吳政璋 臺塑工業(yè)（寧波）有限公司

1 塑料廢棄物對環(huán)境的影響

塑料在生活中無處不在，不當(dāng)處理的塑料廢棄物外泄到自然環(huán)境中，已對陸地、海洋、大氣、生態(tài)環(huán)境等造成極大危害。世界各個國家和地區(qū)開始推動禁用一次性塑料產(chǎn)品。

表1 世界各國和地區(qū)禁用一次性塑料的相關(guān)規(guī)定

每年全球廢棄紙尿褲約為2,500億片，目前主要的處理方式是填埋和焚燒，更理想的處理方式包括：

● 回收：通過固定渠道回收使用后的紙尿褲，進(jìn)行處理后制成建筑材料、固體燃料、土壤改良劑等產(chǎn)品；

● 填埋降解：在產(chǎn)品生產(chǎn)選料上即考慮生物可降解材料，確保在3～6個月可降解率達(dá)60%以上甚至更高；

● 完全可堆肥：完全可降解的天然材料紙尿褲，粉碎后作為有機(jī)肥料。

2 以循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念設(shè)計產(chǎn)品——生物可降解材料

為了減少廢棄物的量，產(chǎn)品生命周期正在逐漸由線型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)式經(jīng)濟(jì)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是一個資源可再生使用的經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，相較于線型經(jīng)濟(jì)中產(chǎn)品“原料、生產(chǎn)、使用、丟棄”的概念，循環(huán)經(jīng)濟(jì)秉持資源永續(xù)的概念，重新設(shè)計材料、產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝及商業(yè)模式，消除廢棄物。

生物可降解塑料為新興解決方案。生物可降解材料，是指以天然資源（如植物）、石油等制成的一種聚合物。曝露在空氣中時，不易分解，當(dāng)它處于足夠的濕度、溫度、氧氣與適當(dāng)?shù)奈⑸锎嬖诘淖匀惶盥窕蚨逊虱h(huán)境中時，可被微生物分解成水和CO2。依照國際生物可降解協(xié)會的規(guī)范要求，生物可降解材料在特定堆肥環(huán)境下（58℃），放置180天后，生物降解率需達(dá)到90%以上。

生物可降解測試要求：

● 材質(zhì)及重金屬：不含4P（PS、PP、PE、PVC）；限制11種重金屬及氟含量；揮發(fā)性固體含量＞50%。

● 應(yīng)完全生物分解：58℃下測定二氧化碳轉(zhuǎn)化率，180天內(nèi)分解率＞90%。

● 應(yīng)完全崩解：84天內(nèi)崩解率＞90%。

● 堆肥應(yīng)不具毒性：萌芽率及生物質(zhì)重不得低于空白組的90%。

塑料可以分為生物基塑料、生物可降解塑料以及傳統(tǒng)塑料。生物基塑料是為了解決原料來源問題；生物可降解塑料是為了解決環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)塑料+淀粉僅能使塑料加速崩解及少部分分解(淀粉)，是否對環(huán)境有利還有待商榷。

圖1 塑料的分類

表2 生物可降解塑料與傳統(tǒng)塑料對比

傳統(tǒng)塑料可制成非生物降解型塑料，如傳統(tǒng)塑料+光敏促進(jìn)劑可制成光降解型塑料，傳統(tǒng)塑料+淀粉可制成崩解型塑料，傳統(tǒng)塑料+氧化添加劑可制成氧化生物可降解塑料。

3 環(huán)境友好型紙尿褲

環(huán)境友好型產(chǎn)品可分為三個方向：綠色產(chǎn)品、生物基產(chǎn)品、生物可降解產(chǎn)品。

綠色產(chǎn)品的原料對環(huán)境的污染及影響較小，如木漿，來源較環(huán)保且不含熒光劑。生物基產(chǎn)品的原料來源為生物質(zhì)材料，由生物質(zhì)材料生產(chǎn)下游化學(xué)品，如從甘蔗生產(chǎn)乙醇，再制成乙烯。生物可降解產(chǎn)品，原料可被生物分解成水和CO2，如用竹纖維生產(chǎn)的非織造布。

目前，紙尿褲各部位的可替代降解材料開發(fā)情況如下：

面層非織造布：已開發(fā)可降解材料，如PLA、棉、竹等纖維，瓶頸點在于柔軟性、價格、保質(zhì)期。PLA纖維以水刺、熱風(fēng)、熱軋工藝生產(chǎn)可改善其柔軟性。雙組分纖維內(nèi)層使用PLA，外層使用PBS。

