生物基塑料的目的和意义

生物基塑料的目的和意义

时间:2020-11-26

我国石油储量占世界的2%,消费量是世界第二,在我国,能源的多元化、可持续、与环境友好以及降低进口依存度已是大势所趋。当人们将目光聚集到可再生的清洁能源和生物质能源时,生物基塑料受到关注,成为可持续和循环经济发展的亮点。由可再生的天然生物质资源,如淀粉、植物枯秆、甲壳素等衍变得到的生物基塑料(biobase polymer)是一类绿色塑料,具有良好的生物降解性,并因原材料丰富易得,其研究开发更是受到各国的重视。开发生物基塑料的根本出发点,是因为目前大量使用的石化资源是有限的,而可再生资源却是可持续发展的。

生物基塑料的目的和意义

这个出发点可简单地用地球的碳平衡图(图1-4)来描述。从图1-4中可看出,二氧化碳被生物处理器如植物光合作用等而转化成生物质或生物有机物质,生物质或有机物质在一定条件下又被转化成石化资源,而从生物质或有机物质转化成石化资源的过程一般需要106年以上的时间;石化资源通过化学合成又可变为聚合物、化学物质及燃料等,而聚合物、化学物质及燃料等使用后变为二氧化碳的周期大概仅需要1~10年时间。

显然,由化学合成形成的产物生成二氧化碳。的速度远远超过了二氧化碳通过生物处理器再转化为石化资源的速度,如此过程反复进行,地球上的二氧化碳将越来越多,石化资源的量也将越来越少,最终导致石油资源的枯竭。而生物基聚合物恰恰是从可再生的生物质或生物有机物质直接变为聚合物,缩短了从二氧化碳到聚合物的转化过程,从而使地球上的碳能维持在平衡状态。

可见,从可持续发展的意义上分析,生物基塑料是满足可持续发展要求的。开展生物基塑料研究,对长久的国家安全有重要意义。目前,生物基分解塑料的原料主要来源于以阳光和二氧化碳为包能源及碳源的可再生资源,如淀粉和纤维素等。不管是直接以淀粉等为原料加工制品,还是通过生物技术将淀粉和纤维素转化成的聚合物,整个生产过程都是生物催化的过程,不造成环境污染;生产出来的聚合物又可以被自然界的微生物完全分解。

相对于普通塑料,生物基分解塑料可降低30%~50%石油资源的消耗,减少50%~80%CO2排放量,减少人们对石油资源的依赖。如果用生物分解塑料替代100万吨传统塑料,则可以减少百万吨的石化资源且可以减少300万吨左右的CO2排放量。

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