环保型缓冲包装材料的现状及发展

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欢迎访问e展厅 展厅 4 防震/木质/金属包装展厅 防震包装, 海棉, 珍珠棉, 保护网套, 气泡袋, 铁罐 ... 当今世界贸易中，发达国家的关税壁垒在削弱，而非关税壁垒，尤其是“绿色贸易壁垒”在迅速增强。据报道，近几年我国出口商品使用的缓冲包装材料因不符合进口国的要求而被拒之门外的情况屡屡发生。本文分析了国际认可的几种环保型缓冲包装材料的现状和发展前景，供业者生产和使用时参考。 瓦楞纸板 瓦楞纸板是包装行业较早使用的一种缓冲包装材料，它具有良好的加工性，而且成本低、使用温度范围宽，既有利于环保，又可以回收再用。多年来国内外科技人员对瓦楞纸板的力学等性能进行了大量的研究。 据有关资料报道，全球瓦楞纸、纸板的消费量约占全部纸和纸板消费量的1/ 3 。据专家预测，2005 年我国纸和纸板消费量约5000 万吨，瓦楞纸和纸板的消费如按30 %测算，消费量将达到1500 万吨。 降低成本和降低定量仍然是瓦楞纸板的发展趋势。基于环保和成本方面的要求，瓦楞纸板平均定量，包括箱纸板和瓦楞原纸的定量都必须降低。我国生产的瓦楞原纸普遍定量高，且强度能达到国家产品标准A 级的不多，因此每年不得不进口相当数量的高强瓦楞原纸。 瓦楞纸板有许多优良的性能，但也存在一些缺点，如表面较硬，在包装高级商品时不能直接接触内装物的表面，使内装物与缓冲纸板之间出现相对移动而易损坏内装物表面;耐潮湿性能差;复原性小等。这无疑在一定程度上限制了瓦楞纸板的发展。 蜂窝纸板 1998 年美国、加拿大及欧盟等国家限制中国木质包装进口，提出了严格的熏蒸检疫等既繁琐又增加成本的难题，从而限制了木质包装的使用。在这种情况下，代木产品蜂窝纸板得到快速发展。欧盟2003 年出台的《报废电子电气设备指令》和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》加快了全球电子产品使用环保型包装的进程，同时也促使我国电子产品包装尽快驶入环保的轨道。据了解，我国的科龙、格力等品牌空调，为在包装上与国际市场接轨，亦将用蜂窝纸板衬垫、托盘替代EPS 发泡塑料衬垫和木质托盘。海尔、澳柯玛、长虹等国内外知名企业品牌空调、电冰箱也陆续采用蜂窝纸板包装替代EPS 发泡塑料和木质托盘。采用蜂窝纸板材料不仅降低了包装成本，而且减少了“白色污染”，为企业产品出口打开了一条“绿色通道”。 但目前蜂窝纸板制品使用量并不理想，主要原因有:1) 生产自动化程度低，难以达到纸蜂窝制品的标准化、系列化，纸蜂窝设备及制品在技术、工艺等方面有待进一步改进、提高和完善;2) 目前纸蜂窝制品不仅表面粗糙，而且印刷色彩不佳，尤其是防水、防潮问题还没有得到很好解决;3) 目前纸蜂窝制品的价格用户难以接受。 纸浆模塑 纸浆模塑制品除具有质轻、价廉、防震等优点外，还具有透气性好、有利于生鲜物品的保鲜等特点，被广泛用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎、易破、怕挤压物品的周转包装上，是泡沫塑料包装材料的换代产品。纸浆模塑包装材料以植物纤维为主要原料，采用先进的技术和工艺模塑成型，作为工业品的内包装、蛋托、果托等。 欧美国家在设备、制品成型工艺方面都处于领先水平。