如何生產可降解的生物塑料

1. 咖啡渣如何被用來製成可生物降解塑料

我們已經聽到越來越多的關於環保型可生物降解塑料的消息，其由纖維素納米纖維製成。雖然這些纖維通常是從木材廢料中獲取，但新的研究表明，它們也可以從大量的廢棄咖啡渣中獲取。纖維素是地球上最豐富的有機化合物。在其他地方，它存在於植物的細胞壁中--正是它讓植物的葉子和莖部變得如此堅固。

咖啡渣也並不完全缺乏，據國際咖啡組織估計，全球每年生產的咖啡渣超過600萬噸。其中一些被堆肥，而另一些則可能有一天會被用於碳捕獲材料、生物燃料或道路材料等物質。盡管如此，至少目前來看，大多數咖啡渣最終還是會被丟棄在垃圾填埋場。

日本橫濱國立大學的科學家們在副教授Izuru Kawamura的帶領下，決定研究這些廢棄咖啡渣是否可以作為纖維素納米纖維的來源。咖啡渣當然顯示出了希望，因為它們重量和體積的大約一半是由纖維素組成的。

研究人員利用之前開發的一種稱為催化氧化的工藝，利用催化劑對咖啡豆的細胞壁進行氧化。當對得到的纖維素納米纖維進行分析後，發現它們具有理想的均勻結構。它們還能很好地與聚乙烯醇結合在一起，聚乙烯醇是一種用於生產可生物降解塑料的聚合物--科學家們已經對未來的首批咖啡塑料製品有了想法。

"現在，越來越多的餐廳和咖啡館已經禁止使用一次性吸管，"Izuru Kawamura說道。"在這一運動之後，我們的目標是用一種由廢咖啡渣中的纖維素納米纖維組成的添加劑製成透明處理咖啡杯和吸管。"

最近，一篇關於這項研究的論文發表在《纖維素》雜志上。

2. 生物降解的塑料袋一條生產線都需要什麼機器

碳酸鈣石頭降解薄膜塑料袋

碳酸鈣石頭降解母料降解的機理：其主要材料是碳酸鈣（含量65%-80%）高分子聚合物。這種材料是符合中國環保產業政策的材料，實現了國家節能，減排，節省了大量的石油資源消耗。生產過程中不排廢氣，不排廢水。符合國家降解標准要求，屬於可降解產品。且原料充足，價格便宜（約6800元/噸）。

這種材料通過我司技術研發，設備高檔配置改良。作出的產品質量、拉伸強度與承重比普通塑料好。外觀與手感像磨砂膜一樣光滑漂亮。價格比普通塑料袋便宜20%以上。深受廣大市民接受。

機器配置：本機器是在原來機器的基礎上做了改良，生產該降解膜操作簡單，價格低廉。

機器組成：混料機（）---CMJA45吹膜機（）---YSJA60X2印刷機（）---RFQJA600制袋機（）等。

一條流水線設計產量45kg/小時，由上述4台機器組成，佔地面積約75平方米/一條流水線，操作工人約3人/班。

氧化-降解薄膜塑料袋

普通PE塑料裡面添加氧化降解添加劑，比例在1-2%，即可生產出達標的降解塑料膜塑料袋，這種生產方法工藝簡單，價格便宜（80元/公斤）。

氧化降解的原理，是改變塑料的分子鏈，使之更容易降解。大的變小，小的變碎。也可以在1-5年降解。也頗受一些國家認同。

生產所需機器也如碳酸鈣石頭降解薄膜塑料袋生產所需機器一樣由混料機、吹膜機、印刷機、制袋機等機器組成。設計產量稍低一點約30kg/小時。

3. 降解環保塑料袋是怎麼製作而成的原材料是什麼

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一般的可降解塑料袋由聚乙烯加澱粉製成，但這種可降解塑料只能將大塊的塑料降解成較小的塑料塊，塑料分子的成分並沒有完全消失，所以它的降解是有限度的。目前國內研究出了一種新的可降解塑料，其成分是聚乙烯醇加澱粉再加光敏劑合成的，聚乙烯醇本來就比聚乙烯容易降解，添加光敏劑可以通過吸收陽光來加速塑料的降解，澱粉則可以促進塑料在土壤中生物降解的速度。因此這種新型可降解塑料相對於前種更容易降解，而且它降解後塑料成分分解成碳和水等簡單分子結構的物質，比較環保。

4. 誰能告訴我可降解塑料袋的主要成分，生產方法和降解過程

生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細菌、黴菌（真菌）和藻類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良的使用性能、廢棄後可被環境微生物完全分解、最終被無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。「紙」是一種典型的生物降解材料，而「合成塑料」則是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有「紙」和「合成塑料」這兩種材料性質的高分子材料。生物降解塑料又可分為完全生物降解塑料和破壞性生物降解塑料兩種。

