Special Chinese Edition 2017

ISSN 1862-5258

2017年5月

生物塑料 杂志 Cover Story

bioplastics

MAGAZINE

Vol. 12

JinHui ZhaoLong

志 杂 料 塑 物 生 版 言

中国特殊的语

内容

版本说明 发行人 Dr. Michael Thielen (MT) contributing editors: Karen Laird, John Leung

总公司 Polymedia Publisher GmbH Dammer Str. 112 41066 Mönchengladbach, Germany phone: +49 (0)2161 6884469 fax: +49 (0)2161 6884468 info@bioplasticsmagazine.com www.bioplasticsmagazine.com

显示销售

Henry Xiao 肖晨 Sales Director 销售总监 ..................................

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布局 Kerstin Neumeister

2017年5月 中国特别版 3 新闻

12 显示指南

6 面故事

14 吹塑

7 报告

18 玩具

8 基础知识

20 基础知识

10 粘合生物塑料

22 制造工艺

www.bioplasticsmagazine.com

这本杂志也可以在网上阅读 www.issuu.com/bioplastics/docs/china-edition-2017

新闻

澳大利亚生物塑料协会要求将可堆肥袋子加入塑 料袋禁令的讨论 澳大利亚生物塑料协会（ABA）呼吁支持认证过的可堆肥袋子替代一次性轻质塑料袋。 澳大利亚生物塑料协会对最近澳大利亚部长级召开关于国家禁用一次性常规聚乙烯塑料袋的圆桌会议表示支持。南澳大利 亚、中部地区、北部地区和塔斯马尼亚（岛）已经禁用轻质塑料袋，新南威尔士，维多利亚和昆士兰目前也正在进行相关讨 论。南澳大利亚、北部地区、中部地区和塔斯马尼亚（岛）并没有禁用认证过的可堆肥的购物袋。 澳大利亚生物塑料协会支持禁用传统塑料袋。传统的聚乙烯塑料袋看起来似乎对购物之类很有用，但他们不可堆肥，不可 生物降解，使用后也很难回收利用，最终像垃圾一样被填埋。澳大利亚有机物回收协会（AORA）最近也呼吁，澳大利亚生物 塑料协会要求有认证的可堆肥塑料袋从传统聚乙烯塑料袋禁令中免除。 在澳大利亚，每年产生约1400万吨有机垃圾，其中大部分是食物垃圾。有机垃圾是工业和家庭产生的第二大垃圾。将有机 垃圾从澳大利亚垃圾填埋场转移是一个巨大的机遇。使用认证过的可堆肥袋子来装食物垃圾，放置在绿色的垃圾箱，然后送 去堆肥。有认证的可堆肥袋子在堆肥中被微生物消化，食物垃圾也一样被消化。该堆肥将碳和其他有机质返回到土壤中，从 而提高农业土壤质量。 澳大利亚的土壤一般是缺碳的，而且在这些土壤中添加堆肥，也同时解决了其他几个问题，从垃圾填埋场转移食物垃圾， 减少垃圾填埋场中有机物含量，减少二氧化碳排放，提高土壤中的有机物含量，从而改善农业土壤质量。 澳大利亚生物塑料协会的总裁Rowan Williams解释说：“堆肥认证是指可堆肥的和可生物降解的。在家里用传统塑料袋收集 食物垃圾，袋子和垃圾会一起被填埋。地方议会允许可堆肥袋子装食物垃圾，有机物回收者和处理者都知道可堆肥袋子可以 安全的被他们处理，而用被转移到填埋填埋场。在堆肥化处理过程中，这种袋子和它里面的东西将在堆肥环境下完全消失。 传统的聚乙烯袋子，无论使用什么声称可以生物降解的添加剂，都永远无法达到这些标准所要求的性能。要安全，一定要得 到认证。” 了解氧化降解、生物降解和堆肥认证不是一码事，这很重要。除非袋子经过澳大利亚堆肥认证标准AS 4736-2006或澳大利 亚堆肥认证标准AS 5810-2010检测，否则他们被认为是不适合用于有机物回收，澳大利亚生物塑料协会将进行认证，个人和 公司都希望有属于自己的、通过认证的可堆肥和可生物降解产品。 http://bit.ly/1Nwm7u0

