PET在包装领域的发展近况

作者：Dr. Frank Welle    来源：kunststoffe International杂志

欢迎访问e展厅 展厅 2 塑料包装/防水包装展厅 塑料瓶, 聚酯薄膜, 塑料袋, 气相防锈膜, 气相防锈纸, ... PET材质拥有良好的阻隔性能，且目前已占有较大市场份额。在特定条件下，PET这一工程聚合物能够以可再生资源为原材料。不止如此，闭合材料环已经在全球范围内实施，切实推动了PET包装的全球增长。 PET包装目前的发展前景乐观。今年的全球PET包装市场容量近1600公吨。以年增长率约4.4%进行预测，到2019年，这个数字将达到近2000吨（数据来源：Smithers Pira, Surrey/UK）。其中，超过三分之二的用途是矿泉水和软饮包装瓶（见图1）。 PET包装的最大市场是亚洲，占有其整体33%的份额，紧随其后的是北美23%和欧洲19%。主要市场推动力仍然是亚太地区，以年增长率约8%位于榜首。西欧约1.6%，增长势头略平缓。表1列出了世界十大PET制造商及其产能（数据来源：Polyester Analysis Ltd., Farnham/UK，报告统计基于2012年数据）。亚洲占有主要地位，产量略微高于消耗量。欧洲则截然相反，产量略低于消耗量；因此PET母料会从亚洲出口到欧洲。 基于原材料节约的目标，PET瓶如今正向着轻量化发展。螺纹和瓶底尤其具备优化改良潜能。在欧洲，PCO1810螺纹重约5g，已经被其竞争对手PCO1881以轻1g的巨大优势所超越。瓶颈区缩短，从而整体重量能够更轻。通过改良粗加工瓶胚结构，瓶底区可减少约1g的重量。上述优化措施的有效结合，继而提高了PET节约潜能，从而使PET在其他众多饮料包装中脱颖而出。 PET价格去年从1500–1600 EUR/t下滑到目前的1200–1300 EUR/t，近几个月趋于稳定。PET瓶原材料的目前市场价格已基本回落到金融危机之前的水平。 卓越的阻隔性能 PET材料本身拥有卓越的阻隔性能，满足绝大多数的食品包装要求已经绰绰有余。只有当包装易变质食品时，其氧气阻隔性能才需做少许改良。这里往往用主动阻氧材料替代被动阻隔材质。最常用也是长期使用的是铁基去氧剂或者钴催化去氧反应，原理都是利用了另一种聚合物来与氧气反应，例如，特种聚酰胺和聚烯烃。 近几年，创新去氧剂开发并投入市场。该主动阻隔系统的原理类似燃料电池的化学原理，氢和氧在催化剂的作用下反应生成水。参与反应的氢封于密闭容器内，而催化剂置于PET瓶壁上。因此，只当这两种成分被一同放在被包装物品上时，才会开始发生反应。 生物基聚合物和可再生能源 以往PET的替代品往往主要是生物基聚合物，例如聚乳酸（PLA）。然而PLA并未受到广泛市场认可，而其是否比PET具有更高的生态效益，也处于争议中。 而当涉及到“drop-in”聚合物时，争议则变得更加复杂。但这些drop-in聚合物毫无疑问对PET起到了重大作用。尽管从化学和物理角度而言，drop-in聚合物与其石化相当产品并无差异，但前者可基于可再生资源生产，至少部分可以如此。以生物基PET为例，其乙烯乙二醇基可采用生物乙醇来进行生产。市场研究者预测，生物基PET的产能将在2020年达到500万t/a（数据来源：Nova Institut有限公司Hürth）。如可口可乐，百事可乐，达能和亨氏这样的大客户，已经将其大瓶的生产材质由PET转变为生物基PET，这无疑成为生物基PET发展的强大推动力。 在生产中采用生物基乙烯乙二醇替代了石化萃取乙烯乙二醇后，PET瓶的可再生资源含量便达到约30%。如果基于可再生资源生产出次单体，对苯二酸或其前身对二甲苯，那么100%生物基原材料PET的生产，从理论上是可行的。从葡萄糖中提取异丁醇，再从异丁醇中人工合成对二甲苯，这是众所周知的方法，然而，规模化生产还未实现。 除了生物基PET，聚乙烯呋喃酸酯（PEF）这一选择性替代材料近几年也步入视野。PEF中是以呋喃二羧酸替代了次单体对苯二酸，而前者可提取自再生资源，例如，果糖或其他糖类，经由中间产物5-羟甲基糠醛（HMF）被催化氧化，变为到呋喃二羧酸。与生物基PET原理相同，如果其中的乙二醇提取自生物基乙醇，那么PEF便拥有100%的可再生能源含量。 目前荷兰正在建造一家产能为50,000 t/a的PEF工厂。位于奥地利哈德的Alpla Werke Alwin Lehner有限责任公司，是可口可乐和达能包装瓶以及包装制造商，与位于荷兰阿姆斯特丹的PEF制造商Avantium Technologies B.V.公司，已经结成合作企业，将共同致力于开发应用于洗涤剂、肥皂、化妆品和干湿食品的PEF瓶。 回收条例和认证 据欧洲贸易组织，欧洲PET容器回收中心（俗称Petcore）数据，2013年欧洲共回收164万吨消费后的PET瓶。相比2012年，尽管去年回收总重量轻微下降，然而实际回收的瓶子数量却是有所增长的。这便意味着，欧洲市场上约55.9%的PET瓶子被收集回收（见图2）。大多数消费后的PET瓶回收后变成了薄膜和瓶子，随后用在新的包装用途上（见图3）。消费回收材料用途的第二大市场是聚酯纤维，例如，用于生产羊毛毛衣。 回收条例282/2008规范了消费包装的回收，这些包装经过循环再生会直接接触食品。回收设备或技术须达到欧洲食品安全认证（EFSA）的要求。回收条例适用于所有包装用聚合物。几乎所有遵守EFSA的生产用途，都会涉及到消费后的PET瓶的回收加工。只有两个HDPE回收设备也在该认证体系中。在欧洲约有80个PET回收厂进行消费PET瓶的食品用途回收加工，其中大多数已获得EFSA绿色认证。欧洲委员会目前正筹备整理认证设备和工艺的官方名单，计划于2015年发布。 结语 PET材质适用于生产轻量瓶，具有卓越的阻隔性能，其生产可基于可再生能源，消费产品具有高回收率，为闭合材料环打下坚实基础，本文中所阐述PET材质的上述优势，足以支持其在包装材料领域独占鳌头。综上，可以预言，PET在包装材料市场的热度将持续升温。

文章内容仅供参考 (投稿) (1/8/2015)