破壞性生物降解塑料：破壞性生物降解塑料當前主要包括澱粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。

完全生物降解塑料：完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如澱粉、纖維素、甲殼質）或農副產品經微生物發酵或合成具有生物降解性的高分子製得，如熱塑性澱粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、澱粉/聚乙烯醇等均屬這類塑料。

國內外生物降解塑料現狀與發展趨勢
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從原材料上分類，生物降解塑料至少有以下幾種：

1.聚己內酯（PCL）
這種塑料具有良好的生物降解性，熔點是62℃。分解它的微生物廣泛地分布在喜氣或厭氣條件下。作為可生物降解材料可把它與澱粉、纖維素類的材料混合在一起，或與乳酸聚合使用。

2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物
以PBS（熔點為114℃）為基礎材料製造各種高分子量聚酯的技術已經達到工業化生產水平。日本三菱化學和昭和高分子公司已經開始工業化生產，規模在千噸左右。

中科院理化研究所也在進行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在籌建年產萬噸的PBS生產線、廣東金發公司建成了年產1000噸規模的生產線等。

3.聚乳酸（PLA）
美國Natureworks公司在完善聚乳酸生產工藝方面做了積極有效的工作，開發了將玉米中的葡萄糖發酵製取聚乳酸，年生產能力已達1.4萬噸。日本UNITIKA公司，研發和生產了許多種製品，其中帆布、托盤、餐具等在日本愛知世博會被廣泛使用。

我國目前產業化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（規模5000千噸/年生產線），正在中試的單位有上海同傑良生物材料有限公司、江蘇九鼎集團等。

4.聚羥基烷酸酯(PHA)
目前國外實現工業化生產的主要為美國和巴西等國。目前國內生產單位有寧波天安生物材料有限公司（規模2千噸/年），正在中試的單位有江蘇南天集團股份有限公司、天津國韻生物科技有限公司等。

利用可再生資源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和澱粉混合在一起，生產可降解性塑料的技術也已經研究成功。在歐美國家，澱粉和脂肪族聚酯的共混物被廣泛用來生產垃圾袋等產品。國際上規模最大、銷售最好的是義大利的Novamont公司，其商品名為Mater-bi，公司的產品在歐洲和美國有較大量的應用。

國內研究和生產的單位很多，其中產業化的單位有武漢華麗科技有限公司（規模8千噸/年）、浙江華發生態科技有限公司（8千噸/年）、浙江天禾生態科技有限公司（5千噸/年）、福建百事達生物材料有限公司（規模2千噸/年）、肇慶華芳降解塑料有限公司（規模5千噸/年）等。

5.脂肪族芳香族共聚酯
德國BASF公司所製造的脂肪族芳香族無規共聚酯（Ecoflex），其單體為：己二酸、對苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生產能力在14萬噸/年。同時開發了以聚酯和澱粉為主的生物降解塑料製品。

6.聚乙烯醇（PVA）類生物降解塑料
如義大利NOVMANT的MaterBi產品在上世紀90年代主要是在澱粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其它產品。聚乙烯醇類材料，需要經過一定的改性後方具有良好的生物降解性能，北京工商大學輕工業塑料加工應用研究所在這方面取得了一定成果。

7.二氧化碳共聚物
國外，最早研究二氧化碳共聚物的國家主要為日本和美國，但一直沒有工業化生產。

國內內蒙古蒙西集團公司採用長春應用化學研究所的技術，已建成年產3000噸二氧化碳/環氧化合物共聚物樹脂的裝置，產品主要應用在包裝和醫用材料上。中科院廣州化學研究所陳立班博士開發的低分子量二氧化碳共聚物技術已在江蘇泰興開始投產，品種是低相對分子質量二氧化碳/環氧化合物共聚物，用來作為聚氨酯發泡材料的原材料，用於家用電器等的包裝。河南天冠集團採用中山大學孟躍中教授的技術，已經建成中試規模的二氧化碳共聚物生產線，預計今年能中試生產。

其它如甲殼素、聚醯胺、聚天冬酸、聚糖、纖維素等均在研發之中。

發展現狀和趨勢
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根據日本生物降解塑料研究會的資料，2002年日本生物降解塑料生產量約1萬噸，2003年約2萬噸，2005年約4萬噸，到2010年預計達到10～20萬噸左右。

根據歐洲生物塑料協會資料，2001年的數字顯示，歐盟可生物降解產品的消費量為2.5～3萬噸，而傳統聚合物的用量高達3500萬噸。歐洲生物塑料協會預計2010年傳統聚合物的用量將達到5500萬噸，而生物降解塑料的用量屆時會達到50～100萬噸。可生物降解材料最終可能會占據10%的市場份額。在生物降解材料中原料採用可再生資源的比例將佔到90%以上。