从1984 年湖南湘潭纸浆模塑总厂从法国引进国内第一条纸浆模塑生产线到现在，我国纸浆模塑行业已走过了20 年的历程，其中高新技术的开发研制和移植应用已成为纸浆模塑行业的主体潮流，纸模制品应用领域的拓宽丰富了环保产业的内容，为防治白色污染增添了新的手段。 单从包装成本上看，纸浆模塑包装材料与塑料无法竞争，但仅仅考虑生产成本无疑是片面的，更应该从社会成本、环保效益和经济承受能力等全方面考虑。社会成本是指包装材料回收处理成本，泡沫塑料的回收处理费用高，这无疑增加了政府财政负担;从环保效益看，塑料无论是焚烧、掩埋都会造成污染;从经济承受能力来看，随着人们生活水平的提高，消费观念的转变，高档次、高价位的环保产品越来越被人们所接受。 缓冲包装纸 在发展瓦楞纸、蜂窝纸和纸浆模塑的同时，科研人员正在寻找其他类型的缓冲包装材料。如英国一家公司开发的FL EXTRA 纸卷，上面有许多小裂口，储运时占据空间较小;当纸卷拉开后，它就成为立体蜂窝状，体积是原来的10倍，能起到缓冲作用。这种纸卷用再生纤维制成，可以回收重复使用，废弃时，能生物降解。再如环保型充气纸垫是利用纸塑复合袋充气而成的，它是一种具有良好缓冲性能、成本低、无环境污染的环保型缓冲包装材料。 可降解泡沫塑料 塑料在包装材料中占据很大比重，目前完全放弃是不太可能的，因此研究开发可降解塑料已成为热点。 可降解塑料按降解机理可分为合成光降解塑料、添加光敏剂的光降解塑料、生物降解塑料以及多种降解塑料复合在一起的多功能降解塑料。按降解塑料的环境条件分为光降解塑料、生物降解塑料(完全生物降解塑料、部分生物降解塑料) 、化学降解塑料(氧化降解塑料、水降解塑料) ，以及上述3 种降解塑料组合成的复合降解材料。 对于合成光降解塑料，目前以聚羟基丁酸酯(PHB) 及聚羟基戊酸酯( PHV) 研究最多，它们的性能与PE 和PP 相似，价格约为PE 的10倍，其降解原理是聚合物吸收紫外光发生光引发作用，使键能减弱，长链分裂成较低分子量的碎片，物理性能下降。较低分子量的碎片在空气中进一步发生氧化作用，产生自由基断链，进一步降解为CO2和水。 添加光敏剂的光降解塑料是在塑料加工过程中加入少量的光敏剂。由于光敏剂的光引发作用及光化学反应而产生自由基引发源，因此可加快聚合物的光降解过程。这种塑料制作方法简单，成本也较低。光降解塑料只有在太阳光辐照条件下才能降解，受地理环境、气候条件的限制，因此广泛推广应用受到一定的限制。 目前研究较多的生物降解塑料是以淀粉与聚烯烃塑料相混的不完全生物降解型。这类塑料的降解机理是淀粉颗粒先被真菌和细菌侵袭、消耗，从而削弱了塑料的强度，同时塑料与土壤中存在的某些盐类接触，经自氧化作用而形成过氧化物，促使塑料中聚合物的分子链断裂，这些作用互相促进，相辅相成，细菌消耗淀粉，使塑料表面积增大而有利于自氧化降解。经反复作用高分子链逐渐断裂、缩短，使塑料强度降低，直至聚合物的分子量降低到能被微生物代谢的程度。 完全生物降解塑料主要采用天然高分子材料，如淀粉、废蜜糖和具有生物降解性的合成高分子材料或水溶性高分子材料为主要原料。据报道，一家公司最近开发的一种新型生物降解缓冲包装材料( ECO - Foam) ，其淀粉含量≥40 %。可生物降解成分≥60 % ，发泡倍率达30倍，密度为0. 033g/ cm3 ，可用作精密仪器仪表、高档电子电器等产品的缓冲包装材料，同时具有良好的环境适性。其降解机理是在常规室外自然条件下，紫外线、氧气和微生物作用于制品，将聚合物的主链断裂，分子量急剧下降，缠绕在聚烯烃分子周围的淀粉同时分解，制品一触即碎。