可降解非织造布方兴未艾.pdf

版权：中国制浆造纸研究院有限公司（中国造纸协会生活用纸专业委员会）/生活用纸编辑部编辑部电话[phone]发展论坛 Forum on the Development44生活用纸202310期可降解非织造布方兴未艾宋凯 梁龙 俊富非织造材料有限公司陈康振 广东保乐无纺布有限公司非织造布广泛应用于个人护理、医疗卫生、土木工程、农业等领域，对增进人民健康福祉、改善人居环境、提高工程质量都发挥着重要作用。近年来，中国非织造产业依托持续稳健向好的社会环境、不断的技术创新、巨大的内需市场、完整的产业链条等优势取得了长足发展，目前中国已成为全球最大的非织造布生产国和消费国。行业迅猛发展的同时，问题也随之产生，以聚丙烯为主要原料的纺粘、熔喷、纺熔（SMS）非织造材料是当前医疗和卫生防护领域内最为广泛的防护材料，随着一次性个人护理用品和一次性医疗卫生用品的广泛使用，在给人们的生活带来巨大方便的同时，这些一次性产品不可降解造成的环境问题也日益凸显，成为亟待解决的问题。伴随着全球范围内减塑呼声的提高，各国相继制定减少塑料使用的行动计划和时间表，可降解塑料越发受到人们的关注。2020年国家发改委等部门先后推出关于进一步加强塑料污染治理的意见和关于扎实推进塑料污染治理工作的通知。2021年9月，国家发改委、生态环境部印发“十四五”塑料污染治理行动方案的通知，提出“十四五”期间加大可降解塑料关键核心技术攻关和成果转化，推动生物降解塑料产业有序发展。“双碳”战略和绿色发展理念深入人心，二十大报告中强调“我们要加快发展方式绿色转型，实施全面节约战略，发展绿色低碳产业，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式”。围绕这些要求，传统以聚丙烯为主要原料的非织造布也面临限塑和绿色转型的任务，由此，可降解非织造布产业将迎来可预见的飞速发展。关于可降解非织造布的讨论可降解非织造布是用生物基材料替代或改性石油基材料来生产非织造布，这种新型非织造布具备传统非织造布的物理性能，更重要的是，它具备环境友好性，自然条件下可降解，应用领域更广泛。发展该技术，能高效集聚全球创新要素，推进非织造产业智能化、绿色化、融合化发展，打造一个全新的产业新模式。不过，对于改性石油基材料制备可降解非织造布，一些行业专家还是持有谨慎态度，他们认为，以聚丙烯或聚乙烯为基础原料的非织造布无论怎么改性，其石油基的化学性能并没有改变，难以实现可降解。现实中也确实有添加助剂以加速树脂老化来促进大块非织造布分裂为小块非织造布的做法，但是这确实算不上是“降解”，只是由大片到小片或是到颗粒的一种“崩解”，这种“崩解”对于绿色环保来讲，其实是一种障眼法，微塑料比大块塑料更容易破坏环境。当然，也有相关领域专家宣称可以通过改变石油基材料的分子链结构实现可降解，即通过添加某种催化物质，来促使塑料中的分子链被氧化裂断为能被微生物吞噬并转化的小分子链，再通过自然界中各种微生物菌类不断地消化，直至最终转化为二氧化碳和水。此类方案的具体实施还需要进行大量且长时间的试验和测试，并且该方案的相关检验标准、检测Prospects for Biodegradable Nonwovens版权：中国制浆造纸研究院有限公司（中国造纸协会生活用纸专业委员会）/生活用纸编辑部编辑部电话[phone]Forum on the Development 发展论坛45生活用纸202310期方法还有待进一步探索和完善，尚需通过完整的跟踪塑料降解的全过程，展示出具有公信力和说服力的检测报告，才能逐步取得市场和消费者的信任。生物基材料可降解非织造布生物基材料是指利用可再生的生物质资源加工生产的材料及其制品。相对于石油基材料，行业专家对生物基材料的可降解性就有比较一致的认同，并且行业中对于使用各种生物基材料适配各种工艺条件制备可降解非织造布的尝试层出不穷，并不乏成功案例。目前适配多、工艺多、用途较为成功的尝试就是聚乳酸材料在可降解非织造布领域的使用。聚乳酸（PLA）是一种脂肪族聚酯，单体原料为乳酸，一般是以玉米、高粱和秸秆等植物为原料，发酵提纯后得到乳酸，再通过乳酸聚合生成聚乳酸材料。聚乳酸材料具有生物可降解性，在一定堆肥条件下，可以降解为二氧化碳和水。当然，在部分非纺丝工艺直接纤维缠绕（如水刺布）的非织造布中也进行了木纤维、竹纤维、棉纤维、椰壳纤维等天然生物来源的可降解材料的生产和应用。