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黃金賽馬塑料的“難以割舍” 細數它的十大“替代品”

雞毛幾乎全部由角蛋白組成,一種高韌性蛋白質可為塑料提供強度和耐久性。該蛋白在頭發和羊毛、蹄和角中發現,不用被馬蹄踢到,我們都可以感受到馬蹄的強壯。    

研究人員決定探索角蛋白的超強特性,通過丙烯酸甲酯處理雞毛,丙烯酸甲酯用于指甲油。最終,角蛋白基塑料被證明比其他如大豆或淀粉等農業資源制成的塑料強度更高,抗撕裂性更強。畢竟,便宜豐富的雞毛是可再生資源。盡管沒有正式被測試,雞毛塑料有望實現完全生物降解。

第五位:液體木材  

下一個有令人期待的新生物塑料或生物高聚物被稱為液體木頭。假裝成生物聚合物;這些材料看起來,感覺起來和性能就像塑料一樣,但與石油為原料的塑料不同,它們可生物降解。這個特殊的生物聚合物來自紙漿的木質素,一種可再生資源。

制造商把造紙廠的副產品-木質素與水混合,然后把混合物暴露在高熱和高壓的環境中,制造一種強度高且無毒的可塑性復合材料。德國研究人員已經把這種塑料的替代品用于各種物品包括玩具,甚至高爾夫球托和高保真揚聲器盒。因為它是用木頭做的,也可以作為木材回收。   

第四位:聚已內酯    

名單接下來的三個條目都是可生物降解的塑料,被稱為脂肪族聚酯。總而言之,它們與芳香族聚酯不同,芳香族聚酯如通常被制成水瓶的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。由于芳香族聚酯可完全抵抗微生物分解,大量的時間和精力被投入到可行的脂肪族聚酯替代方案。    

聚已內酯(PCL),一種合成脂肪族聚酯,雖不是由可再生資源制成,但六周后可完全降解。它非常容易加工,但尚未大量使用,因為生產成本問題。然而,把聚已內酯與玉米淀粉混合可降低成本。   

生物醫學設備和縫合線已經由慢降解聚合材料制成,并且組織工程研究人員也展開研究。它已有食品相關產品的應用,如托盤。

第三位:聚羥基脂肪酸酯  

“自然生成的聚酯”可能聽起來像營銷活動的空話,但把糖喂給某些類型的細菌,你會得到自己的塑料生產線。

聚羥基脂肪酸酯(PHA)就是這樣,其中兩個主要成員是polyhy droxy butrate(PHB)和polyhy droxy valerate(PHV)。這些生物可降解塑料與人造聚丙烯相似。盡管他們沒有石油基塑料靈活,你會在包裝、塑料薄膜和注射成型的瓶子中發現他們。  

因為生產成本的原因,PHA被放在便宜的石油基塑料陰影中,但采購廉價原材料的一點點創造性可能很快就會讓它成為首選。玉米浸泡酒、糖蜜、甚至活性污泥細菌都為糖生產塑料提供原料。  

通過堆肥使PHAs降解;PHB/PHV復合(重量比92%PHB/8%PHV)通過培養生物處理廠的主力-厭氧消化污泥,它們將在20天內幾乎完全分解,[來源:Nolan-ITUPtyLtd]。  

第二位:聚乳酸    

用玉米生產塑料看起來像一個白日夢,但這每天也都在發生著。聚乳酸,或稱PLA,是另一種脂肪族聚酯,由乳酸制成,在玉米濕磨過程中,乳酸通過淀粉發酵得到。雖然通常來自玉米,聚乳酸也可由小麥或甘蔗制成。

聚乳酸提升了剛度,使其可代替聚苯乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯,但是它有一個真正的優勢:在工業堆肥廠47天內分解,不會排放有毒氣體燃燒,與石油基塑料相比,制造它們少使用20-50%的化石燃料[來源:Nakazawa]。通常,公司把淀粉和聚乳酸混合,來降低成本并提高其生物降解能力。

消費者可能會在瓶子、袋子和薄膜中遇到聚乳酸,但這些只是其應用的開端。事實上,如果沃爾瑪每年使用1.14億聚乳酸容器,公司高管們估計他們每年可以節省800000桶石油[來源:Royte]。如果這還不夠,那么科學家們正試圖使聚乳酸強度更高,耐熱性更好。這將為流行綠色塑料開發新的應用,從汽車零部件到咖啡杯。   

第一位:淀粉基聚合物    

提高生物降解能力意味著這些塑料瓶不會在我們的環境中存在太久。作為完全可生物降解、低成本、可再生和天然的聚合物,淀粉可開發的持續性材料最近受到大量關注。當談到取代塑料,然而,淀粉不能符合要求,其較差的機械性能意味著淀粉產品的使用受到限制,不能提供塑料產品的性能。    

生物可降解塑料發展最熱門的趨勢之一是使聚合物復合材料生物降解能力提高。淀粉可能與此相關,盡管有不同程度的成功。    

為了制作完全可生物降解的淀粉基塑料,通常與淀粉混合的組分是脂肪族聚酯,如聚乳酸、聚已內酯和聚乙烯醇。添加到淀粉中也降低了塑料的制造成本。對降解有顯著的影響,淀粉需要占復合材料60%以上,隨著淀粉含量的增加,聚合物變得更具降解性[來源:Nolan-ITUPtyLtd]。記住,增加較多的淀粉也影響塑料的屬性。如果你把濕的葉子放在淀粉包,當你撿起淀粉包,就會弄得一團糟。   

因此,盡管沒有使塑料生產得更加環保的高招,改變舊思想和提升塑料技術的結合是朝著正確方向邁出的一步。    

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