賢集網(wǎng)頻道訊：塑料它們是耐用的，柔性的，并長久存在的。它們也是無處不在的。對于這些普遍存在的聚合物，它們有哪些不被人喜歡的地方呢？它們是由碳和其他材料組成，然后經(jīng)加熱、分解并成為可被塑造成幾乎任何形狀的塑料樹脂。
然而，碳通常來自石油，一種對環(huán)境有害的化石燃料產(chǎn)品。此外，許多類型的塑料無法生物降解。盡管一些塑料可以被回收，但大部分不可以(或者因?yàn)樗鼈儾荒芑蛘咭驗(yàn)槿藗儾荒?。例如，每年在美國有超過70億磅(32億公斤)的廢棄的聚氯乙烯，其中只有大約0.25%可被回收，聚氯乙烯是世界上最常見的塑料。在我們的日常生活中，塑料令人如此難以割舍，很難想象沒有它們的生活。然而，更多的環(huán)保替代材料紛紛出現(xiàn)。準(zhǔn)備好看這十大環(huán)保替代材料了么？
第十位：玻璃
玻璃不是由化石燃料-而是由沙子制成的。曾經(jīng)，媽媽們和送奶工人用玻璃瓶裝牛奶?，F(xiàn)在在你的廚房隨便看看，你可能會看到許多塑料-水瓶、蘇打瓶、食品存儲容器。時(shí)代已經(jīng)改變。
有時(shí)，回到過去是件好事。與通常來源于化石燃料的塑料不同，玻璃由沙子構(gòu)成。這種可再生資源不含會滲入食物或身體的化學(xué)物質(zhì)。而且易于回收，不管你把瓶子扔進(jìn)回收站再成為新瓶子，或者重新利用玻璃瓶來存儲剩菜。當(dāng)然，如果被扔，可能會破碎，但它不會在你的微波爐中融化。
第九位：可重復(fù)使用購物袋
可重復(fù)使用購物袋到處都是，可用任何您喜歡形式或標(biāo)志裝飾。放在一個(gè)方便的地方，這樣你就不會忘帶它們。當(dāng)塑料袋第一次出現(xiàn)的時(shí)候，我們面對一個(gè)選擇：紙或塑料。如今找到提供塑料袋替代品的商店，就好像在素食主義者的冰箱找到一個(gè)漢堡一樣。如果你不是個(gè)很注意塑料袋使用的人，你會發(fā)現(xiàn)自己走回家，每個(gè)東西用一個(gè)塑料袋。
事實(shí)上，在像美國這樣的國家，購買東西后不立即放進(jìn)塑料袋是很少的。難怪塑料袋似乎無處不在。在美國，每年約有10億塑料袋，只有不到1%被回收[來源：清潔空氣委員會]。300000噸(272155公噸)的美國垃圾沒有城鎮(zhèn)在城鎮(zhèn)進(jìn)行處理，許多最終排放在海洋中[來源：清潔空氣委員會]。它們每年殺死數(shù)以百萬計(jì)的海龜，鳥類和海洋哺乳動物[來源：加州環(huán)境]。但無論如何，你還必須拖那些雜貨回家。那么你會怎么做？首先，請用可重復(fù)使用購物袋。
你可以在可重復(fù)使用購物袋上，印上你的名字或者你的銀行/健身/冷凍酸奶店的圖案。每個(gè)人把它們帶出去，它們有帆布、編織塑料纖維、麻、棉、甚至皮革等材質(zhì)。你也會發(fā)現(xiàn)尼龍材質(zhì)的購物袋可被折疊裝進(jìn)你的口袋里中。事實(shí)上，任何類型都可以，無論它是否是用來攜帶雜貨。
優(yōu)點(diǎn)：避免塑料袋在你的櫥柜里積累，不必?fù)?dān)心扔掉后它們會去哪里。
第八位：塑料添加劑
有些人忙于開發(fā)塑料替代品，有些人則傾向于使傳統(tǒng)的熱塑性塑料生物降解。怎么做呢？被稱為預(yù)降解濃縮液(PDCs)的添加劑。PDCs通常是金屬化合物，如硬脂酸鈷或硬脂酸錳。它們促進(jìn)氧化過程，使塑料分解成脆性的低分子量的分解段。微生物吞噬分解段，將它們轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和生物體，據(jù)報(bào)道這些產(chǎn)物不含有害殘留物。
搜索在添加劑技術(shù)，你會遇到的商品名稱TDPA(完全降解塑料添加劑的縮寫)或色母粒丸(MBP)。他們用于生產(chǎn)一次性塑料薄購物袋、紙尿褲、垃圾袋、垃圾填埋場覆蓋和食品容器(包括快餐容器)。
當(dāng)3%的PDCs被添加到聚乙烯(標(biāo)準(zhǔn)塑料袋材料)中，促進(jìn)幾乎完全的降解；四周內(nèi)，95%的塑料變成可被細(xì)菌處理的碎片[來源：Nolan-ITU Pty]。雖然不是嚴(yán)格意義上的生物降解(更像是“生物溶解”)，包含PDS的聚合物比那些需要在垃圾填埋場填埋幾百年的純聚合物更加環(huán)保。
