用于购物袋或垃圾袋的柔性一次性塑料薄膜主要由石油基低密度聚乙烯(LDPE)制成。然而，这些薄膜具有较大的碳足迹，且会造成环境污染。弗劳恩霍夫应用聚合物研究所（IAP）的一个团队现已开发出一种基于聚乳酸 (PLA) 生物塑料的柔性可回收塑料薄膜材料，并为其商业化铺平了道路。凭借他们的努力，他们获得了2024年约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。
该团队的研究涉及用生物聚合物替代石油基低密度聚乙烯(LDPE)，以减少一次性购物袋和垃圾袋的碳足迹。PLA显示出良好的前景——它是生物基的、可生物降解的、易于回收的。研究人员表示——PLA的高硬度使这种聚合物适合硬质包装应用（例如一次性杯子），而不适合软包装应用（例如购物袋和垃圾袋）。他们找到了一种解决方案，即将聚醚增塑剂直接与聚合物链偶联，使材料随着时间的推移变得更加柔韧。
研究人员Benjamín Rodríguez博士解释道：“到目前为止，增塑剂一直作为添加剂混入PLA中。然而，随着时间的推移，增塑剂分子会从材料中迁移出来，使PLA再次变硬。为了防止这种迁移，我们将聚醚锚定在聚合物上。为了实现这一点，我们合成了基于PLA的嵌段共聚物，其中聚醚链段在两端与PLA链段共价连接。”
这一发现带来了几个优点：
● 柔性PLA不含任何迁移性增塑剂，与LDPE不同，至少80%是生物基的。
● 该材料可以由市售的原材料经济高效地生产。
● 该工艺不需要大型合成厂，可以由中型公司在当地实施。
● PLA材料可以使用与LDPE类似的传统加工设备加工成塑料薄膜。
● 它可以化学回收，比LDPE消耗的能量少得多。
该材料正由Polymer Group以Plactid®的名义进行商业化，其子公司SoBiCo已在德国Pferdsfeld开设了一家生产工厂。最终，该公司计划每年生产1万吨这种材料。
研究得出结论，生物基PLA不会产生微塑料。
荷兰生物塑料协会最近发布的一项研究声称，PLA会水解（以水为反应物进行化学分解）成越来越小的分子，并最终完全生物降解。
研究实验室Hydra Marine Sciences对已发表的科学文献进行了系统性审查，首先对30,000多份报告进行了初步扫描，其中500份被确定为值得深入审查。研究证实，PLA的环境降解主要是由水解引起的。报告称，只要PLA暴露在水分和湿度中，它就会以由温度决定的速率降解，直到聚合物链变得很短，以至于材料可溶于水并生物降解为生物质、水和二氧化碳。
Hydra Marine Sciences董事总经理Christian Lott表示：“这项研究表明，与不可生物降解的塑料（会在环境中以微塑料和纳米塑料的形式持续存在并永久污染）不同，只要有湿度和水，PLA在环境中就不会留下持久的污染。”
(0)
