全球首创PHAs生物基涂层,性能不输石油基,可堆肥包装已成主流了吗?

高分子的艺术 2023-11-30
2066 字丨阅读本文需 5 分钟

11月27日,CJ CheilJedang宣布成功开发出可堆肥涂层技术,其耐用性和耐热性可与聚丙烯和聚乙烯等传统材料相媲美。这种创新的涂层方法适用于一系列食品包装应用,特别是那些需要暴露在热水或微波烹饪的包装。

CJ CheilJedang是韩国庞大的CJ集团的一个重要子公司,通过引入世界上首创的可生物降解纸张涂层技术,实现了突破性的里程碑。这种创新工艺利用了来自食物垃圾的可降解塑料材料,具体称为“聚羟基链烷酸酯”(PHAs)。这一开创性技术的应用扩展到纸包装,包括纸杯,杯面,大米容器等项目。这种生物可降解涂层技术的第一个实际应用是Hetbahn Cupbahn的纸质容器,这是一种专为微波使用而定制的方便米饭,目标是在2024年上半年推出。

PHA是由细菌在糖或脂类发酵过程中自然产生的,包括脂肪、油和蜡。自然界中PHA的主要目的是储存碳和能量。这些多用途的化合物可以与其他单体结合,生成不同类型的生物塑料,旨在随着时间的推移而分解。值得注意的是,PHA表现出完全的生物可降解性,即使在具有挑战性的环境中,如海水。

可堆肥包装是已经成为主流了吗?

在回答这个问题之前,我们先需要知道什么是可堆肥包装,它和传统包装有些什么不一样,然后再结合一些数据,看看这种包装的市场和需求是否一直在增长,然后我们才能回到这个话题里来。

可堆肥包装里当然包含了塑料薄膜和塑料袋子,但绝不是只有塑料,纸板,木板,金属,这些材料也常见于包装行业里,当然,纸板、木板、金属这些包装材料都很容易回收循环使用,它们可以说是天然的可降解材料,因此我们在这里只讨论塑料类的包装问题。

塑料类包装在包装行业内一般被称为柔性包装,它的优势包括体积小、重量轻的结构,以及可由多层材料制成的能力,这些优势可以增强诸如保质期、耐用性、可印刷性、阻隔性、密封性和强度等特性。它的柔性是许多行业的关键性能因素。柔性包装通常用于在存储,运输期间包装产品,并在保质期内保护产品(包括食品)。

大多数废物处理中心不接受柔性塑料包装进行回收,因为其材料结构复杂,被食品污染和重量轻,无法成功回收。在极少数可回收的柔性包装类型中,实际上很少(约4%)被回收。

因此,柔性包装造成了包装行业内大部分的污染,而各国政府也正在不断提出要求,要求包装行业的企业对这些污染进行负责,能否解决柔性包装的污染问题,成了各个包装制造企业的一个重要问题。

为了解决这个问题,业界为软性包装投入了大笔的资金和漫长的研发时间去进行开发,最终成果就是可降解塑料,而其中最高端的就是可堆肥柔性包装。

可堆肥柔性包装,或者又可以称呼它为可堆肥塑料,是指可以通过微生物降解,符合ASTM 6400(可堆肥塑料规范),ASTM D6868(用于纸张或其他可堆肥介质表面涂层的生物降解塑料规范)或EN 13432(可堆肥包装)标准中规定的材料,这些材料在工业化堆肥环境中应在180天以内生物降解。工业化堆肥环境指规定温度约为60℃,并必须存在微生物。按照该定义,可堆肥塑料在残留物中不会留下存在时间长于约12周的碎片,不含重金属或有毒物质,并可维系植物的生命。

为了保证这些材料是合格的可堆肥材料,美国政府联合工业、学术界、组织了生物可降解产品协会(BPI),它旨在促进可生物降解聚合物材料的使用和回收。BPI对任何在被认可的堆肥设施中完全可生物降解的材料和产品开放认证。而它对产品进行的认证由知名实验室独立进行,确保其符合ASTM D6400或ASTM D6868的要求。

BPI有经过认证的可堆肥产品的数据库,因此任何人都可以很容易地查到被宣传为可堆肥产品的真实性。为了使可堆肥产品易于识别,BPI还创建了可堆肥标签。该标签的设计可识别性强,可以放置在产品、包装材料以及销售资料上。

相对于消费端来说,这样严格的定义是有助于包装行业的,它能扭转公众对于包装行业过往的印象,在消费者场景来说,例如用于新鲜农产品、谷物、咖啡豆、热小吃的包装袋,甚至是用于日常存储的拉链袋。如果看到BPI可堆肥标签,就可以放心,因为此包装已通过BPI认证,可100%堆肥。如果包装被BPI证明是“可堆肥的”,则可以确保在堆肥条件下最多在180天内崩解。通过为不可回收的传统包装材料提供经过认证的可堆肥替代品,一种新的塑料包装物循环解决方案被提出来,这种解决方案可以彻底改变软包装行业,这对于塑料循环经济过渡到更可持续的未来至关重要。

根据Grandview Research的数据显示,目前包装业为全球生物降解塑料最大的应用领域,占比达到了58%;其次是农业,占比达到了13%;再者是消费品领域,占比达到了11%。

此外,Market Statsville Group发布了一份《生物塑料、可堆肥塑料包装市场规模报告》,预计将在2022年至2030年期间,生物塑料、生物降解塑料与可堆肥塑料市场将从2021年的32亿美元增长到2030年的160亿美元,从2022年到2030年的复合年增长率为19.5%。

随着各国对传统一次性塑料制品的打击力度增加,生物基塑料、生物降解塑料和可堆肥塑料的市场规模进一步扩大,随着俄乌冲突的持续,预计石油、天然气等大宗能源的价格将被进一步推高,这对生物基塑料是一个重大利好。此外,随着今年全球极端气候频发,各国对环境保护的重视必将更上一层楼,这对具有环境友好性的生物基及生物降解塑料都是利好消息。

因此,我们目前无法肯定可堆肥包装已经是主流了,但是随着时代的发展和进步,可堆肥包装必然会是主流。

进军生物降解技术是CJ Cheiljedang对白色生物技术更广泛承诺的一部分,这是一个利用活细胞合成易降解产品的领域。2021年4月,这家食品制造巨头与SKC建立了合作伙伴关系,后者是一家专注于聚酯薄膜和化学材料的知名制造商。他们一起开始生产一种灵活耐用的可生物降解塑料材料,标志着可持续材料创新的重要一步。

文章来源: TK生物基材料,nickarin

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