欧盟议会强调生物塑料的作用 欧洲生物塑料行业协会支持由MEP Simona Bonafè修订欧盟废弃物法规的草案报告，这是在六月初发表的欧洲议会环境委 员会的报告。该报告制定了从线性模式转变为循环经济所需要的法律措施，报告中提到废物是一种宝贵的资源，它可转化为 低碳生物经济，从而更有效地利用资源。 “我们欢迎可再生原材料激励了更好的市场条件，以及促进了生物基材料在包装上的使用。”欧洲生物塑料董事长François de Bie说到，“因为它向我们生物经济行业和投资者传递了正确的信号。”这份关于包装和包装废弃物指令的报告，还要求委员会 评估利用生物基和/或生物降解和可堆肥包装解决方案逐步取代食品包装的可行性。“我们希望，这将鼓励成员国认识到这些优 势，并为生物基的和/或生物降解产品创造一个公平竞争的平台”de Bie说到。 此外，修订废弃物指令的报告，特别强调了生物垃圾以及可回收的定义。它支持有机再收回（在堆肥和有机垃圾厌氧消 化情况下），这就是“回收”的真正意思，它提出面向未来生物垃圾的定义，考虑到其他有着相似生物降解性和可堆肥性的材 料。“这些修订是至关重要的，通过欧洲有机垃圾和堆肥产品巨大的潜力从而实现更高的回收目标。”“在欧洲最大城市垃圾（ 高达50%）是生物垃圾，其中目前只能收集和回收25%。”de Bie说到。该报告呼吁到2020年出台生物垃圾强制收集措施，以 及到2025年支持生物垃圾的有机回收增加到65%。该修正案还预见剩余城市垃圾填埋到2025年限制到25%和2030年到5%。 “我们支持生物经济与负责任的使用非石油基材料包装的报告，以及集中从生物基材料和产品到收集和循环生物垃圾的整个工 业生产周期中的资源效率。”欧洲生物塑料总经理Hasso von Pogrell说。 “根据这些报告，我们将与欧洲议会和所有其他利益相 关方继续讨论，如何确保欧洲可以使经济与石化资源脱钩，并迈向循环经济。”von Pogrell总结到。 有关欧盟循环经济一揽子 计划的文件可以在以下链接中找到： http://bit.ly/1t8BpvD

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新闻

SPC出版了反对氧化添加剂的文章 美国弗吉尼亚州夏洛茨维尔的可持续包装联盟（SPC）已经发布了一份关于反对石油基塑料的生物降解性添加剂的文章，该 文章提到通过材料生物降解，来提高塑料的可持续性。 SPC已经评估了用于常规石油基塑料的生物可降解添加剂的使用，并 且发现这些添加剂不具有任何可持续性优势，并且实际上可能导致更多的环境危害。 这个文章列出了反对这些添加剂的原因如下： 它们不能实现可堆肥性，它不具备将营养物质返回到环境的能力。 它们旨在破害塑料的耐久性，添加剂生产商未能证明是否对回收利用产生不利影响。 创造伪环保材料是错误的第一步，特别是当材料在任何生物降解发生之前可能经历明显的碎片化，并导致微物污染。 石油基塑料的生物降解将石油基碳释放到大气中，造成有害的温室气体排放。 关于垃圾和微物污染问题，反对文章说：“大多数添加剂旨在将石油基塑料分解成小块，以使其对进行生物降解的微生物充 分利用。”然而，生物塑料杂志一直在等待十 几年来，令人满意的科学依据证明，在任何时间都会发生微物的完全生物降解作 用。 SPC文章又提到，“肉眼看不见微碎片，但它们作为微型垃圾，可能是有害的。 除了众所周知的微污染环境影响外，生物 降解石油基塑料的销售对环境的影响较小，也可能导致不恰当的处理和污染。“ 2015年12月30日，“塑料今日”（bit.ly/1OM7BeC）的文章中，Clare Goldsberry表示，她并不认为“大多数人都希望塑料消 失， 我们想看到消失的是我们社区和世界水道上的垃圾。 这不是一个塑料的问题，这是一个人的问题。在180天内使塑料容 器降解成碎片的添加剂绝不是我所说的解决方案。“ 相关完整的文章可以从以下文章免费下载：http://bit.ly/200Nv8U

