中国是世界包装制造和消费大国,塑料包装在包装产业总产值中的比例已经超过30%,成为包装产业中的主力军,在食品、饮料、日用品及工农业生产各个领域中发挥着不可替代的作用。
不过,随着人们的健康、绿色和环保意识的逐渐加强,对于“非天然”的塑料包装越来越忌讳,甚至有些人到了谈“塑”色变的地步,使得塑料包装不得不向更绿色、更环保的方向发展。
可生物降解的塑料包装似乎很是符合当下人们环保的理念,其使用也是越来越普遍。但是,英国塑料联合会表示,这类塑料包装确实有很多好处,但是它的局限性通常被忽略掉,如降解后的废物污染和填埋时温室气体效应。
那什么样的包装才能算得上是“绿色”的呢?
绿色包装的真实含义
绿色包装是指符合环保要求,无毒、无污染、可以回收综合利用的包装。绿色包装材料就是人们在生产、制造、使用和回收的包装物中,对人体健康无害,对生态环境有良好保护作用和可回收再用的包装物料。
按照环境保护要求及材料使用后的归属,绿色包装材料大致可分为三大类:一是可回收处理再造的材料,包括纸张、纸板材料、模塑纸浆材料、金属材料、玻璃材料,通常的线型高分子材料(塑料、纤维),也包括可降解的高分子材料;二是可自然风化回归自然的材料,包括纸制品材料、可降解的各种材料(光降解、生物降解、氧降解、光/氧降解、水降解)及生物合成材料、草、麦秆填充、贝壳填充、天然纤维填充材料等:三是准绿色包装材料,即可以回收焚烧、不污染大气且可能再生的材料,包括部分不能回收处理再造的线型高分子、网状高分子材料、部分复合型材料(塑一金属)、(塑一塑)、(塑一纸)等。
现在,有很多人将纸包装一律视为绿色包装,将塑料包装置于绿色包装的对立面。但业内专家认为,有利于可持续发展的包装即为绿色包装。应该用安全卫生、环境友好、节约资源这3把标尺来衡量,以全生命周期分析来看是环保的,才是绿色包装。这就要求在塑料包装的设计和开发之初,就要以全局的眼光对待。
在满足包装功能的前提下,遵循循环经济减量化、再利用、资源化的经济活动行为原则,尽量减少整个生命周期垃圾的产生量,就是绿色设计的出发点。这一方面可以通过产品设计达到包装轻量化的效果,减少原材料的使用量;另一方面可以采用利于回收的塑料原料,减少永久固体废物的产生量。
除了包装所用的材料之外,还要从使用者和使用环境来考虑包装是否是绿色。
塑料包装不排斥“绿色”
通常人们总是将塑料包装和“白色污染”联系在一起,把易降解材料制成的包装产品视为绿色包装,却不考虑包装产品在生产过程是否会造成环境污染和资源浪费,以及包装产品使用后能否重复利用。但从绿色包装的定义来看,即便是纸质包装,如果在造纸过程中污染严重或是回收处理不当,则不符合绿色包装的要求;而塑料包装,如果在生产中实现了减量化、资源化、循环利用,就是绿色包装。
例如,回收难是影响塑料包装“形象”的重要因素之一。如何才能克服这一问题呢?包装废弃物法规因地而异,但有一个共同的原则:鼓励少用原材料。在包装设计上应尽量使用同一材料、可分离可共存的材料,并趋向于使用结构简单、容易循环再生的材料。所以,塑料的回收问题最后还要追究到塑料包装的最初的设计环节。
如果包装设计时尽量使用同一材料或是易分离的材料、易循环再生的材料,就能提高塑料包装材料的循环使用率。从有利于可持续发展的角度来看,塑料包装也可以是“绿色”的。
协助塑料披上“绿色”外衣的技术
除了上面提到的回收以外,现在的多种技术都可以协助塑料披上“绿色”的外衣。
*复合材料塑料
