生物塑料的材料事实

我们最近的网络广播塑料的新生命:绿色材料时代的终结方案”画了一个相当大的观众 - 和问题相当数量我们只能够在网络直播过程中解决这些极少数的，所以我们问三个参与者 - 威廉·霍夫曼，在绿色化学环境科学家UL环境;罗伯特·怀特豪斯，主任应用开发Metabolix公司，公司一家领先的生物塑料公司；以及德国生物塑料公司的顾问Kelly LehrmannFKuR公司- 应对一些遗留问题。

以下是他们的生物塑料，生物基的各种塑料之间的差异，市政废物机构中建立一个堆肥基础设施的作用，和其他东西的好处的想法。

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生物塑料的最大好处是什么：生物降解性还是减少碳足迹的可再生资源？

威廉·霍夫曼：并非所有的生物塑料是可生物降解。Braskem公司（绿色PE）和普立万（声达）都产生生物基其不是生物可降解材料。最终，“正确”这个问题的答案将取决于针对材料所设计的应用程序（和与该应用程序相关联的结束生命）。比方说，材料是耐用的应用程序中使用，或者在设备罩壳，其中一部分需要持续电器（约10年）的生活，那么生物降解性不是一个理想的特征。在另一方面，如果在一次性包装应用中使用的材料，可生物降解性将是因为许多一次性使用的塑料包装最终产品的所希望的特性在垃圾填埋场中结束。

罗伯特·怀特豪斯:最好的好处是生物塑料，既有生物基，又可生物降解。例如，米雷尔™ 生物塑料由每年可再生资源玉米糖制成，可在各种环境中生物降解，包括自然土壤和水环境、可用的家庭和工业堆肥设施以及厌氧消化。生物基和生物可降解的结合有助于减少对石油的依赖，并有助于减少垃圾填埋或焚烧的数量。

封闭式垃圾填埋场的厌氧降解情况如何？

WH:一旦垃圾填埋场关闭，促进生物降解的条件——携带微生物和升高湿度的循环渗滤液——就会被清除。事实上，封闭的垃圾填埋场就像威廉·拉杰(William Rathje)在20世纪70年代的垃圾项目中研究的“干坟场”。

RW:垃圾填埋场通常不受微生物活动的控制，因此降解很难预测。管理厌氧降解设施通常需要20到50天的有机碳转化。

与其他可生物降解产品相比，ASTM D6400需要多长时间才能完全降解为安全排放物？

RW:ASTM D6400是围绕典型的90天左右的庭院垃圾堆肥过程开发的。

降解过程中产生的二氧化碳会发生什么变化?

RW:它是在制造新的植物为基础的作物隔离。

什么是垃圾填埋场，以促进生物降解的确切条件？有多少垃圾填埋场与这些条件目前存在（并在该市场）？

WH:有两种类型的垃圾填埋场。一个被设置成与垃圾，没有什么干涉，是指被关闭并加盖了过来。另一种是积极管理的垃圾填埋场。主动管理型填埋场旨在促进生物降解，从而产生沼气来产生能量。分解有机物，某些条件下需要存在，例如填埋场需要被保持在一定的温度，摄氏大致50度。水分水平，固体含量和微生物水平必须保持以诱导击穿过程。微生物生活在一个填埋场附近分布，以促进生物降解过程中的循环渗滤液。有一些变化取决于区域位置，在美国东南部有可能在更高的温度来进行管理，由于当地的气候。

至于根据EPA的这个条件垃圾填埋场的数量，在美国的2300元左右当前正在运行或最近关闭的MSW垃圾填埋场，超过490具有填埋气体利用项目。EPA估计，大约515附加垃圾填埋场可以把他们的天然气转化为能量，功率超过665,000家生产足够的电力更多。

你能说一点关于生物基塑料的可回收性？例如，可乐现在有一个PET的PlantBottle是100％可回收。如何与其他生物基塑料的这种树脂有什么不同？

WH:可口可乐的bio PET与Braskem的Green PE更相似，而不是PLA或PHA。Bio-PET有一种生物基前体：甘蔗衍生的乙二醇。尽管有这种生物基原料，生物PET是在传统PET工艺中生产的，其结果是一种与100%化石燃料衍生PET相同的材料。因此，可口可乐的PlantBottle可以与化石燃料的同类产品放在相同的回收流程中。

PLA和PHA具有完全独特的聚合途径。由于没有广泛的计划来分离和收集这些材料进行回收，因此需要将它们排除在回收流之外，以防止污染。

RW:生物基塑料的生物降解是一个全闭环循环过程。然后，释放出的二氧化碳被隔离在农作物中，成为生物塑料的原料

回收利用是一个可行的选择吗？你为什么要花费所有的资源来制造一种生物塑料，然后把它埋在地下？

RW:问题在于如何利用以农作物为基础的可再生资源产品，而不是耗尽石油储备，因为石油储备更适合用于能源。

许多堆肥商将产品销售到有机农业市场。目前，生物塑料树脂在国家有机计划中没有被列为可接受的物质。您是否知道有任何关于NOP的倡议来解决这个问题?