法国支持生物基和家用可堆肥袋 欧洲生物塑料（EUBP）是代表欧洲生物塑料工业的协会，欢迎法国生态部、可持续发展部和能源部上周在2016年2月1日发 布批准的关于法国一次性塑料袋的执行法令。 “该法令明确规定了减少一次性塑料袋的使用，有利于生物基、生物降解和家用可堆肥塑料袋的推广。 这是一个重要的举 措，并赞同EUBP努力强调生物塑料在欧洲循环经济中的重要作用，”EUBP执行董事Hasso von Pogrell说。 去年9月，法国政府将这个法令草案（décret）通知了欧盟委员会及其27个欧洲同盟国，该法案限制在法国使用塑料购物 袋。该法令作为新的“能源转型和绿色增长”法规的一部分，法国国会对塑料袋实施禁令，其实也遵照了欧盟的要求，并指出： “该法令规定了环境法的适用条件，旨在禁止一次性塑料袋的销售，除了购物袋以外的袋子，可以用家庭堆肥处理可堆肥 袋，这些堆肥袋完全或部分由生物来源的材料组成。” 2015年12月21日，欧盟委员会正式向法国政府发出了一封信，反对其法令草案中的部分条款，例如限制使用一次性塑料购 物袋。然而，截至2月1日，已经批准了更为详细的要求和执行法令，并将于2016年7月1日生效。该法令适用于厚度为50μm的 一次性购物袋，该袋子必须满足法国家庭堆肥标准的要求，其生物基含量至少为30％。生物基最低含量将从2018年逐步提高 到2020年的40％，2020年50％，2025年60％。合适的生物塑料材料已经准备了很长一段时间，生产商们急切地等待着。 法国生物塑料协会俱乐部主席Christophe Doukhi-de Boissoudy评论道：“我们欢迎并动员公共机构，以最终实现这一目 标。 它将鼓励生物基和生物降解塑料相关者，利用其研究工作的优势，开发新的可生物降解和可堆肥塑料，减少对石油的依 赖。 该法令将有助于减少塑料袋污染，以及加强法国塑料加工业的经济活力，因为90％的水果和蔬菜袋目前是进口的。“ 法律规定，法国是欧洲第一个对塑料袋采取具体措施的国家，有利于生物基和可堆肥袋塑料袋的推广，符合欧盟减少轻质 塑料袋消费的指令。它还支持单独收集有机废物与可生物降解和可堆肥的袋子。考虑到欧盟委员会和法国国务院的主张，法 令草案被做了一定修改。 “我们期望法国法令成为欧洲立法的典范，并为可持续生物塑料解决方案的需求增加做出贡献。” KL www.european-bioplastics.org

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面故事

金晖兆隆-中国生物降解绿色包 装的推动者 随着人们消费习惯的改变，网络购物在拥有13亿人口的中国 普及尤为迅速，直接推动了中国快递业爆发式增长。据中国邮 政局2016年发布的《中国快递行业绿色包装发展现状及趋势报 告》显示，2015年，中国快递业共消耗快递运单约207亿枚、 编织袋约31亿条、塑料袋约82.68亿个、封套约31.05亿个、包装 箱约99.22亿个，仅包装使用的胶带总长就可以绕地球赤道425 圈。2016年，中国快递业务量突破300亿件，同比增长53%，目 前稳居世界第一。预计到2020年中国快递业务量将达到700亿 件。 当你还在惊叹这些庞大的数字的同时，快递业快速发展带来 的弊端开始显现，快递包装塑料污染已不容忽视。快递行业中 超过50%的快件使用传统塑料袋包装，每年会产生上百万吨的 塑料垃圾，这些快递包装主要由传统的化工材料、再生塑料等 再加工而成。一次性使用过后，快递塑料包装袋与所有其他生 活垃圾被一起丢弃，既不能重新加工也不能降解，只能填埋或 焚烧，产生大量的塑化剂、阻燃剂等有毒有害物质，对人类健 康和环境造成危害。

准的修改和制定，推动绿色包装的大面积应用。此外，金晖兆 隆致力于生物降解材料及其应用领域的不断创新，已成功研发 出30%生物基的生物降解聚酯材料，并且正在研发热塑性弹性 体和生物降解纤维等新的应用领域。 “相信未来在中国政府的关注和更多像金晖兆隆这样的企业 的不懈努力下，中国绿色快递、绿色包装的发展进程会越来越 快，”金晖兆隆董事长李雅娟说。“中国快递行业必将迎来一个更 清洁、更健康的发展环境。” www.jinhuizhaolong.com

