對于圍繞碳氫化合物塑料使用的爭議和挑戰(zhàn),我們都已經非常熟悉,在100年的時間里,碳氫化合物塑料已經從一種神奇材料變成了世界污染威脅。其中一種特殊的塑料,聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),首當其沖地受到了全球審查。Matmatch是研究和采購可持續(xù)材料的領先平臺,其成長主管Ben Smye解釋了為什么PET在現(xiàn)代世界仍有一席之地。
這看起來很不尋常,但在紐約時裝秀上可以看到現(xiàn)代社會與塑料之間不斷變化的關系的最佳快照之一。20世紀80年代,幾位模特用聚氯乙烯(PVC)瓶裝依云水為T臺增色,默默地向觀眾代言了一次性塑料。
大約30年后,在2019年的紐約時裝周期間,依云推出了一款可持續(xù)的、可重復使用的帶有竹蓋的玻璃水瓶。對于一個與一次性塑料瓶同義的品牌來說,向玻璃瓶的轉變——即使只是一個限量版的系列——也是對現(xiàn)代人圍繞塑料污染的焦慮的明確反映。
值得注意的是,依云還設定了到2025年在其瓶子生產中使用rPET的目標,以創(chuàng)建一個略微封閉的循環(huán),并降低其運營的碳強度。
由于塑料制造的規(guī)模、一次性塑料產品的廣泛使用以及這些產品在廢物管理方面的缺陷,塑料污染已成為一個日益緊迫的全球問題。對許多人來說,PET已經成為了這個污染問題的一部分。自20世紀90年代以來,熱塑性塑料因其強度、硬度、阻隔性和輕質性一舉成為瓶裝飲料的首選材料。
據(jù)Mordor Intelligence估計,2020年PET的產量超過8000萬噸——這是一個龐大的數(shù)字,但Mordor指出,由于新冠疫情的出現(xiàn),這個數(shù)字受到了負面影響。在更廣泛的塑料市場中,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)引用了2017年的一項統(tǒng)計數(shù)據(jù),即自20世紀50年代初以來,已經生產了超過83億噸的塑料;,其中60%最終被填埋在垃圾填埋場、海洋或自然環(huán)境中。
據(jù)此,我們可以估計,在2020年生產的PET中,將有4800萬噸將被填埋或作為塑料污染。這是個問題,因為眾所周知,PET的降解周期很長,而且隨著時間的推移,它的分解方式也很復雜。
在《歐洲聚合物雜志》2020年的一篇論文中,Tian Sang等人全面回顧了PET的降解條件。論文得出結論,PET的降解能力——無論是通過加速風化、水解還是光解——高度依賴于溫度和時間。在最接近自然條件的情況下,聚合物的大部分不受反應條件的影響,只有表面化學成分發(fā)生改變。
正是由于塑料表面的化學鍵斷裂,我們遇到了微塑料的問題。湯普森等人于2004年首次將其定義為直徑小于5毫米的塑料碎片和顆粒。盡管像PET這樣的塑料不會自然降解,但暴露在某些環(huán)境條件下會導致部分分解。
盡管存在環(huán)境問題,但在一個更可持續(xù)的世界中,PET仍有其功能上的優(yōu)點。如果以負責任的方式使用和管理,制造商可以獲得PET的好處,降低碳足跡,減少污染問題。
負責任的PET管理
PET的主要問題之一是它被設計成的角色。如果一個PET瓶被設計成使用一次就被丟棄,那么這個應用的前提本身就是浪費。像PET這樣的塑料更適合于更持久、多用途的應用。
例如,由PET制成的可重復使用的瓶子不會在購買后一周內進入垃圾場或回收廠。實際上,它是捕獲的碳被可持續(xù)地使用。從這個意義上說,如果產品設計師希望在包裝等應用領域使用碳氫化合物塑料,就有責任重新考慮其產品的長期使用問題。
Matmatch上列出的大多數(shù)PET強化了長期使用的理念,其中許多PET被用于機械系統(tǒng)、輸送機滾筒和汽車部件等應用中。
負責任地使用PET的另一種方法是確保其可回收,并將rPET納入新產品設計中。目前,PET是回收率最高的塑料,截至2017年,歐洲PET樹脂的回收率約為58%?;厥誔ET減少了對額外原材料的需求,在新瓶子的成型過程中可以使用高達35%的回收顆粒。鑒于PET的原材料之一是原油,35%的減量對環(huán)境有直接的好處。
與人們普遍認為的相反,與新生產的塑料相比,回收的聚合物并不總是在性能上有損失。Lavergne的VYPET材料組合就是一個例子。該系列rPET樹脂主要由消費后回收塑料制成,偶爾用其他材料增強,以增強PET的核心性能。
VYPET樹脂具有PET的耐久性、高剛度、耐高溫和耐化學性以及輕質結構。這使得它們非常適合于要求更高的應用,如汽車零件、電機絕緣或結構部件。例如,VYPET VNT 615FR是一種用玻璃纖維增強的阻燃PET化合物。因其介電強度為37 kV/mm,并且具有優(yōu)異的機械性能,非常適合用于電氣和結構應用。
由于PET所提供的特性,其受歡迎程度一直很高,如果要用其他類型的塑料完美地復制這種特性可能是一個挑戰(zhàn)。為了繼續(xù)充分利用這種塑料,產品設計師必須改變對材料的看法,塑料供應商也必須更多地采用rPET。
PET能否繼續(xù)使用取決于它是否能發(fā)揮新的作用,成為一種長期持久的塑料,而不是一次性產品。如果模特要拿著塑料瓶走上T臺,那應該是可重復使用的rPET瓶——表明這種曾經的神奇材料在可持續(xù)發(fā)展的世界中仍有一席之地。