底膜：已有可降解材料包括PLA、PBAT和CaCO3，瓶頸點是透氣性和價格。

防漏隔邊：含彈性纖維，天然橡膠可降解。

魔術(shù)腰貼：尚無可降解材料，用PLA生產(chǎn)的魔術(shù)勾存在強(qiáng)度不足的問題。

吸收芯層：絨毛漿是可降解的，SAP還沒有實現(xiàn)100%可降解，臺塑環(huán)境友善新品BC706的生物降解率為66%（180天）。

彈性腰圍：可降解材料正在開發(fā)中。

熱熔膠：可降解熱熔膠已有公司可提供。

3.1 臺塑可降解SAP—BC706的特點

● 調(diào)整SAP分子結(jié)構(gòu)，以使SAP容易被微生物分解，提升BC706產(chǎn)品對于環(huán)境的友善程度。

● 市售可降解SAP產(chǎn)品的吸收量與壓力下吸收倍率均較低，臺塑開發(fā)環(huán)境友善BC706產(chǎn)品具有良好的物性表現(xiàn)與生物分解率。

表3 BC706與其他SAP產(chǎn)品的性能對比

● BC706以篩分后樣品種植植物種子進(jìn)行毒性植物生長試驗OECD208，試驗期間對照組平均存活率、萌芽率高于90%，外觀檢視對植物無毒性。

● BC706主要材質(zhì)為丙烯酸樹脂，不含PE、PP、PS、PVC、PET。

● BC706主要材質(zhì)為丙烯酸樹脂，不含重金屬。

3.2 BC706在環(huán)境友好型紙尿褲中的應(yīng)用

● 絨毛漿芯體紙尿褲

將BC706用于絨毛漿芯體紙尿褲，預(yù)估理論降解率可達(dá)90%。

表4 BC706在絨毛漿芯體紙尿褲中的用量及可降解率

● 復(fù)合芯體紙尿褲

將BC706用于復(fù)合芯體紙尿褲，預(yù)估理論降解率可達(dá)87%。

表5 BC706在復(fù)合芯體紙尿褲中的用量及可降解率

4 紙尿褲回收

目前，全球每天廢棄紙尿褲的量相當(dāng)可觀，在高齡化下成人紙尿褲市場正不斷擴(kuò)大，廢棄紙尿褲含水量高及不易分解，在傳統(tǒng)處理上，易造成焚化爐負(fù)擔(dān)與填埋的環(huán)境污染，廢棄的數(shù)量逐漸攀升，隱然是環(huán)保殺手之一，成為各國所重視的環(huán)保議題。

將紙尿褲還原成為高吸收性樹脂（SAP）、再生纖維紙漿、PP/PE多功能塑料粒子等原料，再供應(yīng)建材、家具、工業(yè)紙制產(chǎn)品、農(nóng)林用保水劑、防洪袋等生產(chǎn)原料，不僅對日趨嚴(yán)重的紙尿褲污染環(huán)境問題提出有效對策，成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)一項重大成就，也將是全球“紙尿褲變綠金”的典范。臺塑攜手紙尿褲生產(chǎn)廠及回收再利用廠，組成“紙尿褲回收聯(lián)盟”，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念，推動廢棄紙尿褲資源再利用，實現(xiàn)“環(huán)境友善循環(huán)經(jīng)濟(jì)”。

4.1 紙尿褲回收再利用技術(shù)

若將紙尿褲放著等著它天然分解，起碼要400年才能回歸塵土，但若藉由“分離”及“還原”紙尿褲回收處理技術(shù)，紙尿褲回收時間縮短為1小時。

圖2 紙尿褲回收再利用流程

紙尿褲回收再利用通過下列處理步驟，達(dá)到材料再生的效果。

清洗殺菌：滅菌清洗、脫水減重、臭味消除

紙尿褲破碎分選：破碎、回收料分離

原材料增值再利用：原材料再精制

紙尿褲經(jīng)由上述方式回收再利用，具有下列優(yōu)點：

（1）高回收效益：可將紙漿、塑料、SAP分離

（2）低能量消耗：過程中完全不加熱

（3）無污染排放：過程用水完全回收循環(huán)使用

4.2 回收SAP的應(yīng)用

由紙尿褲回收的SAP可部分替代燃煤，將SAP與燃煤混摻，可減少煤炭用量0.78%，相關(guān)效益數(shù)據(jù)見表6。

表6 紙尿褲回收的SAP節(jié)約效益情況