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中国政府和许多有社会责任感的企业意识到了此问题的严重 性，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规 划的建议》将“绿色”作为“十三五”计划乃至更长时期中国的五大 发展思路之一。绿色快递已成为了中国快递行业最重要的转型 方向。 2017年以来，快递条例已列入《国务院2017年立法工作计 划》。中国邮政局会同国家发展改革委、交通运输部联合印发 的《邮政业发展“十三五”规划》明确声明要解决快递包装垃圾引 发的污染问题并提出使用绿色包装、建设绿色邮政的目标，“绿 色快递”、“绿色包装”已成为当今时代的关键词。在2016年6月， 阿里巴巴旗下的菜鸟网络联合32家全球快递公司宣布启动“绿动 计划”并承诺到2020年将50%的包装材料与填充物替换为100%生 物降解材料。 作为中国领先的生物降解材料生产商，拥有2万吨/年生物降 解聚酯（PBAT）产能的金晖兆隆不断提升自身品牌Ecoworld® 和Ecowill®，并致力于成为中国绿色包装方案的提供商。在 2016年12月，金晖兆隆生产的全生物降解塑料快递袋成功落户 于阿里巴巴。金晖兆隆将持续推进全生物降解绿色快递包装在 中国快递行业的使用，以有效应对快递包装所带来的环境污 染。金晖兆隆研发的生物降解快递袋是由其Ecowill-0823改性料 制成，可完全生物降解，无毒无异味，对人体安全无害。包装 完全符合中国快递包装标准，在韧性指数、称重指数、防水指 数等参数方面与传统塑料包装相当。使用后，这种生物降解绿 色包装可完全降解为二氧化碳和水，在堆肥条件下可以生成有 机肥料。 目前，金晖兆隆生产的全生物降解快递包装袋已经被阿里巴 巴旗下淘宝、天猫电商平台广泛推广使用并赢得消费者高度评 价。金晖兆隆也成为了阿里巴巴旗下菜鸟网络重要的绿色包装 战略合作伙伴。与此同时，金晖兆隆积极参与中国快递行业标

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Janice Li, CEO, JinHui ZhaoLong

报告

中国生物降解产业技术创新战略联盟 — 推进中国生物降解产业发展 一、 联盟简介 中国生物降解产业技术创新战略联盟由中国产学研合作 促进会批复成立。中国产学研合作促进会是经国务院批准， 由国家发改委、教育部、科技部、工信部、商务部、国务院 国资委、国家知识产权局、中国科学院、中国工程院、中国 科协等产学研界相关部门和高校、科研院所、企业共同参与 和推动创办的一个跨部委、跨区域、跨行业、跨学科的产学 研、政资界互动的高层平台。

By: John Leung

中国生物降解产业技术创新战略联盟是将国内绿色环保材 料和生物降解领域中最好的技术与最好的渠道资源相结合， 利用先进技术优势，进行产业化运作，尽快形成产业化规 模，达到初期民营资本技术优化，中期靠国家政策扶持或投 资资本介入做强，后期通过资本运作和企业上市，把产业链 做大。

二、 国内立法情况 吉林省是我国第一个正式颁布“禁塑法令”的省份。2014年2 月13日，吉林省政府颁布《吉林省禁止销售和使用一次性不 可降解塑料袋、塑料餐具规定》（吉林省人民政府第244号 令），自2015年1月1日起，在全省范围内禁止生产销售和提 供一次性不可降解塑料购物袋、塑料餐具。 江苏省在2015年9月25日的第十二届人民代表大会常务委 员会第十八次会议通过的《江苏省循环经济促进条例》中指 出，自2016年1月1日起，宾馆、洗浴等服务性企业应当采用 有利于资源循环利用和环境保护的产品，采取环保提示、费 用优惠等措施，鼓励和引导消费者减少使用一次性消费品。 自本条例施行一年后，餐饮经营者应当提供可循环使用筷 子；超市、商场、集贸市场等商品零售场所不得销售、无偿 或者变相无偿提供不可降解的塑料购物袋。

三、 联盟推动建设生物降解产业示范基地 联盟选址贵州省黔东南州，打造建设中国生物降解产业示 范基地。以一次性全生物降解材料代替传统塑料制品，从根 本上解决塑料废弃物对环境造成的污染问题，从而保护生态 旅游环境。当地政府对建设生物降解示范基地的规划给予非 常大的支持。生物降解产业落地，符合贵州省生态旅游和精 准扶贫二大战略，不仅促进生态旅游持续发展，同时把产业 发展与精准扶贫结合起来，从而促进循环经济发展。

