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纸质水瓶成为最强悍塑料替代品

2018-05-17  neijia

1.回收利用废弃塑料时,分类十分困难,而且经济上不合算。

2.塑料容易燃烧,燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯,
这种物质少量会导致失明,吸入有呕吐等症状,PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体
除了燃烧,就是高温环境,会导致塑料分解出有毒成分,例如苯等。


3.塑料是由石油炼制的产品制成的,石油资源是有限的。

4.塑料埋在地底下几百年、几千年甚至几万年也不会腐烂。

5.塑料的耐热性能等较差,易于老化。
6.由于塑料的无法自然降解性,它已成为人类的第一号敌人,也已经导致许多动物死亡的悲剧。比如动物园的猴子,鹈鹕,海豚等动物,都会误吞游客随手丢的1号塑料瓶,最后由于不消化而痛苦地死去;望去美丽纯净的海面上,走近了看,其实飘满了各种各样的无法为海洋所容纳的塑料垃圾,在多只死去海鸟样本的肠子里,发现了各种各样的无法被消化的塑料.


每年超过930亿个塑料饮料瓶最终在美国垃圾场填埋。

塑料,它们是耐用的,柔性的,并长久存在的。它们也是无处不在的。

对于这些普遍存在的聚合物,它们有哪些不被人喜欢的地方呢?它们是由碳和其他材料组成,然后经加热、分解并成为可被塑造成几乎任何形状的塑料树脂。

    然而,碳通常来自石油,一种对环境有害的化石燃料产品。此外,许多类型的塑料无法生物降解。尽管一些塑料可以被回收,但大部分不可以(或者因为它们不能或者因为人们不能)。例如,每年在美国有超过70亿磅(32亿公斤)的废弃的聚氯乙烯,其中只有大约0.25%可被回收,聚氯乙烯是世界上最常见的塑料[来源:清洁空气委员会]。

   在我们的日常生活中,塑料令人如此难以割舍,很难想象没有它们的生活。然而,更多的环保替代材料纷纷出现。准备好看这十大环保替代材料了么?

第十位:玻璃

玻璃不是由化石燃料-而是由沙子制成的。

曾经,妈妈们和送奶工人用玻璃瓶装牛奶。现在在你的厨房随便看看,你可能会看到许多塑料-水瓶、苏打瓶、食品存储容器。时代已经改变。

有时,回到过去是件好事。与通常来源于化石燃料的塑料不同,玻璃由沙子构成。这种可再生资源不含会渗入食物或身体的化学物质。而且易于回收,不管你把瓶子扔进回收站再成为新瓶子,或者重新利用玻璃瓶来存储剩菜。当然,如果被扔,可能会破碎,但它不会在你的微波炉中融化。

第九位:可重复使用购物袋

可重复使用购物袋到处都是,可用任何您喜欢形式或标志装饰。放在一个方便的地方,这样你就不会忘带它们。

当塑料袋第一次出现的时候,我们面对一个选择:纸或塑料。如今找到提供塑料袋替代品的商店,就好像在素食主义者的冰箱找到一个汉堡一样。如果你不是个很注意塑料袋使用的人,你会发现自己走回家,每个东西用一个塑料袋。

事实上,在像美国这样的国家,购买东西后不立即放进塑料袋是很少的。难怪塑料袋似乎无处不在。在美国,每年约有10亿塑料袋,只有不到1%被回收[来源:清洁空气委员会]。300000吨(272155公吨)的美国垃圾没有城镇在城镇进行处理,许多最终排放在海洋中[来源:清洁空气委员会]。它们每年杀死数以百万计的海龟,鸟类和海洋哺乳动物[来源:加州环境]。但无论如何,你还必须拖那些杂货回家。那么你会怎么做?首先,请用可重复使用购物袋。

你可以在可重复使用购物袋上,印上你的名字或者你的银行/健身/冷冻酸奶店的图案。每个人把它们带出去,它们有帆布、编织塑料纤维、麻、棉、甚至皮革等材质。你也会发现尼龙材质的购物袋可被折叠装进你的口袋里中。事实上,任何类型都可以,无论它是否是用来携带杂货。

优点:避免塑料袋在你的橱柜里积累,不必担心扔掉后它们会去哪里。

第八位:塑料添加剂

有些人忙于开发塑料替代品,有些人则倾向于使传统的热塑性塑料生物降解。怎么做呢?被称为预降解浓缩液(PDCs)的添加剂。PDCs通常是金属化合物,如硬脂酸钴或硬脂酸锰。它们促进氧化过程,使塑料分解成脆性的低分子量的分解段。微生物吞噬分解段,将它们转化为二氧化碳、水和生物体,据报道这些产物不含有害残留物。

搜索在添加剂技术,你会遇到的商品名称TDPA(完全降解塑料添加剂的缩写)或色母粒丸(MBP)。他们用于生产一次性塑料薄购物袋、纸尿裤、垃圾袋、垃圾填埋场覆盖和食品容器(包括快餐容器)。

当3%的PDCs被添加到聚乙烯(标准塑料袋材料)中,促进几乎完全的降解;四周内,95%的塑料变成可被细菌处理的碎片[来源:Nolan-ITU Pty]。虽然不是严格意义上的生物降解(更像是“生物溶解”),包含PDS的聚合物比那些需要在垃圾填埋场填埋几百年的纯聚合物更加环保。

PDC存在问题?

