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发表时间:2021-03-18 15:06

国家发改委、生态环境部等9部门近日联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》(俗称“禁塑令”)明确指出,外卖与电商、快递等新兴领域均为塑料污染问题突出领域,明年1月1日起,将禁用不可降解的塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等。

1、可降解塑料的背景及意义

高分子材料制品在众多领域取代了传统的金属、玻璃、陶瓷、木材等材料,被广泛应用于人们的生产生活中。然而,90%的塑料都是不可降解材料,其废弃物形成的白色垃圾给环境带来了巨大的污染和处理压力。可降解塑料替代传统塑料是解决这一问题的重要途径。

2、可降解材料的分类

降解塑料按照其设计的最终降解途径分为生物分解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、热氧降解塑料。目前主流的生物降解塑料分为天然基可生物降解塑料,石油基可生物降解塑料和生物基可生物降解塑料三大类,其中,天然基降解塑料以淀粉基降解塑料为主。


聚合物名称

标志

聚乳酸

PLA

聚已内酯

PCL

聚丁二酸-己二酸丁二醇酯

PBSA

聚丁二酸丁二醇酯

PBS

聚丁二醇丁二酸-对苯二酸盐

PBAT

聚3-羟基丁酸酯

PHB

聚羟基戊酸酯

PHV

聚羟基丁酸/戊酸酯

PHBV

聚对二氧环己酮

PPDO

聚乙交酯

PGA

醋酸纤维素

CA

淀粉

St



3、国内外检测标准

中国标准

GB/T 20197-2006

降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求

GB/T 19276.1-2003

水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定密闭呼吸计中需氧量的方法

GB/T 19276.2-2003

水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法

GB/T 16422.2-2014

塑料实验室光源暴露试验方法 第2部分:氙弧灯

国际标准

ISO14855

塑料材料在受控堆肥条件下最终需氧生物降解能力的测定 析出二氧化碳的分析方法 第1部分:一般方法

美国标准

ASTM D5338

测定控制混合条件下塑料材料的好氧性生物降级试验方法

德国标准

DIN V54900

测试塑料的堆肥 - 第1部分:化学测试

日本标准

JIS K6950

塑料-水培养液中的好氧菌的最大生物降解度测定方法-用呼吸封闭计测定氧的消耗量


4、生物降解材料主要应用领域:

环保领域:水资源环境领域、食品容器和包装行业、农林业方面等

医学领域:外科手术缝合线、药物缓释剂、骨固定材料、人造皮肤等

5、中检可提供的塑料降解性能测试方法

可视化观察、质量损失、分子量的变化、力学性能、二氧化碳释放量/氧气消耗量、平板培养法等;其中,可视化观察和评估主要通过SEM和原子力显微镜(AFM)观察降解前后的结构变化包括表面粗糙度、空洞和裂痕的形成、分裂破碎情况、颜色变化等。

傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)、核磁共振(NMR)、吸水率、接触角分析、热失重(TGA)、裂解-气质联用仪(Py-GCMS)、X能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)。




6、降解认证主要测试项目包括:

a)堆肥性能:堆肥条件下崩解性能、生物分解性能、重金属含量和产品以及堆肥产品对植物毒性试验;

b)生物分解性能:主要依据ISO 14855、ISO 14851、ISO 14852等;

c)生物基含量测试:主要是测试材料中的生物基碳,美国标准为ASTM D6866,目前我们正在制定相应的国家标准

涉及的标准包括:ASTM D 6400、ASTM D6868、EN 13432、AS 4736、ISO17088、ISO 18606、ASTM D 5388、OECD 208、ISO 14855、ISO16929、DIN V 54900、NFT51-800

检测标准

项目名称

GB/T   19277.1-2011 | 受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法 第1部分:通用方法

