹄、羽毛等制成蛋白質塑料,目前已制成多種塑料制品。
1958年,上海賽璐璐公司以*為原料,合成出我國*的尼龍品種PA1010,到目前為止,一直由中國*生產。
巴西化工*Braskem公司正在開發一種生物聚乙烯,以甘蔗乙醇為原料。與傳統石油原料聚乙烯相比,新型塑料生產過程中的二氧化碳排放量較少。該公司計劃于2011年開始每年生產能力為20萬噸。廣東金發公司開發的PA10T,具有比PA9T更優異的性能。美國加州的生物塑料生產商CereplastInc公司宣布,計劃在2010年底前推出一系列基于全天然藻類的生物塑料樹脂,可與聚丙烯或其它標準樹脂混合,適用于注塑件或熱成型件,將來可以用于擠出用途。
藻類生物塑料的優點有:不以糧食為原料,不會造成與人爭糧食的狀態。以生物材料中的淀粉或纖維素,用生物發酵法合成塑料,代表品種為PHA和PLA,目前為獲得應用的全降解塑料主導產品。
(二)無機塑料
目前世界上*全部用無機材料合成的樹脂為電石法PVC,它用石灰石煅燒生產乙炔,用鹽電解生產氯氣,但因此法生產PVC屬于高能耗,不列入范疇。
本文所說的無機塑料是指無機材料(如碳酸鈣、*、玻璃纖維等)與塑料復合的一類無機填充塑料,這類塑料在焚燒或降解處理時,無機材料部分不會產生二氧化碳,因而屬于。
(三)再生塑料
再生塑料已完成了塑料制品的一個生命周期,因而省去合成能耗環節,具有很高的減排效果。并不是所有的廢舊塑料都可以再生,熱固型和已過度交聯的廢舊塑料不能再生。混雜不可分離的塑料、多層復合不可分層的塑料,因相容性不好而難以再生。廢舊塑料的再生方法很多:單純再生、共混再生、填充再生、增強再生、發泡再生等。
什么是低碳塑料?作為企業而言,如何利用好低碳塑料,為減排做出應有的貢獻,正是本文要討論的內容。
一、什么是?
是指在合成、加工、儲存、運行、使用和廢棄的整個生命過程中排放二氧化碳低的一類塑料材料。其優點為可降低溫室氣體二氧化碳的排放量,保護地球的環境。
在塑料制品的一個生命周期內,哪個環節中排放二氧化碳呢?二氧化碳氣體的排放主要來著加工耗能、廢棄處理(焚燒和降解)兩個過程中。加工能耗釋放的二氧化碳占80%,解決辦法靠節能技術。焚燒和降解耗釋放的二氧化碳占20%,解決辦法靠選用低排放塑料,具體品種如生物塑料、無機塑料和再生塑料等。
為了更好更系統地了解,我們將將涉及的各個方面制成如下的表格,以方便了解。
碳排放來源碳排放比例解決辦法具體措施減排效果
能量消耗80%節能選用節能設備如葉片式加工設備、連續密煉設備等30%左右
改造原有設備電機:伺服、變量泵、變頻等30%-50%
加熱:電磁、紅外線等0.3
其它:空壓機、干燥設備等0.2
廢棄處理20%選材選用生物塑料具有碳中和作用,具體如PLA、PHA、PA1010及改性淀粉等0.8
選用無機塑料碳酸鈣、*等無機填充塑料無機部分不排放
選用再生塑料省去合成能耗環節0.5
二、之節能篇
(一)選用節能設備
具體可優先選用葉片式加工設備、連續密煉、新型設備等,節能效果可達到30%左右。
(二)改造原有設備
1、電機系統:伺服電機、變量泵、變頻器等
2、加熱系統:電磁加熱、遠紅外線等
3、其它部分:空壓機、干燥設備等三、之選材篇
按照合成塑料的原料不同,我們可以將塑料分成三類:生物塑料(生物質)、石化塑料(石油、煤或天然氣等)和無機塑料(石灰石、鹽、碳酸鈣、*等)。
(一)生物塑料
生物塑料就是以生物質材料制成的一類塑料。生物質材料是指自然界中生長的天然高分子材料,主要包括淀粉、纖維素、蛋白質、木質素及殼聚糖類等。與石化塑料相比,生物塑料的優點為:低碳排放——因生物質在生長過程中可吸收大量二氧化碳氣體,具有碳中和作用,只具有相當于石化塑料20%的二氧化碳排放。