生物可降解塑料外观和感觉与我们鼓励回收的塑料制品一样。那么,如果我们偶然回收了那些生物可降解的袋子,会发生什么呢?潜在的后果是灾难性的,被PDC添加剂污染的聚乙烯回收泵不太可能持续使用很长时间。事实上,南非的塑料回收强烈感受到,带有PDC添加剂的生物降解材料并不适应循环处理系统,因此他们想要在国家中禁止使用PDC添加生物降解材料。

第七位:牛奶蛋白质

忘记了由牛奶制成的塑料,上图是由服装设计师兼生物科学家用牛奶制成的衣服。所有的新生儿哺乳动物依靠它生存。没有它,就没有冰淇淋。不能否认牛奶的价值。

目前,科学家们称牛奶可以帮助制备生物可降解的家具坐垫、绝缘、包装和其他产品的塑料。是的,研究人员正在尝试利用牛奶中的主要蛋白质-酪蛋白,转换成生物可降解材料,使其与聚苯乙烯的刚度和压缩性相匹配。

自1880年代以来,基于酪蛋白的塑料已经存在,当法国化学家使酪蛋白与甲醛反应来生产可以代替象牙或龟甲的材料。虽然可作为玛丽皇后的理想首饰,但酪蛋白基的塑料太脆了,只适用于装饰。

科学家们已经找到一种方法使蛋白质不容易开裂,利用被称为钠蒙脱石的硅酸盐粘土。把钠蒙脱石冻结成被称为气凝胶的海绵状材料,把酪蛋白塑料注入粘土间的多孔网络。结果呢?聚苯乙烯类材料,当被放入垃圾场时,开始完全降解[来源:《经济学人》]。多亏了硅酸盐骨架,现代的牛奶基塑料不容易断裂,他们通过用甘油醛代替甲醛,降低毒性。

酪蛋白塑料的未来并不确定,但用它替换石油基聚苯乙烯,肯定会是我们喜欢牛奶的另一个原因。

第六位:鸡的羽毛

鸡羽毛电路板?看这个想法怎样使鸡笼飞起来。

什么可能比这项技术更有吸引力,将垃圾填埋场的废物转换成生物可降解塑料呢?处理鸡羽毛是个问题,每年在美国超过30亿磅(14亿公斤)必须被处理[来源:科学日报]。因为创新,也许它们很快就成为新的防水热塑性塑料的来源。

鸡毛几乎全部由角蛋白组成,一种高韧性蛋白质可为塑料提供强度和耐久性。该蛋白在头发和羊毛、蹄和角中发现,不用被马蹄踢到,我们都可以感受到马蹄的强壮。

研究人员决定探索角蛋白的超强特性,通过丙烯酸甲酯处理鸡毛,丙烯酸甲酯用于指甲油。最终,角蛋白基塑料被证明比其他如大豆或淀粉等农业资源制成的塑料强度更高,抗撕裂性更强。毕竟,便宜丰富的鸡毛是可再生资源。尽管没有正式被测试,鸡毛塑料有望实现完全生物降解。

第五位:液体木材

液体木材是造纸厂的副产品,如上图所示。

下一个有令人期待的新生物塑料或生物高聚物被称为液体木头。假装成生物聚合物;这些材料看起来,感觉起来和性能就像塑料一样,但与石油为原料的塑料不同,它们可生物降解。这个特殊的生物聚合物来自纸浆的木质素,一种可再生资源。

制造商把造纸厂的副产品-木质素与水混合,然后把混合物暴露在高热和高压的环境中,制造一种强度高且无毒的可塑性复合材料。德国研究人员已经把这种塑料的替代品用于各种物品包括玩具,甚至高尔夫球托和高保真扬声器盒。因为它是用木头做的,也可以作为木材回收。

第四位:聚已内酯

某天这些线可由被称为聚已内酯的低降解塑料制成。

名单接下来的三个条目都是可生物降解的塑料,被称为脂肪族聚酯。总而言之,它们与芳香族聚酯不同,芳香族聚酯如通常被制成水瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。由于芳香族聚酯可完全抵抗微生物分解,大量的时间和精力被投入到可行的脂肪族聚酯替代方案。

聚已内酯(PCL),一种合成脂肪族聚酯,虽不是由可再生资源制成,但六周后可完全降解。它非常容易加工,但尚未大量使用,因为生产成本问题。然而,把聚已内酯与玉米淀粉混合可降低成本。