按照中國塑協降解塑料專業委員會的統計，我國2003年生物降解材料的用量約15000噸，其中不添加澱粉的生物降解聚合物約1000噸。2005年從事生物降解塑料的企業約30家，生產能力6萬噸/年，實際生產約3萬噸，國內市場需求約5萬噸，國外進口1萬噸，出口2萬噸。預計2010年產能將達到25萬噸左右。

國內外政策
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一些發達國家還以循環經濟思想為指導，使用可降解一次性用具，如瑞典在20世紀80年代末就試制馬鈴薯和玉米制的一次性快餐盒，韓國用法律強制性規定使用用糯米做的牙簽等。歐洲制定了有關可生物降解堆肥塑料的標准EN13432《利於堆肥和生物降解來回收的包裝物試驗和最終評價的要求》，而其他有關推進有機廢棄物堆肥處理的政令在積極制訂和准備中。美國政府從1996年起設置了總統綠色化學挑戰獎，鼓勵發展生物降解塑料產業。紐約州1989年開始禁止使用非生物降解蔬菜袋，對生產降解塑料的廠家給予補貼，並要求市民將可再生與不可再生垃圾分開，否則罰款500美元。

其他一些國家也採取了類似對策：印度已經立法禁止在奶製品行業使用塑料包裝；南非法律已經全面禁止使用塑料包裝袋。隨著各國立法的發展，可生物降解的新型包裝材料可望日益普及。

在我國，隨著對降解塑料理解的加深，已充分認識到這種材料及其產業對我國可持續發展的戰略作用。可生物降解塑料的普及應用已是眾望所歸。我國人大於2004年通過了《可再生能源法（草案）》和《固廢法（修訂）》，鼓勵再生生物質能的利用和降解塑料推廣應用。在國家發展和改革委員會2005年的40號文件中，也明確要鼓勵生物降解塑料的使用和推廣。2006年，國家發展和改革委員會又啟動了關於推廣生物質生物降解材料發展的專項基金項目。

生物降解塑料發展面臨的問題和困難
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但是，目前盡管有關降解塑料的研究和報道較多，但許多具體問題不能解決，推廣異常困難，前景不容樂觀。原因是：一是因為可降解塑料袋承重能力低，不能滿足顧客多裝東西和反復使用的要求；二是可降解塑料袋色澤暗淡發黃，透明度低，給人一種不夠清潔和難看之感，用起來不放心；三是價格偏高，由於商家是免費贈送，所以成本難以接受。

又如，為解決EPS快餐飯盒對環境的污染問題。試圖用紙飯盒或可降解塑料飯盒代替。但是由於存在下述原因，極難推廣：一是EPS強度高、質輕、保溫性好；二是紙飯盒價格是EPS的1.5～2.5倍；三是即使採用降解PP飯盒，其性能也比不上EPS。最近，我國有關部門要求使用植物纖維製作一次性餐具代替EPS。然而，由於在這種植物纖維餐具的成型過程中使用了高分子熱溶膠，所以仍然存在處理問題及殘留在植物纖維餐具中的農葯含量控制問題。

因此，開發研究降解塑料仍有很長的路要走。

產業發展的政策和措施建議
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（一）加快產品應用研發和產業化

目前，生物降解塑料製品的性能還無法完全滿足消費者需求，盡管目前市場上已有的品種眾多，但每種材料本身的機械和加工性能只是某一方面有突出的特性，綜合性能還存在這樣或那樣的不足，這一點將是制約其市場應用推廣的瓶頸之一。在開發生物降解塑料製品的同時，國內企業應該注意加快有自主知識產權、創新型產品和用途的開發。由於，國外對生物降解塑料製品研發和生產應用相對較早，已經申請了許多專利，從而給國內企業開發新產品時，造成了一定的技術壁壘。拿聚乳酸的專利來舉例子，2005年，國外有關聚乳酸專利有1700多項，而我國公開的專利只有145項，而其中還有一半以上是國外公司的專利。因此，國內企業應該加強有自主知識產權的產品的開發。

（二）加強製品加工開發研究

其次是目前國內從事製品加工研究的力量尚顯薄弱，大部分企業將關注的重點集中在材料合成上，而忽略了製品加工開發，一些生物降解塑料做成的餐飲具在耐熱、耐水及機械強度方面與傳統塑料製品相差較遠，而這一點恰恰是生物降解塑料能否大規模市場化的關鍵。

（三）完善垃圾回收處理體系，促進生物降解塑料再利用進程

缺乏配套完善的回收處理體系也制約著產品進一步推廣。所以一定要對降解塑料進行明確標識，再加以回收。能再利用的，收集後再進行成型加工成製品；對不能再利用的要考慮合理處理的辦法。針對傳統塑料添加澱粉等再生資源的降解塑料，可以採用熱能回收的垃圾處理系統。對生物降解塑料，可著重考慮堆肥的處理辦法。

