中國粉體網訊 當我們走進超市，手上都提著印有“全生物降解”字樣的購物袋時，生物降解材料也會走進千家萬戶，它的時代也將正式來臨。全生物降解新材料具備強度高、水溶性好、環保性、衛生性、抗靜電性、氣體阻隔性、高透光性、耐油及耐化學藥品、可印刷性、熱封性等十大性能優勢，具備全方位替代不可降解塑料制品的應用價值。
全生物降解購物袋 圖源：蘇州新聞網
1發展全生物降解材料勢在必行
可降解塑料種類繁多，根據塑料降解程度的不同，生物基可降解塑料分為完全生物降解塑料和不完全生物降解塑料。現階段該領域研究的重點主要包括：PLA（聚乳酸）、PHA（聚羥基烷酸酯）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯）、PCL（聚己內酯）等。
據介紹，全生物降解材料生產過程中不會產生污染，還可隨著生產流程的不斷推進萃取出多種微量元素。使用廢棄后，在自然的土壤條件下，能被自然界的生物酶降解為二氧化碳和水，做到零殘留、零污染，從源頭上緩解“白色污染”問題。據統計，全生物降解新材料替代一次性塑料用品及薄膜包裝產品，在全球有2.2億噸的市場空間，這有助于實現以低消耗、低排放、高效率為基礎的循環經濟模式，有望為中國實現低碳減排、2030年碳達峰做出貢獻。
2發展全生物降解材料產業必除“攔路虎”
目前，全生物降解材料產業要實現可持續發展，必須解決產品成本/售價高和產品力學性能缺陷問題。產品價格方面，相較于傳統PE、PP塑料6000~7000元/噸，PLA的價格高達2-3萬元/噸，PBAT的價格一般在2~2.5萬左右，高出數倍的價格，只會讓市場和用戶望而卻步。產品性能方面，如PLA具有較高的拉伸強度、拉伸彈性模量，但硬度高、韌性較差等缺陷就限制了它的應用范圍。
3全生物降解材料與碳酸鈣共混改性
生物基可降解塑料的改性主要有化學改性、生物改性和物理改性三種改性方法。其中，物理改性是指通過選擇不同的共混組分、調整組分之間配比、利用溶液或熔融法制成有效共混物，進而對共混物的熱力學性能進行改善。
與無機填料共混，是PLA改性的主要研究方向之一。一方面，碳酸鈣可以明顯改善材料的力學性能；另一方面，碳酸鈣填充量大，增容效果明顯，能有效降低成本；最后，碳酸鈣是綠色無機礦物填料，化學性質穩定，短期內可被自然環境消納，鈣離子對部分降解過程還有促進作用，是全生物降解材料理想的填充/改性材料。Islam MS等研究了碳酸鈣（CaCO3）納米粒子和殼聚糖（CS）含量對PLA/CS/CaCO3復合材料性能的影響。結果顯示，CaCO3促進了PLA與CS的融合，復合材料的拉伸強度和拉伸模量等力學性能都有了明顯提高。
4納米碳酸鈣在全生物降解材料中應用技術及成果
經過近幾年發展，生物基可降解塑料無論是在合成工藝、改性方法和處理措施上均有了顯著進步，但依舊存在一定技術壁壘。以納米碳酸鈣填充/改性全生物降解材料為例，提高填充率，針對性實施改性、根據產品調控鈣粉指標等，仍是專業度較高實用技術，生產活動中若要運用這一門技術，還需要理論研究和實踐經驗的支撐。
近期，粉體網主辦的“第二屆全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會”將在河南·南陽舉行，屆時江西勢通鈣業有限公司董事長張華將在大會上做“納米碳酸鈣在降解塑料中的應用”主題報告，以全生物降解材料應用為背景，講解納米碳酸鈣生產、改性、應用技術，一對一解答參會者的疑問，大家共同學習、交流。
專家介紹
張華，男，研究生學歷，教授級高級工程師，江西勢通鈣業有限公司董事長，江西省納米碳酸鈣工程技術研究中心主任，中國無機鹽工業協會碳酸鈣分會專家組專家。
主要從事納米碳酸鈣產品的研發，生產及經營，2019年評為江西省優秀青年企業家；發表學術論文10余篇，授權國家專利20多項，承擔10多項省市重大重點科研項目，獲國家級獎項1項，省部級獎項10多項；是江西省主要學科學術和技術帶頭人，江西省百人遠航工程人選，廬陵英才D類人選，吉安市“雙百計劃”高層次人才，永豐縣十佳創新創業人才，湖南大學專業學位碩士研究生校外導師，廈門理工學院專業學位碩士研究生校外導師。
（中國粉體網編輯整理/昧光）
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