生物医学设备和缝合线已经由慢降解聚合材料制成,并且组织工程研究人员也展开研究。它已有食品相关产品的应用,如托盘。

第三位:聚羟基脂肪酸酯

糖蜜:生产塑料的甜蜜来源

“自然生成的聚酯”可能听起来像营销活动的空话,但把糖喂给某些类型的细菌,你会得到自己的塑料生产线。

聚羟基脂肪酸酯(PHA)就是这样,其中两个主要成员是polyhydroxybutrate(PHB)和polyhydroxyvalerate(PHV)。这些生物可降解塑料与人造聚丙烯相似。尽管他们没有石油基塑料灵活,你会在包装、塑料薄膜和注射成型的瓶子中发现他们。

因为生产成本的原因,PHA被放在便宜的石油基塑料阴影中,但采购廉价原材料的一点点创造性可能很快就会让它成为首选。玉米浸泡酒、糖蜜、甚至活性污泥细菌都为糖生产塑料提供原料。

通过堆肥使PHAs降解;PHB/PHV复合(重量比92%PHB/8%PHV)通过培养生物处理厂的主力-厌氧消化污泥,它们将在20天内几乎完全分解,[来源:Nolan-ITU Pty Ltd]。

第二位:聚乳酸

她正炫耀着由玉米制成的塑料容器。

用玉米生产塑料看起来像一个白日梦,但这每天也都在发生着。聚乳酸,或称PLA,是另一种脂肪族聚酯,由乳酸制成,在玉米湿磨过程中,乳酸通过淀粉发酵得到。虽然通常来自玉米,聚乳酸也可由小麦或甘蔗制成。

聚乳酸提升了刚度,使其可代替聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯,但是它有一个真正的优势:在工业堆肥厂47天内分解,不会排放有毒气体燃烧,与石油基塑料相比,制造它们少使用20-50%的化石燃料[来源:Nakazawa]。通常,公司把淀粉和聚乳酸混合,来降低成本并提高其生物降解能力。

消费者可能会在瓶子、袋子和薄膜中遇到聚乳酸,但这些只是其应用的开端。事实上,如果沃尔玛每年使用1.14亿聚乳酸容器,公司高管们估计他们每年可以节省800000桶石油[来源:Royte]。如果这还不够,那么科学家们正试图使聚乳酸强度更高,耐热性更好。这将为流行绿色塑料开发新的应用,从汽车零部件到咖啡杯。

第一位:淀粉基聚合物

提高生物降解能力意味着这些塑料瓶不会在我们的环境中存在太久。

作为完全可生物降解、低成本、可再生和天然的聚合物,淀粉可开发的持续性材料最近受到大量关注。当谈到取代塑料,然而,淀粉不能符合要求,其较差的机械性能意味着淀粉产品的使用受到限制,不能提供塑料产品的性能。

生物可降解塑料发展最热门的趋势之一是使聚合物复合材料生物降解能力提高。淀粉可能与此相关,尽管有不同程度的成功。

为了制作完全可生物降解的淀粉基塑料,通常与淀粉混合的组分是脂肪族聚酯,如聚乳酸、聚已内酯和聚乙烯醇。添加到淀粉中也降低了塑料的制造成本。对降解有显著的影响,淀粉需要占复合材料60%以上,随着淀粉含量的增加,聚合物变得更具降解性[来源:Nolan-ITU Pty Ltd]。记住,增加较多的淀粉也影响塑料的属性。如果你把湿的叶子放在淀粉包,当你捡起淀粉包,就会弄得一团糟。

因此,尽管没有使塑料生产得更加环保的高招,改变旧思想和提升塑料技术的结合是朝着正确方向迈出的一步。

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塑料污染问题已经成了人类的心腹大患。因为塑料便宜方便,所以广受人们的青睐,想要制止使用恐怕很难。所以科学家们都在寻找能代替塑料的材料,这种材料既能达到实用功能,又能快速降解,避免污染环境。

最近,一位英国爱丁堡科学家发明了用纸做的特殊水瓶,特殊在它在海水泡上三周就可降解。

     水瓶的材质特殊,主要是用纸,还结合使用了一种植物。降解的原理在于,纸瓶会被海洋中的微生物吃掉。

发明者是年仅27岁的詹姆斯·朗克罗夫特,他说道,这种纸瓶在生产时不会用到化石染料。海洋生物会把瓶子当作食物吃掉,而且这种瓶子还能中和垃圾填埋场中的酸性土壤。

预计到2050年,全球塑料产量会超过5亿吨。所以朗克罗夫特计划在两年内创建非营利性的水瓶生产公司。

该公司获得的收益会被他以慈善形式捐助非洲国家,让这里的人民引用上干净的水。

    值得一提的是,这个纸质水瓶里面没有丝毫塑料成分,朗克罗夫特做了很多次实验才挑选出令他满意的材料制作水瓶。纸质水平添加了防水内衬。内衬将瓶子密封起来,保持瓶子里的水不会变质,功能跟塑料一样。当把瓶子放进海里之后,它会由外向内分解。

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