bioplastics magazine 中文专刊 2015

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2015年5月

生物塑料杂志

中文专刊

封面故事

山西金晖集团

内容

中国特别版

2015年5月发行人

Dr. Michael Thielen (MT) contributing editor: Karen Laird (KL)

总公司

Polymedia Publisher GmbHDammer Str. 11241066 Mönchengladbach, Germany

phone: +49 (0)2161 6884469fax: +49 (0)2161 6884468

[email protected] www.bioplasticsmagazine.com显示销售Henry Xiao 肖晨 Sales Director 销售总监

..................................Matchexpo Co., LtdM:+86 15601709505QQ: 312159008E:[email protected]

布局

Ulrich Gewehr (Dr. Gupta Verlag) Michael Thielen)

版本说明

3 在短暂的 4 封面故事

6 热固性

8 回收

10 历史

Media Partnersupported by

Biobased materials for automotive applications

conferenceSeptember 2015 Stuttgart/Germany

bio CAR www.bio-car.info

www.bioplasticsmagazine.com

这本杂志也可以在网上阅读

www.issuu.com/bioplastics/china-edition-2015.pdf

在短暂的

欧洲议会（ENVI委员会）对可堆肥塑料袋投票为其铺平道路

2014年3月11日，欧洲议会环境委员会对减少欧洲轻质塑料

购物袋的使用，这具有决定性的举措明确表示支持。欧洲生

物塑料协会欢迎这个投票结果，以及支持可生物降解和可堆

肥塑料购物袋方面的新规定。

François de Bie，欧洲生物塑料协会主席说：“我们非常

高兴地看到，这些规定承认了可生物降解、可堆肥塑料袋对

整个欧盟加强生物垃圾收集的重要贡献。符合EN13432标准的

生物降解塑料袋可以帮助成员国将生物垃圾从填埋转变有机

循环利用，以减少填埋。我们现在呼吁欧盟理事会支持由议

会拟定的规定，并认识到生物降解塑料袋给欧洲社会创造的

价值。

该报告禁止了任何范围内使用非常轻便购物袋（低于10微

米厚），并要求其逐步更换为可生物降解和可堆肥塑料袋。

它还允许成员国拥有独立的生物垃圾收集体系，可生物降解

和可堆肥轻便购物袋的补贴可达50％。

编辑 Michael Thielen

www.european-bioplastics.org

2014年10月27日，美国总统奥巴马宣布，生物基材料为

美国最具竞争力的三大新兴技术之一。

一项行政措施包括投资超过3亿美元的新兴制造技术，特

别是复合材料和生物基材料，私营企业也会做出同等的投

入。

在白宫的一份声明中，表示将根据奥巴马的“先进制造

业合作方案”形成最终报告，促进创新，确保劳动者素质

和改善的商业环境。

“今天宣布的行政措施，以及该报告的建议，将在新

兴、交叉制造技术方面投资，培训员工技能为中产阶级在

制造业界提供更多就业岗位，促进小制造业企业吸收尖端

技术”奥巴马政府在一份声明中指出。


www.whitehouse.gov

奥巴马政府支持生物基材料

bioplastics MAGAZINE 3

这正是OWS（有机垃圾系统公司，根特，比利时）和IKT（

高分子技术研究所，斯图加特大学，德国）打算弄明白的。

他们正在组建一个多用户研究团队，针对这个问题提供一

个明确的答案：氧化降解塑料能生物降解吗？

毕竟，生物降解塑料，无论是石油基，如PBAT或PBS，或

是生物质，如PLA、PHA或TPS，都有一个共同点：它们被认

证为可生物降解的。简单的说，这些材料已被测试并证明通

过微生物作用能够“分解成无害的物质。”

