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更環保、更健康 傳統增塑劑有了“綠色”接班人

更環保、更健康 傳統增塑劑有了“綠色”接班人

2021年12月22日 03:28 來源:科技日報參與互動參與互動

  橡皮等是家長經常為孩子購買的物品,但長三角消保委聯盟、上海市質量監督技術檢驗研究所等進行采樣調研發現,為了使橡皮顏色更鮮艷、更軟、更柔韌,一些企業在橡皮中添加了增塑劑鄰苯二甲酸酯,其中最高的超出國家標準350倍以上。此外,有9款兒童平衡車含有增塑劑,最大值超出國家標準300多倍。除了兒童用品,上海市消費者權益保護委員會組織高跟涼鞋比較試驗發現,一些高跟涼鞋中增塑劑等含量高,存在致敏、致癌等潛在風險……

  作為一種能使塑料等材料軟化的化學品,增塑劑廣泛存在于玩具、食品包裝材料、指甲油、洗發液、醫療器具,甚至食品等產品中,但有些增塑劑可能會引起組織癌變,擾亂人體內分泌等。于是,對人體無毒、對環境無污染的生物基增塑劑應運而生,成為替代傳統增塑劑的理想選擇。

  鄰苯類增塑劑存在健康隱患

  增塑劑又稱塑化劑,是在工業生產上被廣泛使用的高分子材料助劑。增塑劑可以改善高分子材料的性能,增強其柔韌性,便于制品彎曲成型,提高生產效益,降低成本。作為化工產品的添加劑,增塑劑普遍應用于塑料制品、混凝土、石膏、化妝品以及醫療器具等的生產中,特別是在聚氯乙烯(PVC)制品中,為了提高材料強度、增加材料可塑性,需要添加鄰苯二甲酸酯。

  隨著增塑劑在聚氯乙烯制品中的廣泛使用,由此帶來的健康隱患也漸漸浮出水面。在長期使用的過程中,總會有部分增塑劑分子從聚氯乙烯制品中逃逸出來進入環境中。鄰苯二甲酸酯是一種環境荷爾蒙,作用類似于人工荷爾蒙,人體過量攝入會造成免疫力下降,危害男性生殖能力并促使女性性早熟,長期大量攝入會導致肝癌,對嬰幼兒的潛在危害性遠高于成人。

  生物基增塑劑優勢逐漸顯現

  目前,世界上已經研制和生產了上千種增塑劑,工業上已有應用的品種達到百余種。隨著技術的不斷進步以及產業結構的升級,近年來,增塑劑呈現無毒化、綠色化的發展趨勢。其中,從生物資源中提取、具有生物降解性和優良塑化性能的生物基增塑劑,被認為是增塑劑的重要發展方向。

  生物基增塑劑來源廣泛,合成方法簡單,穩定性高,可循環再使用,而且對人體無毒、對環境無污染,從經濟、環保、健康等角度來看,生物基增塑劑的競爭優勢愈發明顯,是替代傳統鄰苯類增塑劑的理想產品。

  特別是今年,隨著原油價格回暖,石油基增塑劑成本隨原油價格上漲,生物基增塑劑的成本優勢也逐漸顯現。

  目前,已經商業化的生物基增塑劑產品有環氧化大豆油、檸檬酸鹽、環氧化亞麻籽油和脂肪酸鹽等,環氧化大豆油是食品包裝市場上最常用的生物基增塑劑。

  全球生物基增塑劑產業發展迅猛,一些發達國家生物基增塑劑產量已占全部增塑劑的15%以上。到2024年,預計全球生物基增塑劑銷售額將達16.57億美元。

  我國是世界第一大增塑劑生產和消費國。前瞻產業研究院發布的《中國塑料助劑行業深度調研與投資戰略規劃分析報告》指出,2020年,我國塑料助劑產品將朝無毒化、綠色化方向發展。不符合健康和環保要求的塑料助劑將逐步被淘汰,比如含鉛、鹵素等有害物質的某些增塑劑。

  北京工商大學材料與機械工程學院院長翁云宣教授告訴科技日報記者,生物基增塑劑屬于

  生物基材料,是利用可再生的生物質資源加工生產出來的,其在我國的戰略地位日益顯現。因此,發展生物基增塑劑是未來增塑劑產業的重要方向。

  提升產能還需加大技術研發力度

  近年來,我國在生物基增塑劑研究和生產方面進行了科技創新。比如南京工業大學生物與制藥工程學院教授郭凱主持的“基于微流場反應技術的生物基無毒增塑劑及其衍生物連續綠色制造”項目,曾榮獲國家科技發明二等獎。

  郭凱向記者表示,微流場反應技術規模化工程應用是國際共性難題,由于傳統微通道反應尺度在百微米級別,一旦尺度擴大就會導致復雜有機化學反應體系微流場效應喪失。“百微米尺度的傳統微通道反應器,每年只能生產百公斤至噸級增塑劑,難以滿足生產及市場需求。我們的研究成果已能在厘米尺度下保持微流場效應,厘米級管徑的反應器每年能生產萬噸增塑劑。”他說。

  也就是說,通過技術創新,生物基無毒增塑劑的產能提高了近萬倍。“我們合作廠家生產的檸檬酸酯等產品已經通過了中國、美國、歐盟等國內外權威機構的認證,解決了生物基增塑劑反應品質低下和生產安全問題。”南京工業大學生物與制藥工程學院教授方正說。

  總體來說,我國增塑劑行業小微企業多,技術水平較低,提升生物基增塑劑的產能,還需加大技術創新力度。中國塑料加工工業協會理事長朱文瑋強調,隨著環保政策和環保標準的推進,只有技術儲備充分、研發能力強的企業,才能抓住生物基增塑劑產業的發展機遇。

  本報記者 李 禾

【編輯:田博群】
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