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可降解改性尼龍塑料 VS 再生塑料：誰更有效？誰更環(huán)保？
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發(fā)表時間：2022-12-30 14:15:54
塑料是現(xiàn)代工業(yè)最重要的基礎材料之一，據(jù) Our World in Data 統(tǒng)計，1950 年至 2015 年，人類共生產(chǎn)了 58 億噸廢棄塑料， 其中超過 98%被填埋、遺棄或焚燒，僅有不到 2%被回收利用。
據(jù) Science 雜志統(tǒng) 計，中國由于其全球制造業(yè)基地的全球市場角色，廢棄塑料量居全球第一，占比達 28%。這些廢棄塑料不僅污染環(huán)境、危害健康，還占用寶貴的土地資源。 因此，我國已開始高度重視白色污染的治理。 
▲塑料發(fā)明后的 150 年間在洋流作用下，太平洋里形成了三處大規(guī)模塑料垃圾場。
▲全球 65 年的塑料產(chǎn)量中僅有 1.2%被回收，其余大部分被掩埋在人類腳下，等待 600 年的降解。
據(jù) IHS 統(tǒng)計， 2018 年全球塑料應用領域主要為包裝領域，市場占比達到了 40%，而全球塑料污染也主要來源于包裝領域，占比高達 59%。包裝塑料不僅是白色污染的主要來源，還具有一次性（如果循環(huán)利用，循環(huán)次數(shù)高）、難回收（使用和遺棄渠道分散）、對性能要求不高和對雜質(zhì)含量要求高的特點。
表 1 ：2018 年全球塑料應用領域分布 
表 2：2018 年全球白色污染來源分布 
可降解塑料
可降解塑料和再生塑料是潛在的解決白色污染問題的兩種選擇。
可降解塑料
可降解塑料是指其制品的各項性能可滿足使用性能要求，在保存期內(nèi)性能不變，而使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料。
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可降解塑料的降解過程 
0 2
可降解塑料的分類
可降解塑料可以通過降解方式或者原料的不同進行分類。
按照降解方式分類，可降解塑料可以分為生物降解塑料、光降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大類。
目前，光降解塑料、光和生物降解塑料的技術還不成熟，市場上的產(chǎn)品較少，故此后提到的可降解塑料均為生物降解塑料和水降解塑料。
按照原材料劃分，可降解塑料又可分為生物基可降解塑料和石油基可降解塑料。
生物基可降解塑料是以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的塑料，能夠減少對石油等傳統(tǒng)能源的消耗，主要包括 PLA（聚乳酸）、PHA（聚羥基烷酸酯）、PGA(聚谷氨酸)等。
石油基可降解塑料是以化石能源為原料生產(chǎn)的塑料，主要包括 PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT （聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯）、PCL（聚己內(nèi)酯）等。 
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可降解塑料的優(yōu)勢
可降解塑料在性能、實用性、降解性、安全性上都有其優(yōu)勢。
在性能上，可降解塑料可以達到或在某些特定領域超過傳統(tǒng)塑料的性能；
在實用性上，可降解塑料有與同類傳統(tǒng)塑料相近的應用性能和衛(wèi)生性能；
在降解性上，可降解塑料在使用后，可以在自然環(huán)境下（特定微生物、溫度、濕度）較快完成降解，并成為易被環(huán)境利用的碎片或無毒氣體，減少對環(huán)境的影響；
在安全性上，可降解塑料降解過程產(chǎn)生或殘留的物質(zhì)對環(huán)境無害，不會影響人類和其他生物的生存。
而目前替代傳統(tǒng)塑料的最大阻礙，也是可降解塑料的缺點是其生產(chǎn)成本較同類傳統(tǒng)塑料或再生塑料高。
因此，在包裝、農(nóng)膜等使用時間短、難以回收分離、對性能要求不高、對雜質(zhì)含量要求高的應用領域，可降解塑料更具替代優(yōu)勢。 
再生塑料
再生塑料是指通過預處理、熔融造粒、改性等物理或化學的方法對廢舊塑料進行加工處理后重新得到的塑料原料。
再生塑料最大的優(yōu)點是價格比新料和可降解塑料便宜，且可以根據(jù)不同的性能需要，只加工塑料的某方面屬性，并制造出對應的產(chǎn)品。
在循環(huán)次數(shù)不太多的情況下，再生塑料能保持與傳統(tǒng)塑料相似的性能，或者可以通過再生料與新料混合的方式，維持穩(wěn)定的性能。但在多次循環(huán)之 后，再生塑料的性能下降很大，或到無法使用的程度。
此外，再生塑料在保證經(jīng)濟性的前提下較難保持良好的衛(wèi)生性能。因此，再生塑料適用于循環(huán)次數(shù)不多，且對衛(wèi)生性能要求不高的領域。
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再生塑料的生產(chǎn)流程
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常見塑料再生后的性能變化 
備注：熔體指數(shù)，塑膠材料加工時的流動性；比粘度，單位體積液體的靜態(tài)粘度
對比
可降解塑料
VS
再生塑料
1
通過比較，可降解塑料因其有更穩(wěn)定的性能和更低的回收成本，在包裝、農(nóng)膜等使用時間短、難以回收分離的應用領域更具有替代優(yōu)勢；而再生塑料因為有更低的價格和制作成本，在生活用具、建筑材料、電器等使用時間長、易于分類回收的應用場景更具有優(yōu)勢，兩者相得益彰。
2
白色污染主要來源于包裝領域，可降解塑料的發(fā)揮空間更大，隨著政策推動和成本降低，未來可降解塑料市場前景廣闊。
表 3：可降解塑料與再生塑料特性對比 
在包裝領域，可降解塑料的替代正在實現(xiàn)。塑料的應用領域非常廣泛，不同的領域?qū)τ谒芰系囊笠膊槐M相同。
汽車、家電等領域?qū)λ芰系囊笫墙?jīng)久耐用、容易分離，且單體塑料用量較大，故傳統(tǒng)塑料的地位較為穩(wěn)固。而塑料袋、餐盒、地膜、快遞等包裝領域，由于塑料的單體用量低，容易污染，難以高效分離，這使得可降解塑料更有機會在這些領域成為傳統(tǒng)塑料的替代品。從 2019 年全球可降解塑料需求結構也驗證了這一點，可降解塑料的需求主要集中于包裝領域，軟包裝和硬包裝占比合計達到 53%。
西歐和北美的可降解塑料發(fā)展較早，已經(jīng)初具規(guī)模，應用領域集中在包裝行業(yè)。2017 年，西歐可降解塑料總消費量中，購物袋和生產(chǎn)用袋占最大份額（29%）；2017 年，北美可降解塑料總消費量中食品包裝，餐盒和餐具占最大份額（53%）。
表 4：2019 年全球可降解塑料消費結構 
表 5：2017 年西歐可降解塑料消費結構 
表 6：2017 年北美可降解塑料消費結構 
總結
可降解塑料是比塑料再生更有效的白色污染解決方案。
白色污染中 59%來自包裝和農(nóng)膜塑料制品，而這類用途的塑料一次性、 難回收的特點不適合塑料再生利用，唯有可降解塑料可以根本性解決白色污染問題。
對于可降解塑料的適用領域而言，性能不是瓶頸，成本是制約可降解塑料市場化替代傳統(tǒng)塑料的主要因素。
資料來源： 化工進展， Nova Institute， IHS Markit， 華安證券研究所
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資料來源： 化工進展， Nova Institute， IHS Markit， 華安證券研究所
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