持续生物降解，这是关键，也是氧化降解争议的核心。基

本上，现在所缺乏的正是对氧化降解塑料的微生物降解的科

学表征。

为了改变这种情况，去年由OWS进行案头研究性学习，一个

全面的实验室测试程序被列入计划。该计划以提供必要的科

学依据证明氧化降解产品是否生物降解为最终目的。

什么是氧降解材料？他们只是普通的塑料，如聚乙烯、聚

丙烯、或PET，混合少量添加剂，从而加速自由基降解的塑

料。这些材料的支持者认为，通过打破长碳-氢键和降低塑

料的分子量，分子成为“可吸湿性”，能够形成生物膜支撑

表面上的微生物，然后消耗分子和塑料变成水、二氧化碳和

可重复使用的生物质。

然而，缺乏独立的实验室或认证机构证明这个过程实际发

生。这些材料的批评者怀疑完全生物降解是否发生，并戏称

这些产品是氧化裂解。专家担心，氧化裂解的碎片分散到环

境中，微小塑料垃圾会造成进一步的环境问题。

关于这个问题的争论异常激烈。争议已导致欧盟委员会可

氧化降解塑料能否经受得住科学实验室的检测？能考虑对氧化降解塑料袋实施禁令。在法国，法国国民议会

一些议员也呼吁类似的禁令。可以预见的是，氧化降解塑料

行业已引起了强烈的反响，他们称这是“这个别有用心的游

说，试图将氧化-生物降解塑料从法国市场踢出去，将市场

留给那些与其没有竞争力、效果非常有限的生物基塑料。

生物降解材料在一些特定功能的生物降解应用领域中优势

明显。这些材料特别适合应用于，如农用薄膜、草皮网、花

盆，或者类似于家用的，像家庭堆肥的生物塑料袋。这样的

生物降解塑料是否真正的解决方案还有待讨论。然而，氧化

降解塑料，被世界各地称为塑料垃圾的解决方案。这是一个

全球都在聆听的讯息。随着各国越来越多的广泛使用的氧化

降解塑料，无论最终氧化降解塑料变成什么，它的时代已经

来临。

多用户项目的目的是把问题通过调查取证并试图在实验室

中去验证这些说法。OWS的人员说：“为了使这个研究显得

客观中立，我们努力实现各方广泛参与，包括政府机构、消

费品生产商、非政府组织、氧化降解生产商和生物塑料行业

的组织。 ”

