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禁塑令下可降解口罩用熔喷布要走的路还很远

2023-4-28
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2020年疫情突如其来,为打赢疫情防控阻击战,重点医疗物资保障至关重要,其间口罩的消耗量大增。据有关数据显示,中国口罩日产能已达到10亿只,口罩用熔喷布日产能超过1000吨。  
由此可见,口罩垃圾将成为后疫情时代的一大隐患,现有的口罩材料基本都是不可降解的聚丙烯材料,这些废弃的口罩无疑会对环境造成严重的污染。虽然我国近期将会出台可重复使用民用口罩团体标准,能在一定程度上抑制口罩垃圾的产生,然而无法彻底解决民用口罩塑料垃圾,对这些熔融指数很高(无纺布约为90g/10min,熔喷阻隔布约为1000g/10min)的口罩聚丙烯,也缺乏再次回收利用的有效方案与技术。假设我国每天废弃约2亿只口罩,折合至少产生400吨废塑料,一年将产生12万吨废塑料。能否制造出平时储存稳定、废弃后可生物降解的民用口罩,凸显中国力量的“硬核”支撑,是一个亟待解决的社会热点问题。 
7月以来,我国禁塑令再次升级,可降解成为业界热门话题。因具有100%完全生物可降解性和优良的生物相容性等特点,PLA已成功跻身21世纪新一代“绿色”纤维。为了保护环境和节约资源,聚合物直接成网法非织造材料也迫切需求绿色原料,在众多可生物降解材料中,PLA无疑也是制备生物可降解的非织造材料的首选原料。  
2001年,在美国田纳西大学进行的熔喷实验证明了PLA在熔喷工艺上应用的可行性,但由于PLA自身的流变性能使其在熔喷工艺上受到很多条件的限制,尚需进一步研究和探讨。2009年,美国Nature Works公司研究开发出了6252D和6201D两种熔喷级PLA切片原料,经实验验证适合熔喷工艺并实现了工业化生产。此后,可用于熔喷生产的PLA切片原料一直被美国Nature Works 的IngeoTM牌号PLA树脂所垄断。目前,全球聚乳酸主要生产企业及产能和用途如表所示。
继2005年日本KaneboGosen公司与Kureha化学公司宣布已开发出可生物降解聚乳酸纺粘布之后,国内也开始了聚乳酸纺粘布的产业化推广工作。最早产业化生产聚乳酸纺粘布的厂家是温州昌隆纺织科技有限公司。2018年11月,山东泰鹏环保材料股份有限公司完成了“聚乳酸(PLA)纺粘热轧无纺布的研发与应用”项目鉴定,采用双模头复合纺丝技术,研发了具有梯度结构的PLA纺粘非织造布。与此同时,由大连华纶无纺设备工程有限公司工程总承包并提供全套设备的聚乳酸纺粘热轧生产线(长狭缝拉伸)也在东莞美亚无纺布科技有限公司开车成功。而目前PLA熔喷布还停留在实验研究阶段,未见产业化生产。 
随着新冠病毒的爆发,对于口罩及防护用纺粘和熔喷非织造材料的需求激增,目前PP纺粘和熔喷非织造材料的废弃物处理成了影响环境的主要问题。在国人研究可重复利用的口罩材料的同时,美国已经有报道推出了纯PLA纺粘和熔喷非织造布制备的口罩,很好地缓解了废弃物降解的问题。因此,国内也在加速进行提高PLA纺粘和熔喷非织造材料性能的进程,但是,由于技术工艺依然不稳定,产业化进程还需要走很远的路。