1.新型塑料薄膜的發展趨勢
作者:訪客發布時間:2021-10-29分類:塑料制品瀏覽:71
在中國,塑料工業在50-60年代快速發展,其中塑料包裝于70年代起步,80年代初至90年代是成長期,國內各種商品的塑料外包裝效果和功能發生了根本性的變化,自90年代起,跨國消費品企業陸續進入中國,整個消費市場對塑料包裝的要求更加追求完美,需求迅速增長,不少企業開始擴大對塑料包裝的投資規模。 近年來我國農業、食品業、化妝品行業等快速發展,大力推動了包裝行業的發展,從而助推塑料薄膜行業的前進。前瞻網發布的的《中國塑料薄膜制造行業產銷需求與投資預測分析報告》數據顯示,2012年,我國塑料薄膜實現工業總產值2191.86億元,實現銷售收入2179.51億元。其中,塑料包裝行業實現工業總產值1471.92億元,實現銷售收入1461.45億元,分別占塑料薄膜行業工業總產值和銷售收入的67.15%、67.05%。由此可見塑料包裝行業的發展對塑料薄膜行業的發展尤為重要。 從包裝種類來看,2012年,我國塑料包裝實現工業總產值1471.92億元,實現銷售收入1461.45億元;玻璃包裝實現銷售收入553.86億元;金屬包裝實現銷售收入1070.26億元,可見2012年我國塑料包裝占據包裝行業主要的市場份額,領先玻璃和金屬等包裝材料。 前瞻網塑料薄膜制造行業報告顯示,近年來我國塑料薄膜產量逐年增加,年均增長速度達到了15%,2017年我國塑料薄膜產量將達到1957.86萬噸。此外,“十二五”期間我國塑料薄膜市場將保持20%以上的容量擴張,預計2017年我國塑料薄膜市場規模將達到5423.31億元。目前我國塑料薄膜已處于結構性供需矛盾的狀態,傳統薄膜供過于求;高新薄膜則供不應求。未來幾年塑料薄膜行業市場規模雖快速增長,但企業應注意加強高端產品的研發產出。
1值得關注的新品種(或老產品的改進和創新) 1.1水溶性薄膜 主要特點是: (1)力學性-力學性能好,且可熱封,熱封強度較高; (2)安全性-避免使用者直接接觸被包裝物,可用于對人體有害物品的包裝; (3)環保性-降解徹底,降解的最終產物是CO2和H2O,可徹底解決 包裝廢棄物的處理問題; (4)防偽性-具有防偽功能,可作為優質產品防偽的最佳武器,延長優質產品的壽命周期。 1.2黑白膜(Black/whitefilm) 主要特點是: (1)熱封性-優秀的熱封性能; (2)阻氧性-具有獨特的避光阻氧功能; (3)性價比低。 我國市場出現鮮奶黑白膜將是未來幾年內鮮奶包裝的發展方向。目前中國乳品公司使用的鮮奶包裝黑白膜依賴進口。 保鮮包裝黑白膜一般由三四層不同的聚乙烯加黑白母料共擠復合而成。其熱封層一般使用支化程度高而且均勻,且分子量分布較窄的茂金屬線型低密度聚乙烯(MLLDPE)以提高黑白膜包裝的熱封性能。 1.3活性塑料包裝薄膜 主要特點是: (1)透氣性-讓產生的二氧化碳和氧氣透過,使易腐爛的產品保持睡眠狀態; (2)殺霉菌性-薄膜中含有微量緩慢釋放的殺霉菌劑,還能阻止霉菌的生長,包裝果蔬的保鮮期可延長1倍以上; (3)保鮮性-能吸收對果蔬成熟起促進作用的乙烯,并使易腐爛產品的周圍保持潮濕。能使被包裝的新鮮水果、蔬菜和花朵等易腐爛的產品,維持其新鮮度達數個星期之久,較好地解決了這些產品的長途運輸問題。 1.4抗微生物的塑料薄膜 主要特點是: (1)使用安全性-在薄膜中減少一次性防腐劑,使消費者減少防腐劑的攝入量; (2)保質性-能延長食品保質期。含有抗微生物的塑料薄膜,可以在一定期限內逐漸向食品內釋放防腐劑,這樣不僅有效地保證了食品質量。 2包裝膜的發展方向 多姿多彩的塑料軟包裝以其優良的綜合性能,合理的價格和有利于環境而成為包裝業中發展最快的制品,不斷取代其他包裝,用途日益擴大,預計未來幾年仍將保持良好的增長勢頭。為提高市場競爭力,塑料軟包裝向薄壁化、高性能化方向發展,多層復合膜需求增長速度快于普通單層膜。聚乙烯薄膜和聚丙烯復合流延膜與其他多層復合膜在包裝上的應用前景最為看好。 3流延薄膜四大發展趨勢 (1)材料減量化———為適應包裝減量、環保的要求,包裝材料的薄型化、輕量化; (2)使用安全化———重視人類自身的健康,材料要安全化; (3)產品智能化———具有保鮮、防腐、抗菌、防偽、延長保質期等多種功能; (4)設備高效化———包裝設備正在向大型化、快速化、高效化、自動化方向發展。 