在第一阶段，将一些氧化降解塑料制品在市场上买到的

产品进行非生物处理。在第二阶段，根据国际公认的ISO和

ASTM标准的具体细则进行进一步生物降解测试。

整个项目过程中，阶段性结果将定期提供。这些阶段性结

果将被发送给所有的项目合作伙伴，使他们能够跟踪所取得

的进展。在每个阶段结束后，报告将公布，并发给在该项目

的合作伙伴，研究结束时将展现最终报告

http://bit.ly/1qWJvV2 www.ows.be

面故事

中国生物降解塑料行业的发展现状

随着人们环保意识的增强和生活质量的不断提

高，世界各国都在采取果断及时的措施改善人

们的生存环境。但是，塑料制品引起的白色污

染正在以惊人的速度破坏着人们的居住环境，严重影响

着我们的日常生活。许多国家，如意大利、法国、比利时

及美国，都已经或正准备通过“禁塑令”，并推广生物降

解塑料制品的使用。在中国，尤其针对白色污染的相关举

措也在快速稳步地推进。政府的政策对生物降解塑料制品

的使用有直接的影响。中国有着13亿人口以及一个强大的

中央政府，3到5年内，中国将成为世界上最大的生物降解

塑料制造国及消费国。

在中国，形成工业化生产的生物降解塑料包括

PBAT、PBS、PLA、PHA、PPC等，年综合产能约为85000

吨。在过去,大多数的生物降解原料、改性料和制成品,如

购物袋和食品包装等产品都出口到欧洲、澳大利亚、美国

和加拿大等发达国家，而在中国，生物降解塑料制品的消

费一直不多。然而，这一切都将随着人们环境意识的提高

和政府的支持而改变。

2008年6月1日，中国实施了一项“限塑令”--禁止生

产、销售和使用厚度低于0.025毫米的塑料购物袋。所有

超市、购物中心和市场都不准再免费提供塑料购物袋。付

费塑料袋从此成为人们生活中一的个新事物。然而，几

年过去了，聚乙烯塑料袋的使用并没有减少，白色污染比

之前更加严重。

值得庆幸的是，一项新的“禁塑令”最近出台，正如黑

空夜里的一颗明星。《吉林省禁止生产销售和提供一次性

不可降解塑料购物袋、塑料餐具规定》已于2015年1月1日

起正式实施。正如一位当地政府官员所说：“如果我们不

停止使用不可降解的塑料袋和餐具，早晚有一天，有人会

做；我们今天做了，肯定会有更多的人做。”鉴于之前的

经验，吉林省设立了许多详细的法令条文来保证新的禁塑

令的有效执行。禁塑令一出，许多生物降解原料及制品生

产商纷纷在该省省会长春市落户。山西金晖集团便是其中

一员。金晖集团相信，在吉林省政府及省发改委的全力支

持和推动下，吉林一定会成为国内首个禁塑成功的省份。

与此同时，其它省份也纷纷效仿。这种趋势正改变着中国

的生物降解塑料产业，在中国庞大的人口基数及政府的大

力支持下，这个行业将以惊人的速度发展。

为了保证生物降解塑料产业的可持续发展，满足迅速扩

大的市场需求，中央和当地政府对此项目都非常重视，提

供了很大的支持，长春生物基材料产业创新基地的设立便

是一例。

.

山西金晖集团--中国生物降解塑料行业的重要推动者

“．．．还是有很多工作要做。这不仅是为我们，为吉林省，也是为了国家，为了我们的子孙后代，为了地球上的全人类。不管有多困难，我们都会义无反顾地去做。”金晖集团副总裁李雅娟说。”

4 bioplastics MAGAZINE

中国生物降解塑料行业的发展现状

山西金晖集团，中国生物降解塑料行业的重要推动者

金晖兆隆高新科技有限公司是山西金晖集团全资子公司，

是目前亚洲投产规模最大的生物降解材料PBAT的生产厂

家，年产能20000吨。其爱柯沃得（ECOWORLD®）品牌的

PBAT及爱柯维尔（ECOWILL® FS-0330）品牌的生物降解

改性材料已经成功开拓了欧洲市场。同时，金晖集团还

在“长春生物基材料产业创新基地”全资成立吉林森瑞

达高新科技有限公司，主要生产 PBAT及聚乳酸改性材料

（ECOWILL® FP-0335）。

拥有雄厚的资金、成熟的技术、稳定的精英团队等优势,

同时又有兄弟公司金晖兆隆提供性能稳定的PBAT, 森瑞达

已经与当地塑料袋生产企业紧密合作，协助其由生产传统

的聚乙烯塑料袋向生产生物降解塑料袋转型。通过与各方

面的全面合作,目前吉林省绝大比例的生物降解购物袋及

连卷袋等产品均由森瑞达生产的原料(ECOWILL® FP-0335)

制造，尤其是一线连锁超市以及国际知名企业如沃尔玛

等。他们都对吉林省新的“禁塑令”给予了积极的响应。

“我们面临的挑战是实实在在的，尽管我们拥有原材料和

技术优势，还是有很多工作要做。这不仅是为我们，为吉

林省，也是为了国家，为了我们的子孙后代，为了地球上

的全人类。不管有多困难，我们都会义无反顾地去做。”

金晖集团副总裁李雅娟说。“事实上，我们每个人都能够

为环境做些贡献，我们一起努力，就可以做得更好，做得

更多，就会有一个美好的明天。”

吉林省的这次“禁塑令”只是生物降解产业的冰山一角，

它已经有效激发了市场需求，推动了生物降解塑料产业在

中国的发展。到2017年，森瑞达公司计划生物降解材料年

产能达到3万吨。今后, 中国生物降解塑料的市场无疑将

快速增长。在此过程中，山西金晖集团将会为建设更加绿

色、更加健康的环境扮演重要的角色。

山西金晖集团的目标是在技术、产品范围、服务及市场影

响力等方面成为一家有全球影响力的生物降解塑料企业。

李雅娟说：“我们愿与有共同理念的企业合作，为我们的

后代提供更加绿色、安全的环境。我相信，一家公司只要

有雄厚的资金实力和稳定的原料供应，在市场不断增长、

行业技术趋向成熟的情况下,加上政府的有力支持，一定

都会成功。但最重要的是要有开放的不断学习的心态，

并乐于与各方合作。我们愿意与大家合作，共同推动生物

可降解塑料行业在中国的发展。”

www.jinhuigroup.com

面故事



热固性

虽然生物基材料，越来越多的应用于复合材料，但它们仍只占整个市场份额的一小部分。由于生物基材料仍然比石油基材料价格高，客户不

愿意只是为了一个更好的环保意识而为其买单。在要求很高的风能应用领域，推出生物基Beyone™201-A-01树脂后，这种情况开始发生变化。该树脂的复合材料具有一个优良的使用性能，易于加工，降低成本，且更重要的是它引入了可持续性理念。

