用于購(gòu)物袋或垃圾袋的柔性一次性塑料薄膜主要由石油基低密度聚乙烯(LDPE)制成。然而，這些薄膜具有較大的碳足跡，且會(huì)造成環(huán)境污染。弗勞恩霍夫應(yīng)用聚合物研究所（IAP）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開發(fā)出一種基于聚乳酸 (PLA) 生物塑料的柔性可回收塑料薄膜材料，并為其商業(yè)化鋪平了道路。憑借他們的努力，他們獲得了2024年約瑟夫·馮·弗勞恩霍夫獎(jiǎng)。

   該團(tuán)隊(duì)的研究涉及用生物聚合物替代石油基低密度聚乙烯(LDPE)，以減少一次性購(gòu)物袋和垃圾袋的碳足跡。PLA顯示出良好的前景——它是生物基的、可生物降解的、易于回收的。研究人員表示——PLA的高硬度使這種聚合物適合硬質(zhì)包裝應(yīng)用（例如一次性杯子），而不適合軟包裝應(yīng)用（例如購(gòu)物袋和垃圾袋）。他們找到了一種解決方案，即將聚醚增塑劑直接與聚合物鏈偶聯(lián)，使材料隨著時(shí)間的推移變得更加柔韌。

   研究人員Benjamín Rodríguez博士解釋道：“到目前為止，增塑劑一直作為添加劑混入PLA中。然而，隨著時(shí)間的推移，增塑劑分子會(huì)從材料中遷移出來，使PLA再次變硬。為了防止這種遷移，我們將聚醚錨定在聚合物上。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們合成了基于PLA的嵌段共聚物，其中聚醚鏈段在兩端與PLA鏈段共價(jià)連接?！?/span>

   這一發(fā)現(xiàn)帶來了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

● 柔性PLA不含任何遷移性增塑劑，與LDPE不同，至少80%是生物基的。

● 該材料可以由市售的原材料經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)。

● 該工藝不需要大型合成廠，可以由中型公司在當(dāng)?shù)貙?shí)施。

● PLA材料可以使用與LDPE類似的傳統(tǒng)加工設(shè)備加工成塑料薄膜。

● 它可以化學(xué)回收，比LDPE消耗的能量少得多。

該材料正由Polymer Group以Plactid?的名義進(jìn)行商業(yè)化，其子公司SoBiCo已在德國(guó)Pferdsfeld開設(shè)了一家生產(chǎn)工廠。最終，該公司計(jì)劃每年生產(chǎn)1萬噸這種材料。

研究得出結(jié)論，生物基PLA不會(huì)產(chǎn)生微塑料。

荷蘭生物塑料協(xié)會(huì)最近發(fā)布的一項(xiàng)研究聲稱，PLA會(huì)水解（以水為反應(yīng)物進(jìn)行化學(xué)分解）成越來越小的分子，并最終完全生物降解。

研究實(shí)驗(yàn)室Hydra Marine Sciences對(duì)已發(fā)表的科學(xué)文獻(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)性審查，首先對(duì)30,000多份報(bào)告進(jìn)行了初步掃描，其中500份被確定為值得深入審查。研究證實(shí)，PLA的環(huán)境降解主要是由水解引起的。報(bào)告稱，只要PLA暴露在水分和濕度中，它就會(huì)以由溫度決定的速率降解，直到聚合物鏈變得很短，以至于材料可溶于水并生物降解為生物質(zhì)、水和二氧化碳。

Hydra Marine Sciences董事總經(jīng)理Christian Lott表示：“這項(xiàng)研究表明，與不可生物降解的塑料（會(huì)在環(huán)境中以微塑料和納米塑料的形式持續(xù)存在并永久污染）不同，只要有濕度和水，PLA在環(huán)境中就不會(huì)留下持久的污染?！?/span>

  據(jù)悉，這種新型生物塑料將為塑料包裝材料的可持續(xù)性發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。除了軟包裝薄膜外，這種新材料還可能在汽車、紡織和增材制造等領(lǐng)域開辟全新的用途。