（四）加快制訂相關政策和法規

1.專項資金支持

對生物降解塑料製品的應用和發展採取補貼政策，包括中央政府補貼和地方政府補貼。中央財政可通過科技攻關資金、貼息等進行補貼，如奧運一次性生物降解塑料製品示範和推廣工作等。

國家可以考慮對利用生物質原料生產生物降解塑料的企業採用低息貸款政策、技術改造專項貸款、信用擔保政策等來鼓勵產業發展。

2.稅收政策

目前沒有關於生物降解塑料的產品進口採用低稅率的明文規定，為促進行業發展應該制定關稅優惠稅率。

為鼓勵和扶持一些企業的發展，可以按照新的企業所得稅條例規定減免優惠政策，如：一是民族區域自治地方的企業需要照顧和鼓勵的，經省級人民政府批准，可以實行定期減免和免稅；二是法律、行政法規和國務院有關規定給予減稅免稅的企業依照規定執行。

3.對傳統塑料加強回收再利用，增收回收稅

國外對塑料製品使用後的回收再利用非常重視，如根據歐盟委員會修訂過的指導性法律，歐盟成員國應在2008年至2015年間將本國包裝垃圾的再利用率提高到55%以上，其中玻璃包裝再利用率達到60%，金屬包裝達到50%，塑料包裝達到22.5%，木製包裝達到15%。歐盟委員會指出，2001年，僅包裝垃圾再利用一項就使歐盟二氧化碳氣體排放減少了0.6%，這表明提高包裝垃圾再利用率不但可以減少包裝材料對能源的消耗，節約建設焚燒處理場的費用，而且可以降低包裝材料生產過程對環境的污染，對減少溫室氣體排放、保護環境是一個非常切實有效的措施。因此必須加強傳統塑料強制回收工作。而對回收成本較高的一次性的塑料包裝製品，加收10%～100%的回收稅。對不能回收的一次性塑料包裝製品，規定必須使用可生物降解塑料。

對傳統塑料一次性用品進行征稅國外很早就有先例。2002年3月，愛爾蘭政府開始徵收塑料袋增值稅，根據愛爾蘭政府的規定，顧客在市場上購物時，每使用一個塑料袋將徵收15歐分的稅款。愛爾蘭使用塑料袋的數量卻是驚人的，每年免費發放給購物者的塑料袋高達12億個，加起來重達1.4萬噸。平攤下來，每人平均一年大約要消費325個塑料袋。塑料袋增值稅生效後一個月內，塑料袋的消費就驟減90%以上。

4.適當限制某些傳統塑料製作的一次性非降解包裝產品

適當限制甚至分期分批禁止某些傳統塑料製作的一次性非降解包裝產品，如一次性垃圾袋、購物袋、日用品外包裝、一次性快餐具、一次性塑料杯、一次性食品包裝容器、一次性食品包裝膜、一次性工業包裝等。

5.分期分批推廣降解塑料

按照行業生產能力和製品生產技術，逐步推進降解塑料的推廣進度。在2010年以前，以推動生物降解塑料為主線，輔以澱粉等天然材料共混傳統塑料的產品，對這兩類產品分別給予政策支持，但前者力度要大於後者。在2010年以後，全面推廣生物降解塑料，對澱粉添加傳統塑料類型製品不再享受優惠政策。

6.加強行業協會橋梁作用

加強中國塑料加工工業協會降解塑料專業委員會的行業橋梁作用，給與行業協會資金支持，利用行業協會加強對企業投資、生產方向、產品定位等的引導，促進行業內外交流，促進國內外交流和貿易，以及充分的政策調研和行業統計工作等

5. 咖啡渣是怎麼用來製作成可生物降解的塑料的

其實關於這個問題，好像是科學家橫濱國立大學裡面的，IzuruKawamura副教授分析而且發現的，決定是否這些廢棄咖啡理由可作為來源纖維素納米纖維，因為咖啡的重量和體積的大約一半是由纖維素製成的，這無疑顯示了希望，研究者使用以前開發過程稱催化氧化氧化細胞壁咖啡豆催化劑，而且根據他的分析，他得到的纖維素納米纖維，發現它們具有理想的均勻結構。

而且Lechner使用可回收的咖啡和天然膠水，以礦物油為基礎製造可持續且環保的替代品。所有卡菲形式的咖啡瓶都有深色大理石的顏色，而且他的咖啡的味道清淡，對洗碗機有也很好的幫助，就是可以讓洗碗機很快的清洗，而且不用浪費那麼多的時間。

關於咖啡渣是怎麼用來製作成可生物降解的塑料的的問題，今天就解釋到這里。