在当今的社会，复合材料解决方案成功的运用，给消费者带来太多的便利。汽车可以有独特的形状和优异的空气动力学性能，同时复合材料部件的质量轻有助于降低能源消耗和减少二氧化碳的排放量。复合材料管道优异的抗腐蚀性能，利于污水处理厂的持续运行，减少维护。当需要更新地下管网时，使用复合材料换修方案可以避免道路被挖开和交通中断。

同时，消费者都希望少花钱多办事，获得更好的生活质量，他们所购买的产品最好以较低的价格得到更多的功能。他们越来越意识到他们对环境的影响，并正在寻找各种方法，以减少他们的生态足迹。因此，对基于可再生原料解决方案的需求越来越受到重视。显然，这对供应商以及整个供应链都是一个巨大的挑战。

在过去几年里，DSM根据这些市场需求已经推出几种基于可再生资源的合成树脂。目标是减少对石油基原料的依赖，确保未来原材料的供应。这将有助于确保安全的供应价值链。此外，这些可再生原料的产量逐渐增大，我们希望减少树脂的生态足迹，这样我们可以给客户展示我们的“生态优势”

。

与食品接触的生物基材料

一个应用案例就是在人造石上引入了Synolite™7524-N-1FC树脂。这种新的DSM材料是一种生物基的不饱和聚酯树脂，它生物基含量为45％，并在符合GMP标准（广泛认可的食

品接触安全标准）的生产线上生产，用于制造与食品接触使用的产品。有了这种树脂，COMPAC（西班牙）公司就能够创造出一系列的新型石材，适用于建造“艺术厨房”的工作平台。.

基础设施创新

另一个使用生物基材料的完全不同的案例是将Synolite™7500-N-1结构型树脂应用于“生物桥”，由Fibercore公司（荷兰）安装。由于它们的质量轻，复合材料桥比较容易安装。减少了安装时间，且降低了对交通和生活的影响。另外，与纯钢结构或混凝土制成的桥梁相比，较轻的质量，需要的桥梁基础结构也较轻。由于其本身的特性，复合材料具有优异的耐水性、耐热和耐化学腐蚀性。因此，这些桥需要的维护较少，而且对环境和交通的二次影响也可以降到最低。

DSM推出的新型的Synolite7500-N-1树脂是部分生物基材料（~50％），它是一种高强度结构型树脂（UP）。该树脂可以通过真空灌注制造工艺，方便的生产成各种复合材料组件。

成本与环境的权衡

当生物基原料的应用越来越多，“生物特性”成为广受消费者和最终用户所接受的标识，同样显而易见的是，市场并不愿意为生物解决方案的高价而买单。由于生物基原料的小规模生产（特别是在较小的工厂里，生产的量较少时）以及生物基资源生产生物基材料的原因，使得生物基材料的价格在未来的一段时间内仍远高于石油基材料。

DSM推出了新型的Beyone201-A-01树脂用于制造风力涡轮机叶片，这可能是一个重大的转折。目前用于制造风力涡轮机叶片的材料主要是环氧树脂类材料。而它们的耐疲劳性较好，对加工工艺比较敏感，为了达到最佳的物理性能，后续固化时间很长。相比而言，聚酯树脂体系更易于加工，但强度和耐疲劳性较差。此外，叶片制造商更喜欢使用不含苯乙

共同推动生物树脂的发展


热固性

烯的树脂体系，为了他们的操作员工能有一个较好的工作环境。

DSM与其合作伙伴3B-玻璃纤维公司、Siemens风力公司和DTU风能公司，共同提出了一个全新的复合体系用于风力发电机叶片，叶片制造简单，重量轻，高刚性和耐疲劳性优异。该体系是以DSM的Beyone201-A-01树脂为基础，它是不含苯乙烯的，不含钴（BluCure™技术，www.BluCure.com），生物基含量为40％。目前已经证实，该体系快速制造长叶片创造了记录（快速树脂灌注工艺和较短的后续固化处理时间），生产速度惊人，优异的加工一致性也值得期待。

在这篇文章提到产品配方中生物组分来源于玉米和玉米废料（即所谓的第1.5代）的混合物。 DSM试图证明通过使用生物组分也能实现高性能（因此推出这三种树脂）。与此同时，DSM已经加大了研究力度探索从二次有机资源得到所需原材料的途径（即不与食物链竞争）。 DSM已经推出新的生物基产品，为其在生命科学和生物技术领域奠定坚实的基础。