綠色化學又稱“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”。綠色化學是近10年才產生和發展起來的一個“新化學嬰兒”。1984年,美國環保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學的最初思想。1989年,美國環保局又提出了“污染預防”的概念。1990年,美聯邦政府通過了“防止污染行動”的法令,將防止污染確立為國策,該法案條文中首次出現了“綠色化學”一詞。1992年,美國環保局又發布了“污染預防戰略”。1995年,美國政府設立了“總統綠色化學挑戰獎”。1999年英國皇家化學會創辦了第一份國際性《綠色化學》雜志,標志著綠色化學的正式產生。我國也緊跟世界化學發展的前沿,在1995年,中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題。 綠色化學的核心內容之一是“原子經濟性”,即充分利用反應物中的各個原子,因而既能充分利用資源,又能防止污染。原子經濟性的概念是1991年美國著名有機化學家Trost(為此他曾獲得了1998年度的總統綠色化學挑戰獎的學術獎)提出的,用原子利用率衡量反應的原子經濟性,在有機合成中最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中,達到零排放。 綠色化學的12項原則 為了簡述綠色化學的主要觀點,P.T.Anastas和J.C.Waner提出了綠色化學的12項原則: 1.防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。 2.原子經濟——設計這樣的合成程序,使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。 3.較少有危害性的合成反應——設計合成工藝只選用或產出對人體或環境毒性小、最好是無毒的物質。 4.生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能,還應具有最小的毒性。 5.溶劑和輔料是較安全的——盡量不用輔料(如溶劑或析出劑)當不得以使用時,盡可能是無害的。 6.能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量,還應考慮對環境的影響和經濟效益。合成過程盡可能在大氣環境的溫度和壓強下進行。 7.用可以回收的原料——只要技術上、經濟上是可行的,原料應能回收而不是使之廢棄。 8.盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應(用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程),因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。 9.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學計量數的反應物更占優勢。 10.要設計降解——按設計生產的生成物,當其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產物,在環境中不繼續存在。 11.防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發展分析方法,在實時分析、進程中監測,特別是對形成危害物質的控制上。 12.防止事故發生——在化學過程中,反應物(包括其特定形態)的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。資源使用的5R理論。近年來生物技術領域有了突破性進展,如公共基因數據庫(GenBank)和蛋白質數據庫(PDB)中序列的指數增長,高效基因克隆和表達平臺的建立,可有效改進生物催化劑專一性、選擇性和穩定性的酶定向進化技術的應用。這些進展使生物催化在化學合成中日趨重要。本文綜述了生物催化在如下領域的成功應用:在藥物生產中用于開發經濟的化學酶法合成工藝,在綠色化學領域中最大程度地減少廢物的產生和危險試劑的應用,在天然化學領域中對天然產物進行修飾以發現具有更好生物活性的新藥物。隨著包裝材料的大量使用,一些廢棄包裝材料的處理是目前需要解決的難題。