在现今这样一个由煤炭、石油等化石燃料资源支撑起的工业时代,当能源紧缺与成本日益上涨的危机来到时,人们不得不将目光转向可再生资源,以寻求持续发展,比如说——植物。这种转向并不像把喝水时的塑料瓶换成玻璃瓶一样显而易见,而是用植物生产某一种原料,利用此原料再去生产塑料,最后加工成瓶子,送到消费者手上。这种改变或许并不是消费者能够直观看到的,但它的的确确改变了生活与社会。

对包装材料需求巨大的快速消费品界已经做出了这样的塑料制品——植物环保瓶。在几年的实际使用中,它表现卓越,正如上文所说,它并不是由植物制成的瓶子,而是以植物为原料来源。

饮料瓶,来自植物有不同

传统的塑料饮料瓶由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。无论从哪个角度来看,PET都是一种极好的材料:透明度好,有光泽,强度较大,耐酸耐碱耐油脂,耐温范围从-70℃到150℃……
因此,无论是在工业中还是日常生活中,它都有着广泛的用途。如果提到PET的另一个ID“聚酯纤维”,你可能只是似曾相识,不过如果提到它的俗称你一定十分熟悉,那就是大名鼎鼎的“涤纶”。

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两位英国化学家菲尔德(Whinfield)和迪克生(Dickson)于1941年率先合成了PET。PET的分子结构是这样的:

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它由两种物质缩合而成,虚线处即为分界:左面较大的基团是对苯二甲酸,右面含有两个碳原子的是乙二醇。

七十多年来,PET的两种原料对苯二甲酸与乙二醇先是来自于煤炭工业,后来自于石油工业,都与不可再生的资源牢牢束缚在一起。其牺牲自然资源所带来的代价不小。虽然PET可被回收再利用,但有数据显示,大多数的饮料瓶都没有走上这条路,就更不用提用于纺织等领域的PET了。这更促使科学家们将目光对准了地球上永不会缺乏又十分廉价的一类资源——植物。现今已经成熟商业化的一种植物环保瓶中,乙二醇来自于植物,这样植物来源成分的比例最高可达30%。

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  目前,乙二醇的原料来自巴西的甘蔗。巴西制糖工业发达,近来又新添生物乙醇生产,有大量的 “下脚料”等待利用。含有大量碳水化合物的甘蔗渣与糖蜜刚好可供用来通过生物发酵法制乙二醇。一些环保人士担心甘蔗产业发展会挤占当地农田,事实上,新开辟的甘蔗田利用的是废弃的牧场,并不会影响其他粮食作物的生产。

在回收饮料瓶的时候,是否需要将植物环保瓶特殊分拣出来呢?不需要。无论瓶子是来自石油工业还是植物原料,它们都是PET制成的,无论是使用、储藏还是回收利用,它们性质完全相同,不需要区别对待。想亲身尝鲜植物环保瓶?目前上海、杭州、天津、沈阳四个城市的货架上已经有了它们的身影,不妨去找找看那些带有绿色三角形标识的瓶子。

植物环保瓶,从“小”减少碳排放

生产植物环保瓶的公司和研究者对其现状及前景相当乐观。伦敦大学帝国理工学院开展过一项植物环保瓶的生命周期评估分析,这份分析也经过了德国海德堡能源环境研究所的审查。分析表明,按照GWP100(基于100年时间尺度的全球增温趋势)指标测算,与100%基于石油的PET相比,使用植物环保瓶后的碳排放量要比使用石油来源PET瓶少25%,从农场源头到塑料生产的各个环节中的碳排放量都有降低。报告还称,在小范围应用的3年内,工厂已经生产了超过140亿个植物环保瓶包装,新包装帮助节省了30万桶石油,相当于减少了近13.5万吨二氧化碳排放量。

当然,科学家们还需要进一步改进植物环保瓶本身及其生产流程。目前,植物环保瓶的成本高于石油来源的PET塑料瓶。虽然植物环保瓶的使用者——快消品厂商并未将这部分成本转嫁给消费者,但降低成本确实对生产企业有益。毕业于美国阿克伦大学的高分子科学博士黄晓燕说:“我们正在和技术伙伴一起研发升级技术,开发利用各种植物中的纤维素,用以提取乙二醇。”黄晓燕博士是世界聚酯材料领域的年轻专家,先后就职于INVISTA和可口可乐公司,曾作为研发经理带领着全球聚酯材料研发团队发展了一系列用于食品和饮料包装的高性能树脂、薄膜和纤维的应用。黄晓燕博士认为,如果能够利用柳枝稷、松树皮和玉米壳等更为廉价与普遍的原料生产乙二醇,甚至将来源扩大为食品生产所生成的有机废物,无论对企业、消费者和环境都有好处。另外,对苯二甲酸的“植物化”已经在实验室中完成,相信在不久的将来,会有一批大企业率先将此应用于商业生产,并最终将100%植物来源的环保瓶投放市场。

 

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