在北京举办的“面向奥运服务的生物降解塑料研讨会”成功地向政府部门和公众普及了玉米塑料(学名:聚乳酸——PLA)的理念和意义。由于奥运工程建设及奥运会期间会使用大量的塑料制品,对于玉米塑料产品的推广应用无疑是一次难得的机遇。

会上,美国Nature Works公司、上海同杰良生物有限公司、浙江双鱼塑料有限公司、广东奇佳生态环境有限公司、瑞旗生物科技股份有限公司等与会企业强烈表达了渴望通过2008绿色奥运推广“玉米塑料”概念的愿望。玉米塑料产品能否成为“绿色奥运”的亮点,很重要的一点在于业界能否提供优质可靠、价格合理的产品。北京奥组委已开始为2008绿色奥运征集独家供应商、第三级赞助商及为奥运会提供餐饮和住宿服务的供应商。顺应绿色奥运、科技奥运、人文奥运三大主题,玉米塑料奥运应用的促进工作进入了关键性阶段。
性能优良,且天然、无毒、环保
缓解“白色污染”及经济发展对石油资源的依赖
传统塑料必须以石油为基质产生,而每年石油耗用的量远
大于石油产出的量,而由石油制成塑料后,塑料并无法再回归成石油,因此石油最终会枯竭。在中国,石油资源短缺、能源严重依赖进口,仅在2004年,我国就进口了原油1.2亿吨,玉米塑料被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”,它不依赖于石油资源,由天然玉米淀粉或植物纤维提炼成葡萄糖,经发酵、聚合等过程制成,为100%完全生物可分解材料。PLA制成的容器使用后废弃在土壤或堆肥环境中,可被自然界微生物完全分解为二氧化碳和水,当作有机肥施入农田成为植物养料。BASF公司大中华区塑料部总经理幽默地说道:“可完全分解塑料只留记忆,不留痕迹。”
玉米塑料具有石油系塑料相同的机械性能及物理性能,容易加工,适用于吹塑、热塑等各种加工方法。根据PLA的不同加工性,可将其分为:板材级、吹膜级、拉伸堡模级、注塑级、吹瓶级等。除上面列举的,玉米塑料还具有下列特性:
● 表面附着力——容易和涂料、油墨和粘合剂相粘;
● 透明度和光泽——浑浊度低于5%;
● 香料和芳香层——和玻璃和聚酯比,能使食物具有更好的口感;
● 抗油脂性——能够耐受食物中的大量油脂;
● 可印刷性——其表面能量适用各种油墨;
● 硬度——和聚酯相比,可以用更薄的包装达到跟聚酯包装同样的强度;
● 加热密闭性——初始温度可低到180°F(80℃),加热密封力大于2英镑/英寸。较低的密封温度可加快密封和产量增加;
● 折叠定性——比玻璃纸(赛璐玢)高25%,所以产品的包装不易松开,可以减少因为包装不牢而引起的损耗。


另外,玉米塑料以淀粉为原料,可持续性供应,使天然资源重复使用、回圈不息。玉米塑料在使用后可以堆肥方式回收处理,不对环境产生负荷与冲击,同时堆肥处理后的有机物质可滋养天然物质,提高原料本身的附加价值。而传统的塑料制品使用后仅能以焚化处理,需耗费较高的处理成本和社会成本。玉米塑料在整个产品的生命回圈过程中,无论在生产还是废弃物处理方面较传统塑料对环境产生较少的毒性,
谨防假冒玉米塑料制品混淆眼球
采用CNS14661标准分辨真伪
目前市面上一些垃圾袋产品是在聚乙烯(PE)中掺混了少量比例(通常为10%~15%)的淀粉。在适当的情况下,这些产品可因淀粉由微生物机制的损耗而丧失其物性,逐渐碎裂成为较大的碎片。然而,即使在最好的情形之下,所有这类产品均如期得以碎裂,残留的确是大量的污染土壤或是堆肥的聚乙烯塑料。有些人干脆称这些残余物为“塑料沙”(plastic sand)。