通常對廢棄包裝材料的處理主要有填埋、焚燒和回收再利用等3種方法。填埋法不但對土地造成污染,而且浪費了大量的土地;焚燒法釋放大量有毒氣體,對大氣造成污染;回收再利用法收集、分揀麻煩,實際應用困難。因此,開發合適的包裝材料方法是十分必要的。 生物降解法是一種很好解決廢棄包裝材料的新方法。它具有儲存運輸方便、應用范圍廣等特點,在生物降解包裝材料中,生物降解包裝塑料是一種常見的包裝材料。 1生物降解塑料及其分類生物降解塑料是指當存在水和營養成分的條件下,可以被微生物降解的塑料。生物降解塑料根據其機理和破壞形式,分為完全生物降解和生物破壞性降解兩類。 1. 1完全生物降解塑料完全生物降解塑料是指其分子結構可以被微生物或酶完全分解成簡單化合物的塑料材料。這類材料目前主要有天然高分子型、人工合成型、微生物合成型和植物轉基因型材料。 1. 2生物破壞性降解塑料生物破壞性降解塑料主要是天然高分子與合成高分子復合而成的降解塑料。目前,有望在包裝領域中得到應用的復合方法仍以共混為主,其首選基材也是淀粉和纖維素等。 2生物降解包裝材料的降解機理2. 1完全生物降解機理完全生物降解其機理是生物降解材料在自然界微生物,如細菌、霉菌和藻類的作用下,可完全分解為CO2、H2O或氨等低分子化合物。它具有儲存運輸方便、應用范圍廣等特點。其降解過程大致有3種作用方式。 1)生物的物理作用由于生物細胞的增長而使物質發生機械性破壞;2)生物的化學作用微生物對聚合物的作用而產生新的質;3)酶的直接作用微生物侵蝕導致部分材料分裂或氧化裂解。 2. 2生物破壞性降解機理是指利用天然聚合物(淀粉、纖維素等)的微生物可降解性,采用合成塑料改性(共聚),克服天然聚合物的強度差的缺點,得到可生物降解的塑料。 3生物降解包裝塑料研究生物降解包裝塑料可在短時間內,在自然環境條件下即能分解的可降解的包裝塑料,它是替代目前的常規塑料,解決“白色污染”的新方法,也是國內外學者研究的熱點。 生物降解材料的研究國內外已有研究報道。生物降解包裝塑料有淀粉基生物降解塑料、微生物發酵合成生物降解材料、纖維素基完全生物降解塑料、光/生物降解塑料和人工合成生物降解材料等。 3. 1淀粉基生物降解塑料有關淀粉基生物降解塑料已有研究報道。滕立軍等以淀粉-聚乙烯生物降解膜和通用塑料膜聚乙烯(PE)、聚丙烯(CPP)為試材,從物理性能、力學性能方面進行了研究。研究表明:試驗所用降解材料在20~30d內的降解率大于20%;吸水率、滲透性高于通用薄膜PP、CPP;力學性能指標能滿足使用要求。同時,分析了生物降解薄膜在包裝領域的應用前景。淀粉塑料泛指其組成中含有淀粉或其衍生物的塑料,以天然淀粉為填充劑和以天然淀粉或其衍生物共混體系為主要組成的塑料都屬于此類,其中淀粉比例可高達60%。淀粉基塑料是降解塑料中的一大類。 因原淀粉與PE、苯乙烯(PS)等通用型塑料相容性較差,常需引入乙烯醋酸乙烯等相容劑制備共混物。國外,尤其是意大利、美國和日本對淀粉基聚乙烯醇塑料的研究方興未艾,在技術上各有特色,并達到了一定的高度,其制品的生產形成了一定的規模和影響,美國對淀粉進行改性,制成高淀粉含量(90%以上)的生物降解塑料,它為不透明灰色樹脂,熔點約為175~200℃,用雙螺桿擠出機于130℃下擠出造粒,以水作為增塑劑成型加工,其注塑品性能與PS相似,但拉伸強度優于PS,在需氧和厭氧條件下均易生物降解,適用于快餐包裝材料等。國外已批量生產共混型淀粉基塑料,而且也有利用糊化淀粉和PVA共混研制生產降解塑料。近年來,國外又開發出一種新型淀粉復合材料,由于不包含非降解大分子或小分子組分,所以在環境中可完全生物降解,可用于一次性塑料制品。 淀粉基塑料之所以易降解,主要原因是制品中淀粉成分分解后,制品表面直至內部出現了眾多微孔,增大了化學的、生物的和其它侵蝕作用的表面積,加快了殘余部分的降解。其中淀粉含量越高,生物降解速度就越快。 3. 2微生物發酵合成生物降解塑料以蜜糖、油脂為原料制得的生物降解包裝材料,既具有熱塑加工性,又具有完全生物降解性。其主要產品有英國ICI公司的3-羥基丁酯和3-羥基戊酯(0%~30%)的共聚酯“Biopol”、日本東京工業大學資源研究所開發的聚羥基丁酸酯(PHB)以及美國麻省理工學院(MTI)開發的脂肪族共聚酯等。其中取得較大進展的是“Biopol”,它是英國ICI公司于1976年開始研究,利用微生物淀粉發酵制得的,于1990年開始工業化。該產品熱分解溫度為200℃,在堆肥場地中1年可完全分解,無二次公害。