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基础知识

未来发展的“生物基工作室” 德国可再生资源促进发展部

德

国法律缺乏可持续公共采购的法律依据。在为公共 部门采购货物和服务时，关于所需资源和环境考虑 的法规尚未落实到位。

因此，德国进行可持续公共采购时，在许多方面都是不完 善的，这也反映出一个公认的环境标识的重要性。因此，首 先制定可持续发展标准是很有必要的，从而可以获得一些公 共采购的经验，同时，逐步发展可持续采购的文化。这也给 生产商提供了一个机遇，去适应目标导向的方法。然而，许 多公共机构正在努力适应这种做法。 显然，可持续采购是一种新的方法，它需要付出更多的努 力，因为需要收集信息，需要抛弃原有熟悉的采购习惯，和 需要对市场进行可用性研究。然而，这方面进展缓慢的一个 最重要原因是缺乏决策者的鼓励和支持。 显然，可持续采购是一种新的方法，它需要付出更多的努 力，因为需要收集信息，需要抛弃原有熟悉的采购习惯，和 需要对市场进行可用性研究。然而，这方面进展缓慢的一个 最重要原因是缺乏决策者的鼓励和支持。 当然也有很好的例子，比如柏林。柏林不仅在采购商品、 工程和服务中对环保要求制定了行政法规，而且还为许多产 品系列制定了最低具体要求，作为实用的采购指南。另一个 有利的现象是Öko研究所最近出版的关于环保采购利于资金 节约和环境效益的研究。 可再生资源机构（Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe，FNR）也鼓励环保采购。食品部和农业联邦部 （BMEL），2010年在FNR成立了一个叫“在公共采购中使用 生物基产品”的项目。该项目旨在促进环境和自然资源的管 理，以及通过推进使用生物基产品，加强资源供应的安全 性。作为一个开拓者角色，公共机构可以利用他们的购买 力，进一步推进使用生物基产品。这种对生物基产品的承诺 也体现在FNR欧盟资助的项目。

生物基工作室 FNR项目叫“公共采购中使用生物基产品”，目前正在德国 推广一个以“生物基工作室为模型的巡回展览摊位。参观行 程：http://www.das-nachwachsende-buero.de/ser vice/ tourenplan/ 展台展示的产品都是生物基的，可以创建环保的办公设 置。鉴于在德国总共有1700万个办公区，使用生物基办公产 品为减少二氧化碳排放提供了巨大的潜力。 近100个生物基产品，从办公家具到办公设计和陈设，在12 平方米的展位可以完全看到和摸到。精选的生物基塑料产品 由大大小小的各种公司提供。展览摊位所有范围的产品，以 及生产这些产品的公司，都被列入免费宣传册，但也可以在 以下网站上找到：www.das-nachwachsende-buero.de.

采购规范中的可持续性和采购过程中的生物基产 品 塑料在办公设备中起着重要的作用。除了越来越多使用再 生塑料材料，由生物材料制成的产品也在逐步增多。根据公 共采购法，可能需要证实并提交生物基塑料的可持续性证明

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By: 公共关系工作室 可再生资源部门 德国

（例如产品的环境效益）。 欧洲公共采购法令的实施需要对公共采购法进行彻底改 革，并加强不断创新的采购实践。继2016年4月将这些指令融 入到德国法律后，从而使得公共采购员编写可持续（环境、 社会、创新）要求的标书时更容易了，其中涉及到： 参考条款/技术规格 合格证/选择标准 合同/裁决标准 执行合约的要求 与现有合同有客观的联系。 所需属性的证明可以由一个公认的标签或认证所提供。此 外，电子采购将采用标准化程序。 然而，对于生产生物基产品系列的厂家–主要由中小企业组 成，认证和电子采购对中小企业和公共采购商做生意造成了 严重阻碍。另一个问题是广泛使用框架协议，这使得中小企 业很难参与。因此，中小企业更有可能选择参与低于1万欧元 的采购。虽然有了这样的销售数字，但是，没有真正的市场 突破，期望这类“生物经济”策略才能成功。

