納米碳酸鈣在降解塑料中的應用
塑料是二十世紀的重大發(fā)明,,也是最常見的化工產(chǎn)品之一,,生活中的方方面面都能見到塑料的影子:快遞包裝,、外賣盒,、超市購物袋,、塑料瓶等等,。塑料可以替代金屬,、木材或玻璃等物料,,使用便捷,、便于儲存和運輸,推動了快遞,、外賣等行業(yè)的迅猛發(fā)展,。但是塑料袋降解困難,會對環(huán)境造成很大的破壞,,以塑料袋為代表的白色垃圾成為了世界公認的白色垃圾,。
生物降解材料時代已來臨
國家發(fā)改委2020年發(fā)布《固體廢物污染防治法》等一系列法令,2021年生物降解材料橫空入市,。當我們走進超市,,看著印著“全生物降解”的購物袋時,生物降解材料時代已經(jīng)來臨,。
2019年全球生物降解塑料產(chǎn)能合計約為107.7萬噸,,淀粉基塑料占比高達38%,當前使用量最大,,其次分別是PBAT(25%)和PLA(24%),。據(jù)預測,到2025年,,快遞包裝,、一次性塑料餐具、塑料購物袋和農(nóng)用地膜四個領(lǐng)域?qū)山到馑芰系男枨罂臻g分別達到100萬噸,、70萬噸,、50萬噸和30萬噸,合計形成約250萬噸的市場空間,,500億元左右的市場規(guī)模,。
限塑政策逐步加碼,高成本,、力學性能低等仍是瓶頸
全球限塑始于20世紀80年代的,,我國于2008年開始實施首個限塑令,但效果不甚顯著,。自2017年我國開始禁止進口“洋垃圾”開始,,限塑力度顯著加大,2020年1月發(fā)改委聯(lián)合生態(tài)部發(fā)布《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》,,重點針對不可降解塑料袋,、一次性塑料餐具、賓館和酒店一次性塑料用品,、快遞塑料包裝四個領(lǐng)域提出禁止,、限制使用的要求和時間推進節(jié)點。限,、禁塑政策的推動是可降解塑料行業(yè)發(fā)展的動力和契機,,但與此同時,由于可降解塑料較高的生產(chǎn)成本,,我國可降解塑料仍處于行業(yè)導入期,。而且力學性能低等問題仍然是限制行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。
納米碳酸鈣在降解塑料中的應用
與普通碳酸鈣相比,,納米碳酸鈣比表面積更大,、顆粒更小,顆粒直徑約在50~120nm,,在塑料,、涂料、造紙,、油墨,、橡膠等領(lǐng)域有廣泛應用,其與聚合物共混制備的納米復合材料有優(yōu)良的性能,。
納米碳酸鈣可作為無機納米粒子填充物加入高分子材料中,,聚合物/納米復合材料具有優(yōu)異的物理力學性能:納米塑料熔體黏度低、結(jié)晶速率快,,可使材料加工性能得到提高,;納米粒子具有很好的剛性、熱穩(wěn)定性等,,且聚合物韌性良好,,當納米粒子均勻分散時,復合材料能結(jié)合二者的優(yōu)點,,少量納米粒子的填充,,復合材料性能就有很大提高,同時也可降低聚合物用量,,使成本降低,。
目前通過生物降解樹脂復合及改性技術(shù)、通過添加納米碳酸鈣提高力學性能等技術(shù),,有效改善了生物降解材料的工業(yè)化水平,。