另外PHB是細菌體內為應付食物緊張而儲存原料的物質,可被許多細菌激活,導致快速降解,這方面的研究有很大發展前途。 3. 3人工合成生物降解塑料利用化學合成法制造生物降解包裝材料較微生物合成法具有較大的靈活性,產品容易控制。研究開發工作是合成具有類似于天然高分子結構的物質或含有容易生物降解官能團的聚合物。目前的主要產品有聚乳酸(PLA)和聚已內酯(PCL)等PLA是一種聚羥基酸,它作為一種生物原制品,具有很好的生物降解性能,且具有良好的生物相溶性和生物可吸收性[11],在降解后不會遺留任何環保問題。其生產廠家主要有日本的島津制作所和三井東亞化學公司、美國的Cargill公司和Ecochem公司等。1998年,德國的Danone和CargillDow公司合作,采用聚乳酸為原料,開發出快速降解型DANONE酸奶杯。日本鐘紡合纖公司以從玉米中提取的聚乳酸為原料,制造出了生物降解型發泡塑料。這種材料的一些物理和化學性質與聚苯乙烯相同,因此現有的塑料發泡材料設備仍可對其進行加工PCL是由E-己內酯在催化劑作用下開鏈聚合而形成的,在泥土中會慢慢分解,一年可分解去95%。 降解塑料是解決塑料包裝一次性制品環境污染問題的有效途徑之一,可謂之綠色塑料包裝材料。近年來產業化進程迅速,據報道,美國2000年降解高分子材料的應用可達到100萬噸;歐洲每年也以40~50萬噸的速度增加;我國降解塑料的開發及生產也已形成熱點,部分品種已走進市場,前景方興未艾。 目前,已產業化的降解塑料品種有光降解、光生物降解、生物降解、轉基因生物降解等。其中光降解技術雖較成熟,但其降解行為的環境影響因素十分復雜,限制了它在包裝領域中的應用。 3. 4纖維素基完全生物降解塑料天然高分子纖維素與淀粉一樣,非熱塑性材料,不能用常規加工方法加工。采用共混或化學改性方法破壞纖維素的氫鍵,使纖維素分子上的羥基發生反應,得到纖維素的衍生物,再與未經改性的纖維素或原淀粉等共混,制得性能各異的降解塑料,加工成力學性能好、生產成本低、降解速度快的各種制品或膜材。有人研究發現采用30%~85%可降解纖維素衍生物與30%~70%未改性纖維素或原淀粉共混制成的降解塑料,可用注塑和流延等成型手段,制成各種制品或膜材,其性能、降解速度、生產成本均有在包裝領域中推廣應用的潛力,可用于食品、日用品的包裝。 3. 5光/生物降解塑料在生物降解塑料中,材料的降解行為必須在具有生物活性的環境介質中才能進行。添加適量的光敏劑,可以使塑料同時具有光和生物雙重降解性能,在一定條件下,明顯提高了降解速度的可控性。因此,光生物降解塑料的開發受到國內外普遍關注。已成為降解塑料的重要研究開發方向之一。近年來,在降解速度、降解的控制、降解的完全性、降解產物的環境安全性及降解材料的評價方法等方面都廣泛地進行了研究,并取得一定突破,這類材料在包裝領域應用將具有廣闊的發展前景。 中新社北京十一月十日電(記者 閆曉虹)記者自今日召開的“有機食品和綠色食品發展高層論壇”上了解到,中國有機食品和綠色食品產業發展前景廣闊。 經商務部批準,由中華人民共和國商務部外貿發展事務局、中國糧油食品集團等共同主辦的首屆中國國際有機食品和綠色食品博覽會今日在北京舉行。作為該展會的主題活動之一,“有機食品和綠色食品發展高層論壇”,就有機農業在中國農業發展中的作用以及加強國際合作與培育綠色食品國際市場的對策等話題進行深層次研討。 論壇透露,二十世紀七十年代以來,以生態環境保護和安全農產品生產為主要目的的有機農業/生態農業在歐、美、日以及部分發展中國家得到快速發展。同時,中國有機食品產業發展雖仍處于初級階段,同發達國家相比所占市場份額還很小,但發展速度很快,目前,中國有機食品生產認證的基地面積約為三十萬公頃。 同時,全球有機食品的消費出現了大幅度的增長。盡管目前有機食品零售額在整個食品行業中的份額很小,但增長潛力巨大。據預測,二00八年全球有機食品零售額將達到八百億美元。在國家把解決三農問題擺在經濟工作重中之重的政策背景下,中國有機食品和綠色食品產業發展前景無限廣闊。2005年3月14日訊:據估算,全球納米技術的年產值已達到500億美元。目前,發達國家政府和大的企業紛紛啟動了發展納米技術和納米計劃的研究計劃。美國將納米技術視為下一次工業革命的核心,2001年年初把納米技術列為國家戰略目標,在納米科技基礎研究方面的投資,從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元,準備像微電子技術那樣在這一領域獨占領先地位。