全球改性包裝材料主要廠商有Amcor、Linde、Bemis、Coveris和Total Packaging Solutions等,全球前五大廠商共占有大約40%的市場份額。
目前美國是全球最大的改性包裝材料市場,占有超過35%的市場份額,之后是歐洲和中國市場,二者共占有超過30%的份額。
2020年,全球改性包裝材料市場規(guī)模達(dá)到了85億元,預(yù)計2026年將達(dá)到118億元,年復(fù)合增長率(CAGR)為4.8%。
目前我們所使用的軟包裝薄膜原材料,基本上都屬于非降解材料。
雖然目前很多國家和企業(yè)都在致力于開發(fā)可降解材料,但目前能用于軟包裝的可降解材料還沒有可以大規(guī)模生產(chǎn)的代替品出現(xiàn)。隨著國家對環(huán)保的日漸重視,不少省市都相繼發(fā)布了限塑甚至在某些領(lǐng)域“禁塑”的法規(guī)。因此,對于軟包裝企業(yè)來說,正確了解可降解材料,是用好可降解材料、實現(xiàn)綠色可持續(xù)包裝的前提。
一、可降解塑料的定義及分類
塑料的降解是指受環(huán)境條件影響(溫度、濕度、水分、氧氣等),其結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、性能喪失的過程。
降解過程會受諸多環(huán)境因素的影響。按照其降解機(jī)理,可降解塑料可以分為光降解塑料、生物降解塑料、光-生物雙降解塑料和化學(xué)降解塑料。而生物降解塑料按降解方式可分為完全生物降解塑料和不完全生物破壞性塑料。
1、光降解塑料
光降解塑料是指該塑料材料于日光照射下發(fā)生了裂化分解反應(yīng),使材料于日光照射后一段時間內(nèi)失去機(jī)械強(qiáng)度,變成粉末狀,有些還可以進(jìn)一步被微生物分解,進(jìn)入自然生態(tài)循環(huán)。換句話說即光降解塑料的分子鏈在光化學(xué)方法破壞后,塑料就失去它的本身強(qiáng)度并脆化,再經(jīng)自然界的腐蝕變成粉末,進(jìn)入土壤,在微生物作用下重新進(jìn)入生物循環(huán)。
2、生物降解塑料
生物降解,一般普遍認(rèn)為的定義是:生物降解是指通過生物酶的作用或與微生物所產(chǎn)生的化學(xué)降解作用而使化合物發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程,在這一過程中,還可能伴隨著光降解、水解、氧化降解等反應(yīng)。
生物降解塑料的機(jī)理是:由細(xì)菌或水解酶將高分子材料分解成二氧化碳、甲烷、水、礦化無機(jī)鹽和新生物質(zhì)的塑料。換句話而言就是生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌(真菌)和藻類的作用而引起降解的塑料。
理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可以被環(huán)境微生物完全分解、最終被無機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個組成部分的高分子材料。即分解成為下一級的分子可以進(jìn)一步被自然界的細(xì)菌類等再行分解或吸收的物質(zhì)。
生物降解的原理分兩類:第一類為生物物理降解,當(dāng)微生物攻擊侵蝕高聚物材料后,由于生物稀薄的增長使得聚合物組分水解、電離或質(zhì)子化而分裂成低聚物碎片,聚合物的分子結(jié)構(gòu)不變,這是聚合物生物物理作用而發(fā)生的降解過程。第二類為生物化學(xué)降解,由于微生物或酶的直接作用,使聚合物分解或氧化降解成小分子,直至最終分解成二氧化碳和水,這種降解方式屬于生物化學(xué)降解方式。
3、生物破壞性降解塑料
生物破壞性降解塑料,又稱為崩壞性塑料,為生物降解高聚物與通用塑料的復(fù)合體系,如淀粉與聚烯烴相結(jié)合,他們以一定的形式結(jié)合在一起,在自然環(huán)境中的降解是不徹底的,有很大可能造成二次污染。
4、完全生物降解塑料
根據(jù)其來源,完全生物降解塑料主要有高分子聚合物及其衍生物、微生物合成高分子聚合物和化學(xué)合成高分子聚合物三大類。目前研究和應(yīng)用于復(fù)合軟包裝類最多的是淀粉類塑料。
5、天然生物降解塑料
天然生物降解塑料,是指天然高分子性類塑料,利用淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)、蛋白質(zhì)等天然高分子材料制備的生物降解材料。這類物質(zhì)來源豐富多樣,可完全生物降解,而且產(chǎn)物安全無毒。
基于不同的降解方式,以及不同地區(qū)的要求,目前我們客戶端所認(rèn)同的降解材料是需要完全降解,而且無論是掩埋還是堆肥降解方式,都要求將現(xiàn)有的塑料物質(zhì)降解為二氧化碳、水、礦化無機(jī)鹽類等物質(zhì),能夠容易被自然界吸收或再次被自然界循環(huán)利用。