RW:是的，BPI和ASTM正在努力解决这个问题，这是一个教育过程

相关的生物塑料循环利用的问题，什么是开发一种可回收标准最新的，无论是生物基塑料或基于纤维等？

WH:我们还没有看到任何最终的决定，但听到了两件事：1）消费后塑料回收商协会（APR）和美国材料试验协会（ASTM）一直在研究一个新的聚乳酸回收代码；2）美国只有一个聚乳酸回收商——威斯康星州奥克莱尔的聚乳酸回收商。Plarco实际上正在分解PLA，并将乳酸送回Natureworks，用作新PLA树脂的原料。

我公司对来自中国的服装产品的保利包装有着巨大的需求。有人告诉我，生物塑料的应用问题在仓库和运输费用下退化太快了。有办法绕过这个吗？

RW:这是不是从美国和欧洲制造生物基和可生物降解的产品如此。在不存在与适当的微生物（存在于土壤或厌氧消化器）直接接触的所制造的产品具有年的顺序良好的稳定性。

凯莉·莱尔曼：FKuR GmbH已经在意大利商业化了一款顶级名牌服装袋。在过去，传统的聚合物材料被设计用来抵抗降解。挑战在于设计出在使用过程中具有必要功能，但在使用后会分解的聚合物。FKuR化合物以优化的方式满足这些要求。生物降解只能在一定的条件下发生——在高温、潮湿和微生物的存在下。FKuR树脂的复合可以达到最大的机械和阻隔性能，并且与基本的生物原料聚合物相比，可以获得更长的保质期。我们可以设计一种树脂来满足您特定的机械性能需求，从透明到光泽，从刚性到柔性。我们所有的Bio-Flex材料都可以干混在一起，以达到不同的产品要求，因为它们的分子链都是相似和相容的。

Lehrmann女士对市政参与的描述给当地纳税人带来了额外的成本；我们如何让制造商更多地参与其产品的报废管理？

RW:大多数城镇征收某种形式的税收来管理家庭垃圾的收集和处理。利用生物降解过程，这减少了转投填埋场的数量，也减少了管理不善的填埋场作业在气体排放和液体废物进入地下水位方面对环境造成的影响所增加的额外成本。

吉隆坡：市政的参与作为成功的项目，我已经在过去的八年里看到的一个例子。为了激励生产商越来越多地参与以结束生命的管理，也必须获得认证法规与消费者提供清晰的路径结束生命的处置一起做有意义的底线。例如，这有利于拥有堆肥标准（ASTM d 6400），但如果大多数消费者没有访问搬运工可以把他们变废为商业堆肥设施，则预期的最终寿命为产品无法达成

如果只关注堆肥性能，那么除了好氧商业堆肥设施外，我们还需要寻求更广泛的解决方案。即使回收在许多社区是有限的，大多数消费者仍然困惑什么可以或不能放在他们的回收箱。

直到处置适当渠道到位的焦点可以被放置在减少在生产方面，而不是在处理端的碳排放和化石燃料。因此，在制造使用可再生的材料仍然可以减轻对环境的影响，而不管可用末端的寿命的解决方案。未来对美国可什么像德国的地方得以实现。垃圾填埋场被允许只接受处理的废物是惰性的环境。所有的塑料，生物塑料包括，都被禁止，因为它们污染与甲烷气体的环境。

关于这些演讲者所描述的塑料的生物来源，是否与食品的来源有冲突?几年前，人们开始使用玉米作为塑料原料，这增加了玉米的价格，使低收入人群无法负担。这些塑料有类似的问题吗?

WH:由于绝大多数生物塑料都来自于植物中所含的糖，农业是生物塑料供应链中极其重要的一部分。因为美国农业综合企业的结构在美国，把玉米作为工业生物技术的起点是合乎逻辑的。然而，现在人们把玉米衍生的聚合物，如Natureworks的Ingeo PLA或杜邦的Serona，称为“第一代”生物塑料。今天，大多数生产商都意识到，除非他们的原料不与食品来源竞争，否则生物塑料永远不会获得广泛的市场准入。因此，在过去的几年里，我们看到全球的参与者给市场带来了创新，包括从高生物量的高粱、蓖麻油甚至藻类中提取的生物塑料。我们预计这一趋势将继续下去。

对于像EcoPure这样能使石油基塑料生物降解的添加剂，你有什么要说的?

RW:它们不能将大部分碳转化为二氧化碳或甲烷。残余材料可能与具有未知毒性影响的原始材料具有不同的化学性质。

吉隆坡：像EcoPure这样的产品不能使普通塑料生物降解。将这些类型的添加剂混合到塑料中会使普通的塑料分解成几乎看不见的颗粒。所谓的“氧化生物降解”塑料碎片不是生物降解过程的结果，而是化学反应的结果。更小的塑料颗粒仍然会通过我们的生态隔间而不会分解。这种降解会产生小碎片，污染堆肥、垃圾填埋或海洋环境。

此外，这些材料降解速度不如可分解塑料，可能会在土壤中留下小碎片。这些退化的疏水片段具有高表面积可以迁移到地下水位和土壤,在那里他们可以吸引和保持疏水性剧毒元素,如PCB和DDT背景水平的一百万倍,有效地运行环境中的有毒化学物质运输系统。氧化可降解的添加剂，不是基于有机材料，而是由过渡元素，如钴，锰，铁或锌，更糟糕。当暴露在热、空气或光下时，这些过渡元素会促进塑料的氧化和链降解。客户应始终要求相应的认证(如ASTM D 6400)，在购买声称是可生物降解或可降解的材料时，该认证应提供科学数据和索赔证明。

_{照片抄送许可人Shira戈尔丁。}