循環再生——生物質材料,年復一年、自然生長,取之不盡、用之不竭,是目前地球上*未被很好利用的豐富資源。生物質材料因不具有熱塑性而不能直接用于塑料,需要經過適當的方法處理后才可用于塑料。目前已開發用生物質材料制造塑料的方法有:生物質材料熱塑改性、與塑料共混改性、用生物發酵法合成塑料。生物塑料的種類很多,按照不同的分類方法可分為如下幾類。
按生物質含量多少進行分類,如果生物塑料全部來自生物質材料,就稱為全部生物塑料,反之則稱為部分生物塑料。
部分生物質塑料全部生物質塑料
天然類淀粉/塑料共混(如PSM)熱塑性淀粉(TPS)
纖維/塑料共混(如塑木)纖維素塑料(CA)
合成類PA610、PA410、PA1012PA1010、PA10T、PA11
PTT、PBS、PPC等PLA、PHA等
按生物塑料是否具體降解性分類,可以分成降解類和非降解兩大類,具體見下表:
部分生物質塑料全部生物質塑料
非降解類PTT、PA410、PA610、PA1012、淀粉/非降解塑料共混、纖維/非降解塑料共混(塑木)PA11、PA1010、PA10T、纖維素塑料
降解類PBS、PPCPLA、PHA、熱塑性淀粉、淀粉/生物降解塑料共混
目前已開發生物塑料品種舉例:
1、部分生物塑料
淀粉塑料:用天然生物材料如淀粉或纖維素經不同方法改性制成的生物塑料,其代表品種如PSM、PBM等。
PTT塑料:美國杜邦公司開發的工程塑料PTT,其中醇類合成單體來自生物質材料,使PTT的生物質含量達到40%左右。
PA410:荷蘭帝斯曼工程塑料公司開發出PA410,其中單體癸二酸來自*,占PA410的60%。
塑木制品:以生物質材料木粉、秸稈粉等與石化基塑料進行共混,制成塑木制品,可以實現大量生物材料的有效利用。目前市場上木塑的主導產品為以PE或PVC為載體兩種,推廣市場前景廣闊。
2、全部生物塑料
蛋白質塑料:如我國制成的大豆纖維,已紡織成為服裝面料;再如新西蘭懷卡特大學用動物的蹄、羽毛等制成蛋白質塑料,目前已制成多種塑料制品。
1958年,上海賽璐璐公司以*為原料,合成出我國*的尼龍品種PA1010,到目前為止,一直由中國*生產。
巴西化工*Braskem公司正在開發一種生物聚乙烯,以甘蔗乙醇為原料。與傳統石油原料聚乙烯相比,新型塑料生產過程中的二氧化碳排放量較少。該公司計劃于2011年開始每年生產能力為20萬噸。廣東金發公司開發的PA10T,具有比PA9T更優異的性能。美國加州的生物塑料生產商CereplastInc公司宣布,計劃在2010年底前推出一系列基于全天然藻類的生物塑料樹脂,可與聚丙烯或其它標準樹脂混合,適用于注塑件或熱成型件,將來可以用于擠出用途。
藻類生物塑料的優點有:不以糧食為原料,不會造成與人爭糧食的狀態。以生物材料中的淀粉或纖維素,用生物發酵法合成塑料,代表品種為PHA和PLA,目前為獲得應用的全降解塑料主導產品。
(二)無機塑料
目前世界上*全部用無機材料合成的樹脂為電石法PVC,它用石灰石煅燒生產乙炔,用鹽電解生產氯氣,但因此法生產PVC屬于高能耗,不列入范疇。
本文所說的無機塑料是指無機材料(如碳酸鈣、*、玻璃纖維等)與塑料復合的一類無機填充塑料,這類塑料在焚燒或降解處理時,無機材料部分不會產生二氧化碳,因而屬于。
(三)再生塑料
再生塑料已完成了塑料制品的一個生命周期,因而省去合成能耗環節,具有很高的減排效果。并不是所有的廢舊塑料都可以再生,熱固型和已過度交聯的廢舊塑料不能再生。混雜不可分離的塑料、多層復合不可分層的塑料,因相容性不好而難以再生。廢舊塑料的再生方法很多:單純再生、共混再生、填充再生、增強再生、發泡再生等。
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