共同创新

为了使得具有潜在革命性意义的制造风力涡轮机叶片新技术尽快实现商业化应用，我们有必要打开思路，形成了强大的渠道合作伙伴。 DSM、3B、Siemens风力和DTU共同合作推出了一个复合技术，该技术被快速进行评估，并为现场规模化应用市场需求做好了准备。目前，该材料体系正在由Siemens风力公司评估，为它的下一代风力发电机叶片做准备。

Beyone201-A-01的发展，使得它不仅在风能领域，也在生物基复合材料领域可能会成为一个改革先锋。通过优异使用性能、易加工低成本以及提高可持续发展性的综合表现，推出这种材料可以确切的称之为一场绿色革命。

复合材料——携手共创美好未来

作为一个生命科学和材料科学的企业，DSM铸就了其独一无二的地位。DSM是高性能、可持续发展复合材料解决方案的全球领先的创新者。DSM通过涉足多个行业，包括交通运输、建筑、基础设施和工业，通过提高性能、提高健康与安全、并最大限度地减少对环境的影响，实现了企业的价值，巩固了其在先进科技和市场中的领导地位。

文章:

Thomas Wegman，市场经理，DSM复合材料树脂部门，Zwolle，荷兰

www.dsmcompositeresins.comwww.blucure.com

Compac公司使用DSM的 Synolite 7524-N-1 FC,是符合GMP标准的树脂，创造了一系列艺术石材，产品被命名为生物科技石英。

简易式安装的组合桥梁，是使用DSM的Synolite 7500-N-1树脂, 其中含有50%的生物基材料。

Excellent resistance to fatigue for long live blade performance. Tensile fatigue performance (S-N Curve) of Beyone 201-A-01 glass reinforced composites compared to standard epoxy systems for wind turbine blades

R=0.1 Fatique SN Curves - Beyone 201-A-01 vs. WTB Epoxy reference

Number of cycles

0 0,

3 0,

7 1,

0 1,

3

1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06 1,E+07

WTB Epoxy reference + SE2020Standard UPR resins + Standard GlassBeyone 201-A-01 + SE3030

Run out

People


生物塑料会打乱塑料回收体系？

概况

生物基（非可堆肥）的塑料薄膜，例如由Braskem公司的绿

色聚乙烯制成，在化学成分上等同于传统塑料，对原有的塑

料回收体系管理并不会带来更多的困难。

可堆肥塑料是特殊的有机循环。它们都清楚地标明为标

识，如幼苗标志（参见第14页）。

在这种情况下，可堆肥塑料不会影响传统的塑料回收体

系，传统的分拣技术就能将其与其它残余垃圾分拣开来。

当生物塑料有残余时，它与普通塑料是类似的，或在目前

的PE（例如PS，PP，PET）残留垃圾中更容易处理。相对于

传统的塑料回收过程，它的成本不会明显增加，回收过程也

不会更复杂，回收PE的价值链也不会受到影响。

在目前的塑料垃圾中，可堆肥塑料所占的份额不超过10％

。在这个比例或更低时，研究表明对回收PE工艺技术的影响

微乎其微。

由于可堆肥塑料市场份额的增加，在经济性方面对塑料回

收起到了积极的影响。现在而言，这在技术上是可行的，而

且也会为垃圾处理行业创造一个新的、有价值的市场。

而且，笔者相信，除了生物塑料的社会效益和环境效益，

科学数据清楚地表明，生物材料对垃圾处理行业来说，是一

种比较经济性的机遇，而不是一种威胁。.