剩余物质在昆虫和微生物的继续作用下，回归自然。德国明斯特大学微生物学家正在研究一种采用微生物制造可降解塑料的方法，生产这种可降解塑料的方法是通过微生物把有机物质吃掉转变成微型球体(聚酯化合物) ，然后从这些微生物身上取出微型球体，用溶剂溶解或用酶化解即可获得“生物塑料”。这种生物塑料的基本物质是天然脂肪酸，因此很容易被降解。 随着科技的发展科研人员已经研制出可降解的塑料，但价格昂贵，处理的条件要求严格，因此推广也受到了很大的限制。低成本的可降解泡沫塑料已成为研究的热点。 再生泡沫塑料 据中国塑料网报道，墨西哥国立自治大学化学研究所正在研究一种解决“白色污染”的新方法，该方法可利用溶液把废弃的聚苯乙烯泡沫塑料恢复到原始的球珠状态。该研究项目负责人介绍说，将收集来的聚苯乙烯泡沫塑料放到一种溶液中，聚苯乙烯泡沫塑料便会分离成一颗颗干净的原始球珠，这些球珠可被重新制作成泡沫塑料制品。目前世界上主要用“熔融造粒法”回收泡沫塑料，即高温将其熔解后拉压成丝状物，然后再切割成再生塑料球珠，但是这种再生球珠的使用性能明显比新生球珠差，而用这种被称为“析出沉淀法”的新方法所得到的球珠同经过发泡处理后的新生球珠在性能上完全一样，并且可以立刻用于压模生产。回收泡沫塑料还有其它一些重要环节，但关键在于将废弃的泡沫塑料还原成压模前的原始球珠状态。目前该项研究已进入提取实验的最后阶段，接下来该研究所将建立一个小型实验工厂，验证该回收方法的实际操作性和测定生产参数，以便进行商业推广。 发泡植物纤维 近几年，在研究可降解和再生泡沫塑料的同时，发泡植物纤维的研究也是一个热点。发泡植物纤维是以植物纤维(废旧报纸、纸箱纸和其他植物纤维材料等) 以及淀粉添加助剂材料为原料制作而成。国内外都在进行发泡植物纤维缓冲包装材料的制作及机理方面的研究，已取得了不同程度的阶段性成果。实验室制成的样品已显示出该产品的发展具有巨大的市场潜力。 目前，欧美及日本等发达国家为寻求无污染的新型环保包装材料，正在加紧进行植物纤维发泡技术的研究。国外植物纤维发泡制品所采用的工艺方法主要集中在不添加化学发泡剂，即无须发泡剂产生发泡，原料是通过水蒸气的作用发泡，形成颗粒型发泡纸浆。该制品工艺比采用添加化学发泡剂的工艺方法难度大，但该植物纤维发泡制品的生产和使用有利于环保。 国内也有几所院校及单位正进行这方面技术的研究和开发，并已取得了阶段性的成果。国内所研发的植物纤维发泡制品的工艺方法主要集中在使用添加化学发泡剂，即通过化学发泡剂的作用发泡，形成颗粒型发泡纸浆。使用发泡剂的工艺比不用发泡剂的工艺简单，但如果发泡剂选择不当，该类植物纤维发泡制品在生产过程和使用后处理时对环境有可能造成污染，故该项技术还有待于改进和提高。 当前，无沦国内还是国外，对植物纤维发泡包装制品的研究基本上还处在实验阶段，还未达到工业化生产的要求。同时，目前对植物纤维发泡包装制品性能特点的研究主要集中在单件和实验性，而对于多件或实际应用的性能参数还未获得验证。 无论是瓦楞纸板、蜂窝纸板、纸浆模塑、泡沫塑料还是植物纤维缓冲包装材料都存在优点和不足，因此现阶段多元化研发新的环保型包装材料，推广使用可降解材料，无疑是包装科技人员工作的重要内容。哪种包装材料能占领包装市场，主要取决于哪种包装材料更加环保、易得和使用方便。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (2/23/2008)