生物分解率

ISO   14855-1-2012 | 在控制复合条件下塑料材料富氧菌生物降解性和非集合性的测定.二氧化碳增量分析法.第1部分:通用方法

生物分解率

EN13432:2000   | 可降解包装材料的试验计划、测试、评定及认证

化学特征(厚度)、红外光谱材质分析、挥发性固体、重金属和氟、生物分解率、崩解率、生态毒理效果(生态安全性)

ASTM   D 6400 |可堆肥塑料的标准规范

Standard   Specification for Compostable Plastics

化学特征(厚度)、红外光谱材质分析、重金属和氟、崩解率、生态毒理效果、生物分解率


7、生物降解测试的标准

关于生物降解塑料的降解性能要求,目前国际上各国要求基本接近,但是必须要搞清楚检验的条件和依据标准。

首先是要理解降解塑料和生物降解塑料之间的区别。降解塑料是一个大类,包括了光降解、热降解塑料和生物降解塑料,生物降解塑料只是其中一种,只是它在自然环境、堆肥等条件下可以生物化解成二氧化碳(或甲烷)和水等。

其次是要理解生物降解塑料和可堆肥塑料的区别。生物降解塑料是指在自然环境或堆肥化条件或土壤条件或高固态等条件下可以化解成二氧化碳和水的一些塑料,后者除了材料要求变成二氧化碳和水外,还要求在堆肥周期内塑料能变成小于2cm大小的小块,并要求堆肥产生的堆肥的重金属含量要满足各国的标准要求,并且堆肥与传统堆肥比较不会对植物的生长产生不良影响。

国际上对生物降解性能要求虽不全一样,但基本类同,见检验方法主要为ISO 14855堆肥条件下生物降解性能测定(我国标准为GB/T 19277,等同采用ISO),对单一聚合物降解率要求在50%以上(180d内),对共混物要求成分在1%以上的每种材料生物降解率在60%以上。欧洲的要求直接要求相对生物降解率或绝对生物降解率在90%以上。我国的降解性能要求国家标准为GB/T 20197。

可堆肥塑料要求的美国标准主要为ASTM D6400、ASTM D6868,欧盟的标准为EN 13432、14995,我国在GB/T20197中也作了类似的规定。目前,ISO 17088正在颁布阶段,其基本在ASTM D6400和EN 13432基础上制定。

再次,要理解生物基/C14和生物降解之间的区别。生物降解主要是从塑料废弃后它对环境消纳性能出发提出的概念,而生物基则是从原材料来源角度出发提出的概念。生物降解塑料在使用废弃后在一定条件下可以变成二氧化碳和水,而生物基塑料它的原材料来源主要为可再生资源如淀粉、纤维素等。虽然大多数生物基塑料能够生物降解,但生物基塑料不一定能生物降解,而生物降解塑料也不一定是生物基塑料。

8、相关的认证

1) DIN CERTCO认证 欧洲 (种子认证)



DIN CERTCO是德国标准化协会(DeutschesInstitutfr Normun,简称 DIN)的联营认证机构。DINCERTCO的可降解产品认证(种子标志)是基于EN13432 和ASTM D6400对产品进行的测试,该认证是由DIN CERTCO和国际生物降解塑料协会欧洲分机构共同发展的认证体系。

2) BPI认证 美国


BPI是BiodegradableProducts Insitute(可降解产品协会)的缩写。BPI通过创新的可堆肥标签方案,教育生产商、立法者和消费者关于可降解材料的科学标准,同时通过一系列程序确保相关产品达到可降解材料标准的要求。 Compostable是BPI所发的可堆肥认证标志,基于产品通过ASTM D6400, ASTM D 6868或EN 13432的长期性测试。在塑料制品上影印该标志就代表着该塑料制品符合堆肥工厂环境或工艺下的生产标准。

3) OK Compost认证 欧洲



比利时'OK Compost Home'规范由认证机构Vinçotte管理,该机构还运行其“OK Compost”(符合EN 13432)认证计划。该规范包含与EN 13432类似的要求,但测试温度和持续时间不同

4) Green Pla认证 日本

5) ABA/Seedling license 澳洲

6) BNQ认证 加拿大





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