牛奶、土豆、甚至连二氧化碳都能做塑料了?塑料替代商机日益突出

材料内参 2022-01-20

牛奶牛奶美容

2716 字丨阅读本文需 7 分钟

现代生活中有什么是我们离不开的呢?手机?WIFI?还有一样你可能不会立即想到、但是堪称全能的产品也是与我们分不开的——塑料。常见的包括:商场购物袋、食品塑料袋、饮料瓶、一次性餐具、插座等等,容易被忽略的包括:衣服中的人造纤维、电线外层包裹着的绝缘层、吸尘器、空调、微波炉、汽车内饰、包括手机上的贴膜、手机里面的电子元件等都大量用到了塑料......事实上,可以说地球上绝大部分人都是被塑料包围的人!

可降解塑料行业领域仍处在导入期

在人类世界中,塑料是无处不在的,“塑料”二字总和白色污染联系在一起,然而在专家看来,塑料本身并非污染物,其危害在于以不可降解的方式持续存在环境之中。联合国环境规划署2018年的一份报告称,全世界总计生产的90亿吨塑料制品中,被循环利用的只有9%,另外约12%被焚烧,其余79%最终堆积在垃圾填埋场或进入自然环境中。国家发改委宏观经济研究院体改所副研究员、副处长张德元指出,塑料污染的本质是不可降解的塑料垃圾泄漏到土壤、水体等自然环境中带来视觉污染、土壤破坏、微塑料等环境危害。他指出,塑料污染治理的核心是筑牢塑料向环境泄漏的坚固“堤坝”。

2020年1月,国家发改委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》、“限塑令”进一步升级为“禁塑令”,意味着国家对于塑料污染的可降解工作更为重视。

据国家统计局和前瞻产业研究院发布的报告显示,2019年我们国家塑料制品生产量高达8184万吨左右,约占全世界塑料制品需求量的1/4。与此同时,2019年我国生物降解塑料消费量仅为52万吨,参照欧洲生物塑料行业协会的数据信息,我国生物可降解塑料消费量全世界占比例仅为4.6%,明显低于世界平均水平。由此可见当下我国的可降解塑料行业仍处在导入期。

从我国可降解塑料产业的发展来看,历时多年已经经历了多次技术革新。现如今,我国的可降解塑料产业从此前的光降解塑料、淀粉添加型降解塑料发展成当下的可以全面降解的生物可降解塑料。中南财经政法大学教授叶青表示:“可降解塑料产业是一门新兴产业,可以极大地降低环保成本,也有利于提高人们的生活水平。上市公司应该紧抓机遇,早日对市场进行布局,尽快形成替代产业,增加公司的盈利水平。”

那么,到底有哪些东西可以用来做塑料呢?一起来盘点一下。

1、糖制成的可回收塑料面世

据物理学家组织网17日报道,来自英国伯明翰大学和美国杜克大学的研究人员利用糖基原料而非石化衍生物,研制出了两种新的聚合物,它们拥有普通塑料的所有特质,但可降解和物理回收。其中一种聚合物像橡胶一样可拉伸;另一种则像大多数塑料一样坚固且有韧性。

在最新研究中,科学家们使用异碘化物和异甘露醇作为基础原料,制造出了上述新聚合物。异碘化物和异甘露醇这两种化合物都由糖醇制成,具有一个坚硬的原子环。研究人员发现,新研制出的异碘化物基聚合物的硬度和延展性与普通塑料相似,强度与尼龙-6等高性能工程塑料相似。值得注意的是,这些新聚合物材料在粉碎和热处理后仍拥有优异的机械性能,而粉碎和热处理是物理回收塑料的常用方法。

2、牛奶能做塑料!科学家:能生物降解

为了生态环境,世界各国也在想方设法地减少塑料制品的使用,比如我国超市购物开始使用降解塑料袋,但需要购物者支付比较高的金额,以前塑料袋只需要几毛,但现在的降解塑料袋需要几元。但在美国,科学家正在教美国孩子,用牛奶做塑料。

2021年7月,美国科学家Diana Whitcroft使用牛奶和醋制造可生物降解的塑料,被称酪蛋白塑料,这种塑料将可做成一次性物品,比如塑料袋、装饰品、纪念品、装饰品,甚至是电视,任何物品都可以,Diana现场就用牛奶塑料制作了一枚戒指。

