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im体育网页版:湖南省(暨长沙市)可降解塑料产业创新联盟副理事长单位:升阳新材料有限公司致力于高性能可生物降解的塑料着色母粒材料的研发与应用

发布时间:2022-04-19 00:50:14 来源:im体育网站 作者:im体育下载

  随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过117×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害1~3。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注”。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。

  一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400 年。为了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体,而对于回收利用,往往难以收集或即使强制收集进行回收利用,经济效益不甚理想。

  由于塑料质轻,强度高,耐化学腐蚀性好,综合性能高,而得到了广泛的利用。而正是这些优良的性质同时给垃圾的处理造成很大的问题,一般来说将塑料埋藏在地下经过20年其变化是很小的。这样就给环境保护带来了一个难题。为了解决这个难题,深入研究塑料的降解机理以及利用塑料的降解机理来开发各种可降解塑料,具有重大意义。在大多数情况下,聚合物的降解主要是高分子中主化学键断裂反应所引起的。在不同的环境条件下聚合物降解的方式和程度都不同。

  在此背景下,湖南省可降解塑料产业创新联盟副理事长单位湖南省升阳新材料有限公司所研发的具有自主知识产权的高性能可生物降解的塑料着色母粒,积极响应“省委、省政府的决策部署和《省委关于深入学习贯彻习总书记考察湖南重要讲话精神奋力谱写新时代坚持和发展中国特色社会主义湖南新篇章的决定》要求”,有利于形成市场规模和良好经济社会效益的产业集群,推动产业结构转型升级;坚持自主创新与技术引进、利用全球创新资源有机结合;推进了产学研联合攻关,构建“政府-企业-高效-科研院所-金融机构”相结合的产业技术研发模式,推动了一批关键共性技术开发,大力推进了科技成果产业化,同时可推进相关行业技术规范、标准的制定,有助于本行业朝健康、创新的方向发展,缩短国内高性能色母产品制造水平与国外先进技术差距。

  湖南省升阳新材料有限是一家专业生产色母粒和功能母粒的高新技术全色系塑染企业。公司成立于2009年,注册资本2180万元,已累计完成固定资产投资3000万元。现有标准化色母粒生产线吨,新一轮启动的升阳新材生物降解改性料和产业增效提级等项目建设投产后年产能将再增加8000吨。

  升阳新材是湖南省塑料行业协会,湖南省可降解塑料产业创新联盟副理事长单位。与长沙理工大学建立了长期合作关系,是长沙理工大学优秀实践教育基地。与四川大学、华南理工大学、中山大学等高分子院所横向建立了互访合作机制,主要针对卫生材料,可生物降解材料和功能性新材料改性做前瞻性探究,对塑染产业中存在的共性、关键性问题开展研究攻关。

  升阳新材以践行“爱护环境,塑造价值”为己任。先后通过ISO14001环境管理体系、ISO9001产品质量管理体系认证。企业先后被评为“安全生产标准化三级企业(轻工)”,“2019年中国色母企业10强”等荣誉并荣膺国家“高新技术企业”等称号。

  1、聚乳酸、聚乙二酸对苯二甲酸丁酯和聚甲基乙撑碳酸酯可完全生物降解,同时生物基填料的降解时间较短,可以瓦解聚合物的交联结构,聚乙二酸对苯二甲酸丁酯提高色母粒的韧性和硬度,聚甲基乙撑碳酸酯对水和氧气具有隔绝作用,可以提高色母粒制品的防水性能,由于聚乳酸、聚乙二酸对苯二甲酸丁酯和聚甲基乙撑碳酸酯三者的相容性存在界面张力大的问题,利用聚乙二醇提高三者的相容性,增大界面结合力,整体提高色母粒制品的综合力学性能。

