姚海濱

（天津海晶塑料制品有限公司，天津 300450）

眾所周知，塑料垃圾已經成為了全球環(huán)境污染的罪魁禍首之一，而廢舊塑料包裝材料又是塑料垃圾的主要來源。據報道，研究者在距離大陸超過1000公里，深達10898米的馬里亞納海溝中，發(fā)現了一個塑料袋。這一發(fā)現，揭示了當今令人觸目驚心的塑料污染現狀。

塑料包裝作為一種最常見的包裝材料，具有質輕、防水、耐用、生產技術成熟、成本低的優(yōu)點，被全世界廣泛應用，且使用量呈逐年增長趨勢。但廢舊塑料包裝進入環(huán)境后，由于很難降解，會造成長期、深層次的生態(tài)環(huán)境問題。如拋棄在陸地或水中的廢舊塑料包裝物，容易被動物當作食物吞入，導致動物非自然死亡；混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理，填埋會長期占用土地；散落在土壤中的廢舊塑料包裝物會對作物生長產生消極影響等[1]。

因此，如何減少甚至規(guī)避廢舊塑料包裝對環(huán)境造成污染，是全球塑料產業(yè)工作者和科學家積極探索、研究的熱門課題。其中在行業(yè)內比較成熟的有以下三個研究和發(fā)展的方向。

1 降解塑料

早在二十世紀70年代，一些國家已經開始了淀粉填充塑料的研究，其制造工藝是在通用在塑料中加入一定量的淀粉和少量添加劑，然后再加工成型。與此類似，大概在十年前，國內部分工廠將石頭粉研磨至一定目數甚至納米級，與傳統塑料及添加劑共混造粒成為降解塑料，其具有較好的吹膜加工性能，此技術在國內曾一時興起。當然，無論是淀粉還是石頭粉，共混而成的降解塑料，實際沒有實現真正的降解。這樣的塑料，其所謂的降解過程，只是淀粉和石頭粉在潮濕的自然界中產生了溶解于水或者其他的物理變化過程，使得整塊的塑料包裝材料分解成若干的碎片，而并非化學反應過程。塑料碎片仍然具有難以降解的特性，散落在土地、河流甚至海洋中，回收清理的難度甚至遠大于整塊廢舊塑料包裝物。因此，近年來，該種工藝已經被禁止使用。

隨著新材料的不斷發(fā)展更新，目前已經有了很多成熟的、完全降解的新型塑料可用于包裝物的制備。如聚乳酸PLA、聚羥基脂肪酸酯PHA、二氧化碳共聚物PPC等，這些材料都能夠在堆肥條件下完全降解，不會對環(huán)境造成污染。但可降解塑料的研究仍然還有很多問題需要逐一突破，才能真正使可降解塑料被廣泛應用。如目前市面上的可降解塑料普遍存在機械性能較差、阻隔氧氣等功能性欠缺、生產成本高問題，這使得降解塑料還不能夠完全替代傳統塑料。

2 單一材質易回收包裝材料

目前廢舊塑料包裝物不能夠完全回收，很大一部分原因是包裝物的材質多為兩種或兩種以上材料復合而成的材料，如PA和PE復合、PA和PP復合等。2016年左右，部分發(fā)達國家提出了包裝材料單一材質化的設想，以便于包裝物回收再利用。近年來，隨著塑料原材料的不斷推陳出新和薄膜制造裝備如BOPE、MDO等的不斷更新發(fā)展，使得單一材質包裝材料的技術逐漸成熟。國內各大包裝材料生產企業(yè)，在歐美等發(fā)達國家客戶需求的推動下，陸續(xù)開始了單一材質包裝物的批量生產，部分企業(yè)也成功開發(fā)了滿足客戶包裝需求的單一材質包裝物，并取得了不錯的成績。如天津海融鑫科技有限公司，2021年陸續(xù)向韓國、日本出口了PE復合PE材質的非阻隔彩印袋和PE復合PE材質的真空袋，使得單一材質包裝物實現了市場化。

但是單一材質包裝物的推廣仍然需要一個較長的過程。一是因為目前單一材質包裝物價格普遍偏高，和普通包裝物相比，價差的壓力仍然高于歐美等發(fā)達國家環(huán)保稅壓力，因此客戶將包材全面更新換代的積極性還不夠高。二是單一材質包裝材料難以實現復合材料的功能性，當然目前單一材質的包裝材料已經相繼實現了部分復合材料的功能，如高阻隔性能等，但仍有部分特殊的功能是單一材質暫時無法代替的，在功能性方面，單一材質仍然需要不斷的開發(fā)創(chuàng)新。三是廢舊塑料分類回收處理的體系，大多數國家還不夠完善，即使是分類處理做得不錯的日本，也很難做到廢舊塑料大規(guī)模的分類回收處理，仍有超過七成的廢舊塑料需要進行焚燒處理。

3 廢舊塑料熱分解

將廢舊塑料熱分解，理論上可以制得汽油、柴油和部分重油，是資源回收和避免二次污染的重要途徑，可以說廢舊塑料的熱分解是減少，甚至杜絕廢舊塑料污染最有效的方法。從70年代開始，德國、日本等發(fā)達國家已經開始了塑料熱分解技術的研發(fā)[2]。而我國在90年代也建立了數套廢塑料熱分解的工業(yè)化裝置，但由于高耗能，以及分解產物循環(huán)利用質量不高等原因，都沒能夠得到優(yōu)質的運營。

目前廢舊塑料熱分解無法推動的主要原因是高耗能，現有技術將廢舊塑料熱分解需要400℃～900℃的溫度，會消耗大量的能源。雖有部分研究表明，熱分解制得的油品能夠超過國標要求，但使用的經濟性極差。因此，找到和制備一種特殊的催化劑，能夠將塑料熱分解溫度降至200℃以內甚至更低，是將廢舊塑料熱分解推廣的關鍵技術突破口。

據報道，2020年由艾姆斯實驗室的科學家領導的一個科學家團隊，發(fā)現了第一個過程性無機催化劑。其由負載在固體二氧化硅核心上的鉑金顆粒組成，周圍是具有均勻孔隙的二氧化硅外殼，可提供進入催化點的機會。在解構實驗中，長的聚合物鏈穿入孔隙并接觸催化點位，然后分子鏈分解成更小的碎片，就不再是高分子塑料材料了。與之類似的，日本東北大學和大阪市立大學的研究人員，將釕和二氧化鈰結合起來，創(chuàng)造了一種能夠在200℃以下回收聚烯烴塑料的催化劑。科學家們的發(fā)現為廢舊塑料熱分解打開了新的窗口，但這些催化劑均為稀有貴重金屬，工業(yè)化規(guī)模使用的成本會極高，仍然難以推廣，實現工業(yè)化的道路仍然還很漫長。

4 結論

無論是降解材料和單一材質易回收材料從源頭解決廢舊塑料對環(huán)境的污染，還是廢舊塑料熱分解技術從終端將廢舊塑料變廢為寶循環(huán)使用，都是減少甚至是杜絕廢舊塑料環(huán)境污染非常有效的思路和研究方向。在當今環(huán)境問題突出的大背景下，人們保護環(huán)境，維持生態(tài)平衡應該做出的努力，特別需要有社會責任感的大企業(yè)參與其中，堅持技術開發(fā)和技術更新，為綠色工業(yè)、綠色包裝、綠色地球做出貢獻。