如何做呢?方法也是非常的简单,先加热牛奶,但不需要将水煮沸,然后准备好醋,并将将牛奶倒入到醋杯中,3至5分钟后,醋杯中的物质开始凝结,然后将凝结的固体与液体分离,然后添加颜色后揉约一分钟,接着继续揉捏,挤出多余的水份。

这个时间,“面团”已经足够干了,我们就可以随心所欲地塑造它,比如制造一个戒指,耳环,玩具等等,用牛奶制作的塑料大家可以放心使用,不会给环境带来污染,能很快降解。

为什么牛奶能做成塑料呢?这是因为牛奶含有一种叫做酪蛋白的蛋白质分子,当牛奶加热并加入酸性的醋时,酪蛋白分子会展开并重组为称为聚合物的单体链,这种聚合物会在 24小时内硬化,从而形成牛奶塑料。

尽管牛奶塑料不如大多数工业塑料耐用,但是酪蛋白可以生物降解,杜绝塑料污染,所以,在环保意识的提倡之下,牛奶塑料在不久的未来可能用得更多,将代替一部分化工塑料制品,比如纽扣、带扣、珠宝、钢笔、美容配饰等。

3、把二氧化碳变为塑料瓶,真的假的?

用什么来代替PET?PEF就是最好的选择,可以说PEF非常类似于PET,但不同的是,PEF是由100%可再生的废弃物原材料构成的,最为重要的是,它是一种完全生物可降解塑料,最后的分解物为水和二氧化碳。

也许你会心存疑问,以价格低廉而雄霸世界的塑料真的能被替代吗?毫无疑问,这将会成为一种趋势,我们所熟悉的某品牌可乐和啤酒都已经开始尝试使用这种PEF瓶来替代原有的包装。当然,他们这样做并不完全是出于对环保的考量,很重要的一点是PEF低廉的生产成本,因为一项将二氧化碳变为塑料瓶的产业正在悄然崛起,而这项兼具环保与商业双重价值的产业链的建立可以一直追溯到30年以前。

泰米的眼光是独到的,起初Liquid Light只能将二氧化碳还原为甲醇和甲酸这样的单碳化合物,但随着研究的深入,他们又可以将二氧化碳转化成碳-碳键的多碳化合物了,至此,商业价值已经非常明显了。

慢慢地,Liquid Light所能够生产的化学品已经达到了60余种,其中包括异丙醇、丙烯、乙烯以及丁醇等等,最为重要的是Liquid Light所生产的这些化学物质,比从传统的石油和天然气等化石燃料中提炼所付出的成本要低得多。到了2015年,Liquid Light的绿色化工市场又有了新的进步,它与某知名品牌可乐联手开发基于二氧化碳的生物质乙二醇项目。

为什么要用二氧化碳合成乙二醇呢?这就要回到我们前面所说的PEF替代PET的问题上来了。

PEF是一种完全生物可降解塑料,要生产PEF就需要使用大量的乙二醇,有了二氧化碳合成乙二醇的技术,那么整个绿色产业链就完整了。整条产业链所使用的主要原材料就是太阳能以及二氧化碳,而最终合成的则是PEF塑料瓶,因为成本低廉,所以使其具备了与传统PET塑料瓶相抗衡的能力,以往要生产一吨乙二醇,最先进的工艺也需要将近700美元,很多情况下甚至会超过千元,而通过Liquid Light的二氧化碳还原技术,生产一吨乙二醇只需要125美元。这就是环保产业该有的样子,借助科学的力量让废弃物赚钱,而不是为了消灭废弃物而花钱,单方面的花钱往往很难长久。

4、土豆也能做塑料

塑料制品千差万别,又该如何区分他们的类别呢?面对博士郑毅提出的疑问:“带有几号标志的塑料制品能够放入微波炉中加热?”,萌娃们脑洞大开,基本都选对了正确答案:只有带有5号标志的塑料能够放入微波炉中加热。季君晖也说明了1至7号不同塑料的成分和用途,让塑料更加完整的展现在萌娃们面前。

人们对塑料的需求量超乎想象,人均每年竟要消耗100斤塑料制品,这使得萌娃对塑料来源产生了好奇。季君晖说很多人知道塑料来源于石油,但很少有人知道粮食也能做塑料。随后的环节中博士包坤带着萌娃用土豆淀粉做起塑料。先将加有土豆淀粉的水加热、然后依次加入醋、甘油,再做出形状,待冷却后,土豆淀粉塑料便大功告成了。

本文来源:科技日报,趣味探索,科学信仰,中国新闻汇,中国发展网

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