納米碳酸鈣在降解塑料中的應用
2021-06-08
塑料是二十世紀的重大發明，也是最常見的化工產品之一，生活中的方方面面都能見到塑料的影子：快遞包裝、外賣盒、超市購物袋、塑料瓶等等。塑料可以替代金屬、木材或玻璃等物料，使用便捷、便于儲存和運輸，推動了快遞、外賣等行業的迅猛發展。但是塑料袋降解困難，會對環境造成很大的破壞，以塑料袋為代表的白色垃圾成為了世界公認的白色垃圾。
生物降解材料時代已來臨
國家發改委2020年發布《固體廢物污染防治法》等一系列法令，2021年生物降解材料橫空入市。當我們走進超市，看著印著“全生物降解”的購物袋時，生物降解材料時代已經來臨。
2019年全球生物降解塑料產能合計約為107.7萬噸，淀粉基塑料占比高達38%，當前使用量最大，其次分別是PBAT（25%）和PLA（24%）。據預測，到2025年，快遞包裝、一次性塑料餐具、塑料購物袋和農用地膜四個領域對可降解塑料的需求空間分別達到100萬噸、70萬噸、50萬噸和30萬噸，合計形成約250萬噸的市場空間，500億元左右的市場規模。
限塑政策逐步加碼，高成本、力學性能低等仍是瓶頸
全球限塑始于20世紀80年代的，我國于2008年開始實施首個限塑令，但效果不甚顯著。自2017年我國開始禁止進口“洋垃圾”開始，限塑力度顯著加大，2020年1月發改委聯合生態部發布《關于進一步加強塑料污染治理的意見》，重點針對不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、賓館和酒店一次性塑料用品、快遞塑料包裝四個領域提出禁止、限制使用的要求和時間推進節點。限、禁塑政策的推動是可降解塑料行業發展的動力和契機，但與此同時，由于可降解塑料較高的生產成本，我國可降解塑料仍處于行業導入期。而且力學性能低等問題仍然是限制行業健康發展的瓶頸。
納米碳酸鈣在降解塑料中的應用
與普通碳酸鈣相比，納米碳酸鈣比表面積更大、顆粒更小，顆粒直徑約在50~120nm，在塑料、涂料、造紙、油墨、橡膠等領域有廣泛應用，其與聚合物共混制備的納米復合材料有優良的性能。
納米碳酸鈣可作為無機納米粒子填充物加入高分子材料中，聚合物/納米復合材料具有優異的物理力學性能：納米塑料熔體黏度低、結晶速率快，可使材料加工性能得到提高；納米粒子具有很好的剛性、熱穩定性等，且聚合物韌性良好，當納米粒子均勻分散時，復合材料能結合二者的優點，少量納米粒子的填充，復合材料性能就有很大提高，同時也可降低聚合物用量，使成本降低。
目前通過生物降解樹脂復合及改性技術、通過添加納米碳酸鈣提高力學性能等技術，有效改善了生物降解材料的工業化水平。
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