PDC存在問題？
生物可降解塑料外觀和感覺與我們鼓勵(lì)回收的塑料制品一樣。那么，如果我們偶然回收了那些生物可降解的袋子，會發(fā)生什么呢？潛在的后果是災(zāi)難性的，被PDC添加劑污染的聚乙烯回收泵不太可能持續(xù)使用很長時(shí)間。事實(shí)上，南非的塑料回收強(qiáng)烈感受到，帶有PDC添加劑的生物降解材料并不適應(yīng)循環(huán)處理系統(tǒng)，因此他們想要在國家中禁止使用PDC添加生物降解材料。
第七位：牛奶蛋白質(zhì)
忘記了由牛奶制成的塑料，上圖是由服裝設(shè)計(jì)師兼生物科學(xué)家用牛奶制成的衣服。所有的新生兒哺乳動物依靠它生存。沒有它，就沒有冰淇淋。不能否認(rèn)牛奶的價(jià)值。
目前，科學(xué)家們稱牛奶可以幫助制備生物可降解的家具坐墊、絕緣、包裝和其他產(chǎn)品的塑料。是的，研究人員正在嘗試?yán)门Ｄ讨械闹饕鞍踪|(zhì)-酪蛋白，轉(zhuǎn)換成生物可降解材料，使其與聚苯乙烯的剛度和壓縮性相匹配。
自1880年代以來，基于酪蛋白的塑料已經(jīng)存在，當(dāng)法國化學(xué)家使酪蛋白與甲醛反應(yīng)來生產(chǎn)可以代替象牙或龜甲的材料。雖然可作為瑪麗皇后的理想首飾，但酪蛋白基的塑料太脆了，只適用于裝飾。
科學(xué)家們已經(jīng)找到一種方法使蛋白質(zhì)不容易開裂，利用被稱為鈉蒙脫石的硅酸鹽粘土。把鈉蒙脫石凍結(jié)成被稱為氣凝膠的海綿狀材料，把酪蛋白塑料注入粘土間的多孔網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果呢？聚苯乙烯類材料，當(dāng)被放入垃圾場時(shí)，開始完全降解[來源：《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》]。多虧了硅酸鹽骨架，現(xiàn)代的牛奶基塑料不容易斷裂，他們通過用甘油醛代替甲醛，降低毒性。
酪蛋白塑料的未來并不確定，但用它替換石油基聚苯乙烯，肯定會是我們喜歡牛奶的另一個(gè)原因。
第六位：雞的羽毛
雞羽毛電路板？看這個(gè)想法怎樣使雞籠飛起來。
什么可能比這項(xiàng)技術(shù)更有吸引力，將垃圾填埋場的廢物轉(zhuǎn)換成生物可降解塑料呢？處理雞羽毛是個(gè)問題，每年在美國超過30億磅(14億公斤)必須被處理[來源：科學(xué)日報(bào)]。因?yàn)閯?chuàng)新，也許它們很快就成為新的防水熱塑性塑料的來源。
雞毛幾乎全部由角蛋白組成，一種高韌性蛋白質(zhì)可為塑料提供強(qiáng)度和耐久性。該蛋白在頭發(fā)和羊毛、蹄和角中發(fā)現(xiàn)，不用被馬蹄踢到，我們都可以感受到馬蹄的強(qiáng)壯。
研究人員決定探索角蛋白的超強(qiáng)特性，通過丙烯酸甲酯處理雞毛，丙烯酸甲酯用于指甲油。最終，角蛋白基塑料被證明比其他如大豆或淀粉等農(nóng)業(yè)資源制成的塑料強(qiáng)度更高，抗撕裂性更強(qiáng)。畢竟，便宜豐富的雞毛是可再生資源。盡管沒有正式被測試，雞毛塑料有望實(shí)現(xiàn)完全生物降解。
第五位：液體木材
液體木材是造紙廠的副產(chǎn)品，如上圖所示。下一個(gè)有令人期待的新生物塑料或生物高聚物被稱為液體木頭。假裝成生物聚合物；這些材料看起來，感覺起來和性能就像塑料一樣，但與石油為原料的塑料不同，它們可生物降解。這個(gè)特殊的生物聚合物來自紙漿的木質(zhì)素，一種可再生資源。
制造商把造紙廠的副產(chǎn)品-木質(zhì)素與水混合，然后把混合物暴露在高熱和高壓的環(huán)境中，制造一種強(qiáng)度高且無毒的可塑性復(fù)合材料。德國研究人員已經(jīng)把這種塑料的替代品用于各種物品包括玩具，甚至高爾夫球托和高保真揚(yáng)聲器盒。因?yàn)樗怯媚绢^做的，也可以作為木材回收。
第四位：聚已內(nèi)酯
某天這些線可由被稱為聚已內(nèi)酯的低降解塑料制成。名單接下來的三個(gè)條目都是可生物降解的塑料，被稱為脂肪族聚酯。總而言之，它們與芳香族聚酯不同，芳香族聚酯如通常被制成水瓶的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。由于芳香族聚酯可完全抵抗微生物分解，大量的時(shí)間和精力被投入到可行的脂肪族聚酯替代方案。
