◎重慶市雙福育才中學校初2022級(4)班 牟楠
自從“史上最嚴限塑令”在全國生效后,奶茶店、咖啡店再也不能使用普通的塑料吸管或包裝袋,廣大店家從鼓勵消費者使用環(huán)保紙吸管或PLA吸管,變成默認配送紙吸管。使用紙吸管有哪些利與弊?我對此進行了探究。
圖1 塑料制品的使用與回收情況
食品、服務、包裝等行業(yè)快速發(fā)展,每天都會消耗大量的塑料吸管,這些吸管不能回收再利用,不易降解,污染環(huán)境。用紙吸管替代塑料吸管更環(huán)保。
即使將塑料吸管扔在回收箱中,它們也有可能最終進入垃圾填埋場或海洋,數(shù)年后才能分解。而紙吸管是可生物降解和可堆肥的,如果它們最終進入海洋,將在短短幾天內(nèi)開始降解。
紙吸管難扎破奶茶蓋與其硬度有關。紙吸管是紙做的,紙的主要原料是木漿。比如常見的漂白硫酸鹽針葉木漿,主要由云杉、雪松制成,這些樹種的細胞壁比較薄,纖維較長,所以材質(zhì)比較柔軟,硬度較低。
相比之下,奶茶蓋就結實多了。奶茶蓋大多選用耐高溫的聚丙烯材質(zhì)(PP),硬度較高且不易彎曲,覆蓋時緊繃的張力也增加了破壞它的難度。
紙吸管的異味與生產(chǎn)流程有關。為了美觀,目前市面上常見的紙吸管都要經(jīng)過亞硫酸鹽的漂白,漂白后產(chǎn)生的甲硫醇、甲硫醚等都帶有異味。它們部分殘留在紙吸管的纖維間及纖維的細胞壁內(nèi),再加上木質(zhì)素的原味,味道就“難以形容”了。
為什么紙吸管容易變形?我猜與溫度有關系,并通過實驗進行驗證。
(1)實驗材料
紙吸管若干、溫度較低的清水(25 ℃)、溫度較高的清水(100 ℃)、杯子、時鐘,如圖2。
圖2 實驗材料
(2)實驗過程
實驗采用控制變量法,分兩組進行。第一組將紙吸管分別放入100 ℃和25 ℃的水中,保證紙吸管、浸泡時間(25 min)、水的質(zhì)量與密度相同,觀察紙吸管的變化,如圖3。保持上述情況不變,等待更長時間(68 min),作為第二組實驗,觀察紙吸管的變化,如圖4。
圖3 第一組實驗現(xiàn)象記錄
圖4 第二組實驗現(xiàn)象記錄
(3)實驗結論
紙吸管的變形程度與水的溫度和浸泡時間有關系。浸泡時間相同時,溫度越高,紙吸管越容易變形;溫度相同時,浸泡時間越長,紙吸管越容易變形。
通過進一步查找資料后發(fā)現(xiàn),常見的紙吸管至少由三層紙構成,即面紙和兩層里紙,如圖5。這三層紙通過濕法成形、表面施膠及涂布耐熱膠黏劑制備纏繞成型,才能勉強達到塑料吸管的張力與挺度。
圖5 紙吸管的三層結構
簡單來說,里紙、面紙都是用膠黏劑粘起來的,而膠黏劑滲透層在不同溫度條件下有不同的表現(xiàn)。當處于20 ℃~40 ℃條件下,普通膠黏劑不容易溶解,紙吸管也比較堅挺。但在60 ℃及以上的水中,膠黏劑會發(fā)生溶解,20 min內(nèi)就會處于離散狀態(tài),影響紙吸管整體的結合強度。再加上高溫液體本來就對里紙和面紙有一定的滲透與腐蝕作用,紙吸管便很容易開裂或斷裂。這就是為什么喝熱飲時,紙吸管更容易變形。
雖然紙吸管很環(huán)保,但使用不便捷,故建議可以采用PLA吸管,如圖6。 PLA 就是聚乳酸,它是一種由植物淀粉原料制成的可再生生物降解材料,可完全被自然降解,最終分解成水和二氧化碳。此外,這種吸管管壁較薄,質(zhì)地堅硬,用起來和一般的塑料吸管差別不大。
圖6 PLA吸管
然而這種吸管并沒有被普及。一方面是因為它的造價比紙吸管高,另一方面是PLA 吸管的生產(chǎn)銷售流程還未能像紙吸管和塑料吸管一樣成熟,供應十分有限。
雖然目前的紙吸管和 PLA 吸管都可自然降解,但并不代表我們使用后就可以隨意丟棄,畢竟在單純的自然條件下,它們降解的速度非常慢。自備可多次使用的不銹鋼吸管、玻璃管或非必要情況下不用吸管,或許是更好的選擇。
專家點評
作者能從生活中發(fā)現(xiàn)問題,并就熱點問題進行探討研究,提出合理化建議,體現(xiàn)了作者具有社會責任感。實驗設計比較合理,數(shù)據(jù)比較規(guī)范,體現(xiàn)了作者的科學探究精神。
建議作者多找?guī)准壹埼苌a(chǎn)廠家(不同規(guī)格、不同種類)進行探究比較,聞聞是不是都有異味,做到不“以偏概全”。在實驗設計時要注意實驗的可重復性,實驗的數(shù)據(jù)至少是3次重復實驗的平均值。