PLA 制品在堆肥环境下的分解示意图
以PLA 为原料制成的物品在一般的大气环境中不会进行分解,
仅在充足的水气(相对湿度90% 以上)、充足的氧气(非密闭环境)、
适当的温度(60~70 摄氏度)的环境下才会快速分解。
为防止假冒玉米塑料产品鱼目混珠,目前,通常采用可堆肥化塑料的标准(CNS14661)来检测。由单一性聚合物(同元聚合物或不规则聚合物)组成的产品,当与既知在堆肥化环境可生物分解的自然对照材料(例如纤维素或淀粉)相比较,在实验时程终止后,60%的有机碳必须转换为二氧化碳。由两种以上聚合物组成的产品,当与既之在实验
时程终止后,90%的有机碳必须转化为二氧化碳。测试期间,未标示放射性的材料,试验期不得超过180天,标示为放射性的材料,试验期可长达365天。
在控制实验室规模下,以堆肥法试验,并以实验筛2.0mm,CNS386筛分后,残留量未超过原乾基的10%时,可视此塑料产品具有充分的降解性。
前景美好——能走多远还看性价比
“一步法”生产工艺开启玉米塑料”平民化”生产之门, 玉米塑料将成为塑料行业最快的增长点
从成本与能源角度来看,石油不可再生且价格不断上涨,而玉米可再生且长期以来价格相对稳定,虽然现阶段玉米塑料的价格较传统塑料高出很多,然而随着各国意识到重视经济成长的同时也必须考虑生态保护问题,所以产品的附加值及生命周期的整体成本对环境的冲击,必须一并评估。由于全球石油的存量逐渐减少,传统塑料的价格在未来只增不减,产业发展已趋于饱和,产品销售毛利不如往常。反之,玉米塑料的取得不受限制,且为萌芽阶段,材料本身的价格只减不增,加上各国逐渐增加对传统塑料的高回收处理费与关税,也将使玉米塑料具有竞争性价格。
美国Nat
ure Works公司资深技术顾问及市场顾问甄光明先生语重心长地指出:“开创中国玉米塑料的瓶颈在于如何降低生物源环保塑料的进口关税和增值税,是否能够立法限用非完全降解塑料,鼓励生物源塑料,是否能够开发改性技术,发展配方,改进性能,降低成本。”
上海同济大学材料科学与工程学院副院长、纳米与生物高分子材料研究所所长任杰教授介绍,他已成功研究出玉米塑料“一步法”生产工艺,且已步入产业化。“一步法”生产的玉米塑料颗粒价格为1000美元/吨,基本接近正品化工塑料颗粒的价格,为玉米塑料开启了一条“平民化”的生产之门。任杰教授提出:“玉米塑料如果想做到量产,唯一的办法只有降低成本。现在‘一步法’的玉米塑料很热,但是我们产业化实践才开始,一切都要等到量产以后才能有结果,如果此时给玉米塑料的产业化定位,还为时过早。我们需要沉下心去研发产品,从产业化的过程逐步认识玉米塑料市场。”在2005年年底,百吨级PLA中试生产线的建设已完成,于2006年初试车成功,万吨级规模生产线将开工建设,并将于2007年年初建成投入生产,随后将参加2008年北京绿色奥运的竞标,旨在形成规模性应用,真正在中国普及玉米塑料制品。

目前全球一些著名公司也密切关注玉米塑料产品的开发与生产,例如:美国Nature Works公司、台湾宏力生技公司、丹麦Faerch塑料制品公司、德国BASF公司、意大利Novamont公司。沃尔玛中国投资有限公司对外事务总监徐俊介绍说:“2004年10月,美国Nature Works公司与沃尔玛农产品部门经理见面交流,随后又涉及到面包和熟食部的产品方面。”迄今,在美国的3779家沃尔玛超市和邻近国家的沃尔玛超市已开始使用玉米塑料作食品包装。在百货零售业中,将PET包装盒换成PLA包装盒一年内节约能源量约为30,150,000千瓦时,相当于800,000加仑的汽油用量,且一年内减少的温室气体排放量约为11,957,000磅,相当于在一年内减少了开14,300,000英里汽车所产生的二氧化碳排放量。

因此,玉米塑料作为继金属材料、无机材料、高分子材料之后脱颖而出的“第四类新材料”,其市场应用前景十分广阔,它将为子孙后代创造良好的生活质量。