国外在开发塑料复合包装材料进展很快,如日本研制的食品包装容器专用塑料CT。这是一种由聚丙烯塑料和滑石粉共混而制成的新型复合材料,耐较高温度,功能与泡沫塑料制品相仿,而体积只有泡沫塑料的1/4。这样就可以避免回收时因体积庞大而带来的诸多麻烦,缓解“白色污染”。
*可降解塑料
可降解塑料一般分为生物降解塑料、光降解塑料和生物/光降解塑料等。国内研发的品种已涵盖光降解、光生物降解、光氧生物降解、高淀粉含量型生物降解、全生物降解等几大类。现在,可降解塑料制品有普通包装薄膜、收缩薄膜、购物袋、垃圾袋等,对于改善环境质量发挥了积极的作用。
*水溶性塑料
水溶性塑料包装薄膜作为一种新颖的绿色包装材料,在欧美、日本等国被广泛用于各种产品的包装,例如农药、化肥、颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、洗涤剂、混凝土添加剂、摄影用化学试剂及园艺护理的化学试剂等。
*新型高阻隔性塑料
使用高强度高阻隔性塑料不仅可以提高对食品的保护,而且在包装相同量食品时可以减少塑料的用量,甚至可以重复使用。现在国内常用的高阻隔性材料有铝箔、尼龙、聚酯、聚偏二氯乙烯等。随着食品对保护性要求的提高,阻隔性更好的乙烯、乙烯醇共聚物、聚乙烯醇等也开始应用。
*轻量化塑料包装
当一个塑料包装被成功地实施轻量化之后,在注塑成型的工艺环节所需要的树脂材料将更少,可以更有效降低材料成本,并减少垃圾的产生量,缓减包装对环境和可持续发展带来的压力。如可口可乐公司“冰露”轻量瓶包装的瓶身仅重9.8克,较原瓶减重超过35%,相应减少35%的碳排放。而且它的瓶壁厚只有0.1毫米,可轻松扭成条状,节省70%以上的回收空间。但承重等物理性能却没有降低,这和其技术设计是分不开的。
另外,焚烧回收热能或采用炼钢炉再利用技术也是废弃塑料开发的一种思路和方法。
已在路上的生物塑料
生物降解塑料的生物降解,是指生物降解塑料在微生物作用下发生降解、同化的过程,发挥生物降解作用的微生物主要有真菌、霉菌或藻类。
乳酸可通过对含淀粉的农作物,如玉米、小麦、土豆、薯类等,进行发酵而大量生产,其中尤其以玉米淀粉产量和用量最大。
聚乳酸是一种低能耗产品,比石油基聚合物低30%~50%。它最终降解产物是二氧化碳和水,中间产物物乳酸也是体内正常的糖代谢产物,对人体无害,现已成为生物降解医用材料领域中最受重视的材料之一。1995年美国食品与药品管理局(FDA)批准聚乳酸及其衍生物可用于临床。2001年美国食品公司Cargill与Dow化学公司合资,开始大规模生产NatureWorks品牌的聚乳酸商品。目前,聚乳酸已被广泛应用于药物控制释放材料、免拆手术缝合线和注射用微胶囊、埋植剂、骨材料、眼科材料等。此外,聚乳酸还可用于农业、包装材料、日用杂品等领域。一些零售巨头如沃尔玛等大型零售商在几年前就开始推广使用聚乳酸的透明硬质包装盒和包装袋,用它来代替普通聚乙烯包装材料,原来14克的质量就变成了1.5克。
如果聚乳酸能实现万吨级工业化生产,其制品的价格将接近于聚乙烯薄膜,届时绿色塑料包装将离我们更近。不过,在清华大学郭宝华教授看来,生物塑料并不能完全替代普通塑料,但是,对于一次性用品或是生命周期短且不易回收的产品而言,如地膜或家庭用包装,全生物降解材料就是一种优选材料。
随着对聚乳酸研究的不断深入,相信在不久的将来,人们将了解和控制影响聚乳酸的稳定性、重复性的因素,克服聚乳酸生产规模小、规格品种少、价格高等问题,并生产出适用于不同用途的聚合物。可以预见,作为可生物降解的高分子材料,聚乳酸一旦实现工业化,它在医用及降解塑料方面的应用前景将是巨大的。(文/梦迪)