混合垃圾体系中的生物塑料

现代垃圾回收系统需要配合物性不尽相同的材料，包括各

种不同种类的聚合物。自动化工厂能从垃圾中分拣出有价值

的部分（例如PE，或PET）。有价值的聚合物被分离开来，

剩下的部分在另外一个容器中，它通常被标识和转售为“混

合塑料”。

为了实现这一先进的分拣系统，可以使用各种分析方法，

包括近红外、紫外、X-射线、激光、偏振光、荧光灯、静

电、熔点以及其它一些技术。在保留主要的回收材料，去除

不需要的材料方面，这些方法显然是有效的。

生物降解塑料应该在生物降解垃圾箱结束它们的宿命。如

果这样的垃圾箱不可行，它们仍然可以清楚地从它们的标签

识别和整理出来，以便转运给生物降解垃圾加工厂。

然而，在目前的垃圾处理体系中，即使再好的工作系统，

失误也不能完全避免。不可生物降解的塑料最终也可能进入

有机垃圾体系（例如误丢），可生物降解、可堆肥塑料通过

机械回收（例如误认）可能会被辨认出来。少量的不可生物

降解塑料经常出现在错误的回收体系中。

那么可以说，在运行良好的垃圾处理设施中，大部分残留

的生物塑料将最终被定为“混合塑料”，直到生物塑料回收

有利可图。也可以说，今天，即使在错误的分类时，在垃圾

体系中的生物塑料数量，也不会比任何其它类型的塑料多，

不会造成令人担心的后果

反对生物塑料是无依据的

在垃圾处理工业中，有一些人声称，对已经建立垃圾回收

体系的地区，生物塑料是一种严重的干扰。例如，PE或PET

的回收体系。

下面的研究和证据会驳斥这些说法，它表明生物塑料对有

价值材料的收集和处理的影响是微乎其微的

生物基聚乙烯（PE，不能生物降解或可堆肥）

生物基聚乙烯是通过乙烯单体的聚合获得。生产生物基

LDPE或生物基HDPE主要取决于不同的聚合过程。与以石化燃

料为原料来源的PE，唯一的区别就是，它是来源于植物的（

生物乙醇从甘蔗、甜菜、小麦等制成）。

所以，石油基和生物基PE的化学性质是相同的。它们的物

理性能也完全相同。因此，生物基PE可以与石油基PE一起机

械回收，没有其它问题。

PLA / PBAT共混物（可堆肥，参考EN13432，ASTM D6400等）

德国汉诺威大学 [1]，[2] 的研究表明，不同的可堆肥塑

料对低密度聚乙烯（LDPE）的影响。被测试的混合物含有

0.5％-10％的异物。LDPE中所含的物质分别是PLA / PBAT共

混物（Ecovio®由BASF提供），纯PBAT和淀粉共混物。他们

发现：

� 与纯LDPE相比，LDPE与PLA/ PBAT的共混物表现出相同的粘

度特性、弹性以及拉伸强度。

� 没有观察到光学性（即透明性或外观）差异。

� 在10%异物存在的情况下，熔体流动速率略微降低。

回收


生物降解性聚酯PBAT也被用来测试，作为LDPE一个可能的

添加物。纯PBAT与LDPE的共混，与纯LDPE相比，粘度特性没

有任何影响，且对加工性能没有影响。熔体流动速率值接近

纯LDPE，且对材料的加工性没有影响。同时也没有观察到光

学性差异。

添加量低于10％时，对LDPE没有影响。

淀粉共混物（可堆肥，参考EN13432）

BI O T E C [ 3 ]研究评价了PE与可能的异物——淀粉/

PBAT（Bioplast®由BIOTEC提供）共混物，以及与PP、PS的

共混物，拉伸强度、断裂伸长率和特定的冲击强度。结果表

明，生物降解的淀粉共混物对PE的污染不比一些普通塑料例

如PS或PP的污染更严重。

在大多数情况下，PE与PS或PP异物的混合物的性能比PE与

淀粉共混物的性能更差。

然而，同样的研究发现，在PE回收体系中，即使是最小量

的PET（2％）也会导致严重的问题。由于PET具有比较高的

熔融温度（约250℃），对于PE吹塑薄膜来说，这是不可能

加工的。

这些结果表明，可堆肥塑料对PE污染的影响实际上小于PET

对PE的污染。

汉诺威大学[1] 一项研究也表明，淀粉共混物通常被用于

软包装应用。结果发现，只有当添加量超过10％时，它对材

料粘度和流动性的影响才有所体现。

关于熔体流动速率对加工性能的影响，与纯LDPE相比较

小。随着淀粉共混物的添加量的增加，观察到颜色有所变

化。

所有测试在米兰聚合技术研究所的塑料测试实验室和

Proplast实验室（托尔托纳/意大利，代表CONAI，意大利全

国包装协会）进行。结果验证了淀粉基材料袋子（MaterBi®

由Novamont提供）的重新加工性和回收利用可行性，传统塑

料购物袋中可以添加10%淀粉共混物。

CONAI发现柔性、可堆肥包装可以回收利用，添加到普通塑

料包装材料中，添加量不超过10％，没有任何问题[5]。

CONAI得出的结论是，即使可生物降解袋没有被合适处理，

它们也不会对传统的塑料回收体系造成影响。


参考文献：

[1] A. Kitzler, Bioplastics in Waste Management Streams, Dissertation, University of Hannover, 2013