日本也設立了納米材料中心,把納米技術列入新五年科技基本計劃的研究開發重點,將以納米技術為代表的新材料技術與生命科學、信息通信、環境保護等并列為四大重點發展領域。德國也把納米材料列入21世紀科研的戰略領域,全國有19家機構專門建立了納米技術研究網。在人類進入21世紀之際,納米科學技術的發展,對社會的發展和生存環境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻。從某種意義上說,21世紀將是一個納米世紀。 由于表面納米技術運用面廣、產業化周期短、附加值高,所形成的高新技術和高技術產品、以及對傳統產業和產品的改造升級,產業化市場前景極好。 在納米功能和結構材料方面,將充分利用納米材料的異常光學特性、電學特性、磁學特性、力學特性、敏感特性、催化與化學特性等開發高技術新產品,以及對傳統材料改性;將重點突破各類納米功能和結構材料的產業化關鍵技術、檢測技術和表征技術。多功能的納米復合材料、高性能的納米硬質合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業的跨越式發展提供了廣泛的機遇。預期'十五'期間,各類納米材料的產業化可能形成一批大型企業或企業集團,將對國民經濟產生重要影響;納米技術的應用逐漸滲透到涉及國計民生的各個領域,將產生新的經濟增長點。 納米技術在涂料行業的應用和發展,促使涂料更新換代,為涂料成為真正的綠色環保產品開創了突破性的新紀元。我國每年房屋竣工面積約為18億平方米,年增長速度大約為3%。18億平方米的建筑若全部采用建筑涂料裝飾則總共需建筑涂料近300萬噸,約200~300億元的市場。目前,我國建筑涂料年產量僅60多萬噸,世界現在涂料年總產量為2500萬噸,每人每年消耗4千克,為發達國家的1/10,中國人年均涂料消費只有1.5千克。因而,建筑涂料具有十分廣闊的發展前景。 納米涂料已被認定為北京奧運村建筑工程的專用產品,展示出該涂料在建筑領域里的應用價值。它利用獨特的光催化技術對空氣中有毒氣體有強烈的分解,消除作用。對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能,使室內空氣更加清新。經測試,對各種霉菌的殺抑率達99%以上,有長期的防霉防藻效果。納米改性內墻涂料,實際上是高級的衛生型涂料,適合于家庭、醫院、賓館和學校的涂裝。納米改性外墻涂料,利用納米材料二元協同的荷葉雙疏機理,較低的表面張力,具有高強的附著力,漆膜硬度高且有韌性,優良的自潔功能,強勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力,疏水性極佳,容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次,具有良好的保光保色性能,抗紫外線能力極強。使用壽命達15年以上。顆粒徑細小,能深入墻體,與墻面的硅酸鹽類物質配位反應,使其牢牢結合成一體,附著力強,不起皮,不剝落,抗老化。其納米抗凍性功能涂料,除具備納米型涂料各種優良性之外,可在-10℃到-25℃之內正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10%以下的規定,使建筑行業施工縮短了工期,提高了功效,又創造出高質量,一舉三得,所以備受建筑施工單位的歡迎。 由于目前應用納米材料對涂料進行改性尚處在初級階段,技術、工藝還不太成熟,需要探索和改進。但涂料的各種性能得到某些改進的試驗結果足以證明,納米改性涂料的市場前景是非常好的。合成橡膠以其獨特性能,在國防、汽車、醫藥及環保等領域起著重要的作用。目前我國新型合成橡膠的基本現狀是規模、生產技術水平、產品牌號及性能上與國外品種相比還有一定的差距,產品品種少,生產沒有形成規模,產品沒有形成系列化,部分品種需要依賴進口。這在相當程度上限制和影響下游制品向高性能方向發展。中國汽車工業的快速發展對橡膠制品在質量、性能和數量方面提出了更高的要求,已將進一步拉動和刺激國內新型合成橡膠工業的發展。建立完整的新型合成橡膠上下游產業鏈,對我國合成橡膠行業發展定將起到促進作用。
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