聚已內(nèi)酯(PCL)，一種合成脂肪族聚酯，雖不是由可再生資源制成，但六周后可完全降解。它非常容易加工，但尚未大量使用，因?yàn)樯a(chǎn)成本問題。然而，把聚已內(nèi)酯與玉米淀粉混合可降低成本。
生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和縫合線已經(jīng)由慢降解聚合材料制成，并且組織工程研究人員也展開研究。它已有食品相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用，如托盤。
第三位：聚羥基脂肪酸酯
糖蜜：生產(chǎn)塑料的甜蜜來源
“自然生成的聚酯”可能聽起來像營銷活動的空話，但把糖喂給某些類型的細(xì)菌，你會得到自己的塑料生產(chǎn)線。
聚羥基脂肪酸酯(PHA)就是這樣，其中兩個(gè)主要成員是polyhydroxybutrate(PHB)和polyhydroxyvalerate(PHV)。這些生物可降解塑料與人造聚丙烯相似。盡管他們沒有石油基塑料靈活，你會在包裝、塑料薄膜和注射成型的瓶子中發(fā)現(xiàn)他們。
因?yàn)樯a(chǎn)成本的原因，PHA被放在便宜的石油基塑料陰影中，但采購廉價(jià)原材料的一點(diǎn)點(diǎn)創(chuàng)造性可能很快就會讓它成為首選。玉米浸泡酒、糖蜜、甚至活性污泥細(xì)菌都為糖生產(chǎn)塑料提供原料。
通過堆肥使PHAs降解；PHB/PHV復(fù)合(重量比92%PHB/8%PHV)通過培養(yǎng)生物處理廠的主力-厭氧消化污泥，它們將在20天內(nèi)幾乎完全分解，[來源：Nolan-ITU Pty Ltd]。
第二位：聚乳酸
她正炫耀著由玉米制成的塑料容器。用玉米生產(chǎn)塑料看起來像一個(gè)白日夢，但這每天也都在發(fā)生著。聚乳酸，或稱PLA，是另一種脂肪族聚酯，由乳酸制成，在玉米濕磨過程中，乳酸通過淀粉發(fā)酵得到。雖然通常來自玉米，聚乳酸也可由小麥或甘蔗制成。
聚乳酸提升了剛度，使其可代替聚苯乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯，但是它有一個(gè)真正的優(yōu)勢：在工業(yè)堆肥廠47天內(nèi)分解，不會排放有毒氣體燃燒，與石油基塑料相比，制造它們少使用20-50%的化石燃料[來源：Nakazawa]。通常，公司把淀粉和聚乳酸混合，來降低成本并提高其生物降解能力。
消費(fèi)者可能會在瓶子、袋子和薄膜中遇到聚乳酸，但這些只是其應(yīng)用的開端。事實(shí)上，如果沃爾瑪每年使用1.14億聚乳酸容器，公司高管們估計(jì)他們每年可以節(jié)省800000桶石油[來源：Royte]。如果這還不夠，那么科學(xué)家們正試圖使聚乳酸強(qiáng)度更高，耐熱性更好。這將為流行綠色塑料開發(fā)新的應(yīng)用，從汽車零部件到咖啡杯。
第一位：淀粉基聚合物
提高生物降解能力意味著這些塑料瓶不會在我們的環(huán)境中存在太久。作為完全可生物降解、低成本、可再生和天然的聚合物，淀粉可開發(fā)的持續(xù)性材料最近受到大量關(guān)注。當(dāng)談到取代塑料，然而，淀粉不能符合要求，其較差的機(jī)械性能意味著淀粉產(chǎn)品的使用受到限制，不能提供塑料產(chǎn)品的性能。
生物可降解塑料發(fā)展最熱門的趨勢之一是使聚合物復(fù)合材料生物降解能力提高。淀粉可能與此相關(guān)，盡管有不同程度的成功。
為了制作完全可生物降解的淀粉基塑料，通常與淀粉混合的組分是脂肪族聚酯，如聚乳酸、聚已內(nèi)酯和聚乙烯醇。添加到淀粉中也降低了塑料的制造成本。對降解有顯著的影響，淀粉需要占復(fù)合材料60%以上，隨著淀粉含量的增加，聚合物變得更具降解性[來源：Nolan-ITU Pty Ltd]。記住，增加較多的淀粉也影響塑料的屬性。如果你把濕的葉子放在淀粉包，當(dāng)你撿起淀粉包，就會弄得一團(tuán)糟。因此，盡管沒有使塑料生產(chǎn)得更加環(huán)保的高招，改變舊思想和提升塑料技術(shù)的結(jié)合是朝著正確方向邁出的一步。
