国家标准计划《全生物降解聚乙醇酸(PGA)》由 TC380(全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国神华煤制油化工有限公司 、北京工商大学 、清华大学 、四川大学等 。
| 83 橡胶和塑料工业 |
| 83.080 塑料 |
| 83.080.01 塑料综合 |
20世纪50年代以来,全球共生产约83亿吨塑料,其中63亿吨已成为塑料垃圾。
目前每年仍有超过1亿吨白色垃圾产生。
由于树脂具有极强稳定性,在自然环境状态下需几百年才能降解,且降解过程不仅占用大量土地资源,也会对水体、空气造成污染,白色垃圾污染问题已经引起各国的高度重视。
2019年9月,习近平总书记在中央第十次深改会上明确提出“要积极应对塑料污染,积极推广可降解替代产品”。
十九届五中全会再次强调“加强白色污染治理”。
国家发改委、生态环境部等多部委关于塑料污染治理工作连续出台系列政策文件,对一次性不可降解塑料的禁止或限制提出了明确的时间表。
全国各地正着力推进“限塑新政”的落地实施,将可降解塑料制品列为可推广应用的替代产品。
随着近年随着外卖和物流快递行业的迅速发展,带来一次性餐具和包装袋使用量急速增加,PLA、PBAT等可降解塑料在一次性塑料制品领域均已有广泛的应用。
目前,生物可降解塑料具有生产流程长、规模小、成本较高等特点,难以满足社会“禁塑”需求。
在“禁塑限塑”政策引导和企业创新驱动下,我国生物可降解材料正处于从示范推广逐渐向大规模工业化过渡阶段。
聚乙醇酸,简称PGA,是一种高性能全降解高分子材料,最终降解产物为水和二氧化碳,对生物和自然环境无害。
除了满足工业堆肥的降解要求,也能满足家庭堆肥的降解要求,其在自然环境中也能实现快速降解,更是为数不多的海水可降解材料,其在一次性环保用品市场的应用具有其他生物降解塑料不具备的独特优势。
PGA还是理想的生物降解诱发剂,通常将PGA与其他材料配合使用,以获得优异的综合性能。
PGA具有较高的结晶度(45%~55%),高分子量的PGA力学性能接近ABS等工程塑料,优于PLA、PBS等可降解塑料。
可配合多种其它高分子材料用于挤出和注射成型,可同其它树脂共混制备聚合物合金材料,优良的机械性能有助于减量化。
PGA材料具有很好的汽/氧阻隔性能,其对水汽的阻隔性能较PLA高100倍,与PE类似,可以弥补PLA及PBAT等传统降解材料的性能缺陷,进而彻底解决可降解农膜功能性差的问题,这种农膜不但能起到很好的保温保湿效果,且使用后可在土壤中实现快速降解,不造成土壤污染,极大的解决了农业生产过程中的环保问题。
PGA具有良好的生物相容性,PLA、PGA、PGLA等产品已成功应用在药品缓释控制材料、骨科用固定材料、手术缝合线、眼科材料等方面已得到实际应用,用来替代传统的金属或高分子材料,由于降解产物生物吸收性好,不会使生物产生不良反应及炎症,具有极高的市场价值。
近年来,油气开采公司将PGA的高机械性能用于页岩气井水力压裂技术中,取得了良好效果,打开了高分子量PGA产品的市场。
总而言之,PGA的下游产品非常具有开发前景,已成为新材料领域的开发重点。
煤化工合成气富含氧原子,适合生产由含氧化合物组成的生物可降解塑料。
目前,国家能源集团榆林能源化工有限公司建设的首套5万吨/年工业示范装置投产在即,经测算,该装置吨产品投资与煤制烯烃相当,原料煤消耗仅为煤制烯烃的1/2、工艺二氧化碳排放不到煤制烯烃的1/3,产品成本与石化路线制生物可降解塑料成本相比,具有成本竞争优势。
从我国的资源禀赋出发,依托现代煤化工成熟的产业体系,加快发展煤基生物可降解塑料产业,可为“禁塑”政策稳步落地提供产能产品支撑。
目前,包括煤基可降解塑料在内的,可降解塑料产品及制品的标准尚不完备。
因此,在PGA工艺技术开发和工业化生产技术研究的基础上,参照现有的国家标准、行业发展趋势等,制定PGA树脂产品标准显得十分重要和迫切。
2021年人大代表提案“关于推动煤基生物可降解塑料产业发展的建议”(十三届全国人大第四次会议第6537号提案)里也明确建议要制修订煤基生物降解聚乙醇酸国家标准。
尽快建立包括煤基可降解塑料在内的,可降解塑料产品及制品的标准体系,有效规范可降解塑料的生产、加工、销售各个环节,保障塑料产业绿色健康发展,为打赢“白色污染”治理攻坚战创造有力条件,也为早日实现“碳达峰碳中和”贡献力量。
通过上下游企业和科研单位共同推进PGA产品标准的制定,不仅有助于煤基生物可降解塑料产业和市场的有序开发;同时有利于规范PGA可降解塑料的生产、加工、销售各个环节,保障塑料产业绿色健康发展,为打赢“白色污染”治理攻坚战创造有力条件。
因此,在PGA工艺技术开发和工业化生产技术研究的基础上,参照现有的国家标准、行业发展趋势等,制定PGA树脂产品标准显得十分重要和迫切。
依据PGA产品牌号开发成果,联合下游加工企业共同推进PGA可降解材料制品的产品标准制定。
逐步建立PGA产品的质量体系,引导同行业的发展方向,推动功能性降解新材料产业健康快速发展。
本文件规定了聚乙醇酸(PGA)树脂的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。 本文件适用于以聚乙醇酸(酯)或乙交酯为原料,经聚合得到的聚乙醇酸树脂。