生物可降解材料用于替代塑料的限制较少,优势较多。
1.与传统非石化材料相比,生物可降解材料应用范围更广
传统替代方案有诸多限制:玻璃和陶器较为厚重 且更易碎,因此运输起来较麻烦;金属在制造过 程中消耗的能源较多,且较容易受到腐蚀,并且 只能用于有限范围的产品;纸的耐用性较差,容 易受到水的破坏,并且在制作过程中会产生更多 的排放物,还会大量消耗水资源;木制品制造成 本高昂,存在过度砍伐森林的风险。相比之下, 生物可降解材料具有类塑性,用于替代塑料的限 制较少。
2.与石油基可降解材料相比,生物基可降解材料更具优势
生物基可降解材料的原料更加可持续:石油基可 降解材料上游原料为石化资源,属于不可再生资 源。以石油基可降解材料PBAT为例,其原料主 要为对苯二甲酸(PTA),丁二醇(BDO),己 二酸(AA),均是石化来源材料。根据生物降 解材料研究院,生产1吨PBAT消耗0.4吨PTA, 0.43吨BDO,0.35吨AA[27]。其中,关于BDO的 生产,当前国内95%的BDO生产装置大多采用电 石炔醛法,生产消耗大量电能,属于高耗能产业。 而生物基可降解材料所采用原料为可再生生物质 (如糖类、植物油),而且全球每年产生大量非 粮生物质,可以保证上游原料的长期稳定供应。
生物基可降解材料生产过程更为安全:石油化工 材料生产过程中面临着诸多安全隐患,化学催化 反应很多需要高温高压,事故风险高。以PBAT 为例,其制备有三种酯化方式,需要140℃以上 的高温条件,酯化后的缩聚反应更是需要240℃- 255℃的高温才能进行。而生物发酵通常在常温 常压下进行,事故风险较低。
生物基可降解材料具有类似塑料的物理和机械性 能,结合了传统塑料的优点,同时又兼备白色污 染难降解,增排温室气体这两个传统塑料最容易 被诟病之处的解决方案 — 可降解,生物基来源。 与其他塑料替代方案相比,应用范围更广;与石 油基可降解材料相比,上游原料更加可持续,生 产过程更加安全。生物基可降解材料当之无愧成为传统塑料最重要的替代方案。