相信后续将有更多的生物基可降解材料被用于可降解非织造布的制备。可生物降解非织造布在一次性卫生用品上应用的可行性2019年，海南省委办公厅、省政府办公厅联合印发海南省全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品实施方案（以下简称方案），方案明确指出，到2025年底前，全省全面禁止生产、销售和使用列入海南省禁止生产销售使用一次性不可降解塑料制品名录（试行）的塑料制品，鼓励聚乳酸（PLA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）及其他全生物降解塑料产品的研发和生产。方案发布后，海南、上海等地区开始尝试推广使用生物降解塑料制品，2020年全国掀起一股生物可降解材料和产品开发的热潮，很多企业都进入这个行业，在设备和产品开发上投入了大量的人力、物力。生物可降解材料除了前面提到的PLA和PBAT，聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚己内酯（PCL）、聚乙交酯（PGA）、聚-3-羟基丁酸（PHB）、聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯（PHBV）、二氧化碳和环氧丙烷共聚物（PPC）等材料也被公认为生物可降解的原料，不同应用的产品根据性能和工艺的不同可以将这些原料灵活搭配使用。一次性卫生用品因为用量大、消耗快，用完后弃置容易造成环境污染，很多国际公司很久以前就想尝试使用生物可降解的非织造布来生产一次性的卫生用品。但是，多年以来，能够用来生产非织造布的生物可降解原料都只有PLA，而PLA生产的非织造布手感比较硬，比较难满足一次性卫生用品（如纸尿裤）的柔软度要求，另外PLA原料价格比较高，生产非织造布的成品率也比较低，所以PLA非织造布的成本也很高。因此，多年以来，PLA非织造布在一次性卫生用品一直得不到大量的推广。方案发布以来，我们国家的很多地区都大力提倡使用可生物降解制品，大型的商超、饮食机构都相继使用可生物降解的购物袋、吸管、餐具和包装材料等，国内的非织造布企业也加大可生物降解产品的研发力度。据了解，山东恒鹏卫生材料有限公司已与国内高校和国际知名高分子材料公司合作，开发出一种完全可生物降解的复合材料，并成功生产出性能和PP非织造布接近且手感柔软的纺粘非织造布，可以替代PP纺熔非织造布，用在一次性卫生用品上。该非织造布产品具有一下七大优势：高效率全生物降解 安全无毒 耐高温性能优良 力学性优势 加工性能高 易于共混改性 性能针对性改善版权：中国制浆造纸研究院有限公司（中国造纸协会生活用纸专业委员会）/生活用纸编辑部编辑部电话[phone]发展论坛 Forum on the Development46生活用纸202310期从以上数据看出，该产品不仅性能良好，而且手感柔软，柔软度甚至比常规的PP非织造布的还要好，也能进行相应的功能处理，如亲水、抗菌等，能很好满足一次性卫生用品的要求。不过，据了解，该产品虽然性能方面能满足一次性卫生用品的要求，但是制造成本还是比较高，主要是原料成本偏高，所以目前为止，在一次性卫生用品上推广该产品还有一定的难度。不过，既然有了解决方案，在国家政策的鼓励下，产品的应用会慢慢得到推广。原材料和非织造布生产企业也会在现有成果的基础上进一步创新，降低成本，使该类产品在一次性卫生用品上的大量推广成为可能。随着“双碳”战略和绿色发展理念深入人心，行业各企业都力争能在可降解非织造布的研发上有所收获，以便在未来行业竞争中赢得战略主动。可预见的是可降解非织造布方兴未艾，发展前景广阔。当然，可降解非织造布发展方向可能是多工艺间的组合创新，而并非是单一工艺的异军突起。此外如何改善可降解材料的纺丝稳定性、确保目标非织造布的物理性能达标，增强实用性扩大应用领域是需要关注的重点。蓬松度强力常规直径伸长率厚度柔软度耐磨图1 非织造布性能对比图可降解非织造布PP非织造布图2 材料性能对比图可降解材料PP材料拉伸强度撕裂强度断裂伸长率柔软度硬度密度可降解非织造布柔软度数据 常规PP非织造布柔软度数据偏差CD/g0.81.91.1MD/g1.05.54.5表1产品的柔软度数据对比（备注：柔软度采用Handle-O-meter仪器测试。）