  2、聚乙二醇具有亲水和亲油的性能,可用于修饰聚乙二酸对苯二甲酸丁酯和聚甲基乙撑碳酸酯,引入吸水性基团,提高生物相容性,有活性的酶可以渗透到聚合物大分子的活性位置,发生水解,使分子骨架断裂、分解成小分子产物,提高聚乙二酸对苯二甲酸丁酯和聚甲基乙撑碳酸酯的降解效率。

  3、利用十二烷酸酰氯对淀粉进行改性,引入脂肪酸酯基团,使淀粉由亲水疏油性改为疏水亲油的性能,加强淀粉与聚合物的界面结合能力,淀粉的降解时间较短,可以瓦解聚合物的交联结构,使色母粒制品在土中填埋后可以快速降解。

  以色母粒为代表的高分子复合着色材料属于国家鼓励发展的高新技术产业,是我国战略新兴产业发展的重点领域之一,已被国家和地方政府列为重点扶持发展的高科技产业,获得了国家有关部门的大力支持。作为一种新型高分子材料专用着色剂,由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素所组成,把超常量的颜料或染料均匀地载附于载体之中而得到的复合物,相当于一种颜料浓缩物,着色力高于颜料本身,具有着色效果优越、便于自动计量和运输、节约能源、无粉尘、无污染等优点,主要运用在家电、汽车、建材、包装、农业、电子信息、能源、航天航空、海洋等多个行业领域。

  在品种开发方面,我国色母粒生产厂家已经开发出了纤维用色母粒、薄膜用色母粒、电线电缆用色母粒、聚烯烃色母粒、PVC色母粒、注塑制品用色母粒。未来色母粒将朝着多功能化、高颜色含量和高技术含量方向发展。然而近年来,中国色母粒高端产品生产数量还是没有明显提升,世界各地下游客户采用的依然是国际巨头研发生产的高端产品,在国外色母粒市场主要集中在西欧、北美和日本,生产色母粒的企业多是跨国公司或世界500强企业,如美国Hanna、PoIyone、瑞土Ciba-Geigy等公司。2018-2020年期间中国国内地区还是少数领先企业已经在产品研发、工艺、装备水平、管理水平、产品质量等方面具备了与国际企业抗衡的能力,在高端产品市场上逐步站稳脚跟,获得了高端客户的认同,高端产品市场份额逐年扩大,与国际企业差距正在逐步缩小,因此本项目高性能可生物降解的塑料着色母粒有较好的应用前景。争取让更多的色母粒生产企业向高端产品靠拢才是上策。

  目前,我国色母粒年产量达到100万吨以上,应用领域广泛。据色母粒专委会秘书长乔辉介绍,塑料纤维制品在日程生活里与人们亲密接触,在全社会对环保、健康越来越注重的情况下,色母粒产品需要升级,低端产品要在技术创新的作用下走向高端。

  经过多年的发展,我国已经成为亚洲地区色母粒市场最大的生产国和消耗国,拥有国有、民营、外资、合资等多种形式的色母粒生产企业上千家,且呈现较强的区域性特征,企业主要分布在珠三角、长三角和环渤海三大区域,这三个区域也是我国家电、汽车、包装等产品加工工业最发达的地区。这些色母粒企业规模各异,其中大多数为中小型企业,构建了中国色母粒市场的格局。

  随着社会的不断发展,环境污染和资源短缺将是我们无法避免的问题,将对人类的生存和发展构成严重的威胁。可降解塑料塑料的研究和使用可以避免对环境的破坏,解决能源危机,是一条可持续发展的绿色之路,将是我们未来发展的方向。

  可降解塑料作为一种智力塑料废弃物的全新技术途径,经过多年研究发展,目前已取得令人满意的进展,随着技术的进步、可降解性能的不断提高、成本的降低及公众环保意识的增强,可降解塑料的应用越来越广泛,湖南省升阳新材料有限公司将在对可持续发展经济具有重要意义的生物降解塑料这条道路上砥砺前行,共创绿色未来!

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