[2] H.-J. Endres, A.-A. de la Cruz, Influence of PLA/PBAT material (ecovio) on the recycling of conventional LD PE, University of Hannover, 2013

[3] C. Heß, Influence of BIOPLAST-Material and conventional non-PE Plastics on the mechanical Properties of recycled PE-Film, BIOTEC, Presented at K Fair 2013

[4] Italian National Packaging Consortium CONAI, Findings of Biodegradable Packaging Recovery Project. Presented at the European Bioplastics Conference, Berlin, 2013.

[5] http://www.ecodallecitta.it/notizie.php?id=114824, last accessed Jan21, 2014

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这篇文章是一个比较全面的研究报告，由欧洲生物塑料协会出版的删节和修改版本。完整的研究报告可以从以下网址下载 www.bioplasticsmagazine.de/201401

欧洲生物塑料协会的“幼苗”标志，由独立的认证机构颁发

compostable

零代生物塑料来临

由于塑料的广泛和过度使用，一些历史学家称当前时代是塑料的

时代。在1983年，塑料的125,000,000 m³全球需求量首次超过

了铁。但是，塑料的历史要早于一些历史学家和塑料企业家所

认为的：

现代人总是喜欢寻找和使用，易加工的材料，以便于日常生活。

根据Waentig的说法，塑料的历史可以区分以下阶段之间：

起源（直到1839）,

� 模仿材料的时代（1839-1914年），

� 替代品的时代（从约1914-约1950年），

� 新特性材料的时代（从大约1950年）。

有些人可能已经忘记了第一种塑料是生物大分子。早在石器时

代，天然树脂（生物聚合物）作为一种胶，从生物聚合物牛奶

蛋白（酪蛋白）制造出来，在中世纪被用于仿牛角嵌体或小徽

章。仿牛角制作工艺有差不多500年的历史，使其成为塑料历史

上一个最古老的符号。在1530年左右，瑞士商人Bartholomaeus

Schobinger在富饶的Fugger家族居住地会见了Bavarian

Benedictine的修士Wolfgang Seidel。在那里，Seidel，一个

热情的收藏家和科学文献的出版商，听说了一个alchemist的配

方，他后来将其写到他的著作中并出版，著作的题目是“创造像

美丽角质一样透明材料的秘密”（见专栏下一页）。

在18世纪社会结构发生了快速的改变。城市化发生，资产阶级

变得更胖、更富裕和对时尚生活用品更高的要求，如稀缺和昂贵

的喇叭、珍珠、玳瑁和雕刻的象牙（见图片）。然而，对这些天

然材料（几乎都是生物聚合物）的需求量却远远超过了供应量，

这就打开了替代品的市场。

Bois Durci，一种硬化木材，在1855-1927年间主要用于法国生产相框、笔饰、专辑封面、徽章等奢侈品（图9）。 BOIS Durci是一种深颜色材料，由生物聚合物蛋白质和许多不同的填充材料制成。该模塑化合物由一些废弃材料组成：包括当时巴黎大城市周围许多屠宰场的牛血、以及生产热带木材家具的木屑

几乎在同一时间，即19世纪末，来源于酪蛋白的乳石树脂诞生

了。驰名商标有Galalith和Erinoid（见专栏第38页，上图）。

它的生产比较费劲，比后来的赛璐珞更昂贵，但它在市场中保持

了一段时间，因为它是无味的，易燃的。

19世纪下半叶，台球游戏在美国很受欢迎，象牙台球的需求

导致Ceylonese（今天的斯里兰卡）大象灭绝。1869年，由J.W.

Hyatt开发出来的热塑性塑料赛璐珞，成为稀缺和昂贵的象牙的

替代材料。当时他肯定不知道，他已经推出了有史以来第一个合

成的生物塑料。赛璐珞是由约70-75％（重量比）纤维素二硝酸

化合物和25％-30％（重量比）樟脑的混合物。近年来，它逐渐

被醋酸纤维素混合物（不易燃）替代（见附属说明）。

今天，市场上有许多其他种类的生物聚合物和生物塑料，但仍

有一些生物塑料从一开始就存在：例如FKUR的Biograde®品牌的

醋酸纤维素（CA），一个最知名的应用，就是将纤维素乙酰丁

酸酯（CAB）制成瑞士军刀手柄。一个更新的酪蛋白基聚合物由

Qmilk推入市场（参见BM05/2013）。

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Bonten是德国杜塞尔多夫Kunststoffmuseum的主席（德国塑料博物馆）、德国Stuttgart 的KUNSTSTOFFTECHNIK研究所（IKT）主任。

www.deutsches-kunststoff-museum.de

文章：Christian Bonten, Deutsches Kunststoffmuseum 杜塞尔多夫，德国


历史

“创造像美丽角质一样透明材料的秘密”

（原文为德语，“EIN durchsichtige materi（...）GLEICH wie

Schons horn”）

““拿羊奶酪或另一种低脂的奶酪，让它煮一整天，然后让它冷

却，直到变成厚厚的浆糊状。必须撇去浮在上面的白色乳状液体，

往剩下的物质中倒入新鲜热水，再次煮和搅拌，使水与糊分离。重

复这个过程，直到不再生成白色物质。剩在锅底的物质是一种粘

性和透明，看起来像角质和凝胶奶酪。Seidel然后拿起容器：“将

清洗过的材料倒入到充分加热的肥皂溶液中，然后将其压入到一个

模具。填充模具随后被置于冷水中冷却，它变得坚硬如骨和晶莹

剔透。”它是 “工匠的理想材料”。Seidel补充道：“如果操作得

当，桌面、餐具和奖章可以用这个材料做成。”他继续道：“但请

记住，材料必须将趁热成型。即使已经成型，它仍然可以改变形状

而不被损坏。但是，一旦它已经冷却下来，弯曲或扭转会导致它像

玻璃一样粉碎 bending or twisting will cause it to shatter

like glass.”

来源于牛奶蛋白质的生物聚合物和生

物塑料酪蛋白重要的原料来源就是牛奶，牛奶中酪蛋白的含量有2-3％重

量。一升牛奶中含有约40g乳脂、36g酪蛋白和50g乳糖。所以若要制

造1kg酪蛋白，需要消耗30升牛奶，效率很低。

市场上品牌为Galalith或Erinoid产品是一种人造的角质，

它从干酪蛋白得到，这是个相当漫长和昂贵的方式。生产硬

质人工角质需要将牛奶适当离心脱脂和沉淀，添加凝乳酶代

替酸。对于硬化过程，需要将板和杆置于5％甲醛水溶液中

浸泡。硬化时间需要几个星期至几个月，这使得加工成本很

高。后来，添加20％硫氰酸钾可以缩短三分之二的硬化时

间。

来源于纤维素的生物聚合物和生物

塑料（植物细胞壁）

在19世纪，纤维素已成为一个重要的原料塑料。从青铜时

代起，纤维素、木材和棉花都以纤维和织物的形式被用作

纸。我们发现所有的植物中都含有纤维素——包括许多费粮

食性植物。因此，纤维素是地球上最常见的碳水化合物。植

物纤维如棉花、黄麻、亚麻和大麻几乎都是纯纤维素。

通过拉伸成纤和成型，可以将纤维素转换成纸（纸浆）。

这里用到的纤维素是从木材或稻草得到的。通过纤维素的水

解，得到葡萄糖，然后将其转化成不同的化学物质，例如丙

酮、醇、羧酸，并且乙醇也是通过发酵的方法得到的。这种

生物乙醇可以转化成乙烯和丁二烯来生产生物塑料。然而，

该方法涉及许多不同的步骤，并不总是高效的。

一个生产纤维素衍生物较简单的方法是直接将其转化为生

物塑料。典型的思路是在有机酸衍生物（如乙酸酐）作用下

酯化得到的纤维素酯。这些纤维素酯的特点就是受添加剂的

影响较大，例如增塑剂。常见的纤维素酯CA（醋酸纤维素）

、CAB（乙酸丁酸纤维素）和CP（丙酸纤维素）可以使用所有

传统的塑料加工工艺加工。

所有图片来源于Deutsches Kunststoffmuseum，杜塞尔多

夫，德国


历史

bioplastics magazine 中文专刊 2015

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