在德国高度认可的“Blauer Engel” 在德国，生态标签“Blauer Engel”（蓝色天使）大大的 影响了环保采购。这是德国公共采购商间高度认可的标 签。“Blauer Engel”由国家明确的定义为环境政策手段，有助 于提高其可信度。但是，大多数产品认证是以节能和能效为 基础的。生物基塑料，目前不符合“Blauer Engel”。然而，在 不久的将来，这可能会有所改变，联邦环境局正在委托研究 这个问题。 而“Blauer Engel”是一个广受尊敬的国家生态标签，问题 是，在国际市场上的企业获得认证的可能性有多少？ 在欧盟，生物基塑料可以由Vincotte /生物基认证系统来 认证。然而，这仅仅适用于生物基产品，而不是可持续产 品。Vincotte /堆肥认证不可能在办公用品领域发挥作用。没 有多少人会想堆肥他们的生物基塑料订书机。 原料协会和不同国家的原产地验证过程，正确的建立标准 是第一步，以确定个别商品的可持续性，然后可以授予相应 的认证标签。这种认证体系至少能提供主要原料含量（如木 材）。 在这一点上，可持续采购的障碍尤为突出。没有哪个传统 产品需要如此高的责任证明。

可持续采购需要创造性和对话 在合同评估和签订过程中，生命循环成本或生命周期评估 在可持续评估方面发挥了越来越重要的作用。然而，困难的 是要知道如何评估一个颗粒的生命周期，来源于不同的原材 料。此外，这样的计算对于办公用品意义不大。然而，这些 问题都需要由生物基部门来提出和解决的，包括决策者在公 共采购中的问题。

基础知识

图 标题： 生物基工作室

在公共采购中，生物基塑料还有什么其他可能性？ 采购法不仅界定了“什么是采购”，而且界定了“如何采购” 。一种可能性是要求使用的产品或材料指定为“生物基”或“ 来源于可再生资源”。投标邀请书可以清楚明确地表明，这 一要求算是一个奖励标准，从而重新分配点值。 关于资源安全的采购合同略为复杂，因为资源安全被理 解为不仅是有限的石化燃料供应，同时也包括对进口的依 赖。这使得建立客观关系有点困难。 供应安全是实现生物经济的重要基石。同样的道理，生 物基产品的生命周期可以减排CO2，即使很难证明，也可 以使用生态标签作为合同的条件。 在这一点上，公共采购中普遍的社会责任会促进一个生 产者和公共采购员之间开放的和创造性的对话，以实现生 物基产品在市场上有所突破。

图 标题：生物基塑料制造的办公材料

然而，这并不妨碍业界思考如何建立科学、独立和透明 的，可能在全球适用的认证方案或标签。 另一方面，税收资助的公共部门有义务利用采购法创造 的机会，为了广大市民的利益，去支持社会性目标，例如 能源和资源安全或气候保护措施，。 可再生资源机构，及其“在公共采购中使用生物基产品”项 目，是关于生物基制品采购的开放性对话。 FNR也参与了欧洲范围内生物基产品和公共采购服务的项 目，欧盟项目“innprobio”——公共采购中的生物基创新论 坛和“openbio”——“ 通过标准、标签和采购打开生物基市 场”。 [1] Verwaltungsvorschrift für die Anwendung von Umweltschutz­ anforderungen bei der Beschaffung von Liefer-, Bau- und Dienstleistungen - VwVBU ttp://beschaffung.fnr.de h www.das-nachwachsende-buero.de www.innprobio.eu www.open-bio.eu

图 标题：蓝色天使

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粘合生物塑料

生物塑料的粘合力

生

物塑料的目标就是作为传统塑料的替代解决方案。 因此，在很大程度上来说，它们应该适用于现有的 加工技术。此外，生物基产品在减少碳足迹方面贡 献比较大。现在，当它涉及到生物塑料粘合技术，生物塑料 的应用条件与传统塑料相同。在两者中，都可以加入相同的 材料，以得到所需要的粘合结构。

生物塑料分类 生物塑料并不一定意味着它必须是生物降解的。欧洲生物 塑料表明生物塑料的分类如图1所示[ 1 ]。也有一些生物基塑 料，不能生物降解，就像由生物乙醇生产的聚乙烯或由蓖麻 油制备的聚酰胺。反过来说，生物降解也不一定是生物基塑 料。生物降解性是由塑料的化学结构造成的。另外，石油基 塑料如聚己内酯也能降解。这必须考虑到各种塑料粘合在一 起。如果粘合部分必须具有生物降解性，那么胶粘剂也必须 应满足生物降解性。在这种情况下，蛋白或植物油基胶粘剂 比较适用[2,3]。它们是无毒的，可以是生物降解的或不可降 解的。通常，它们来自于其他生产过程中的副产物。

生物塑料粘合和表面处理

By: Diana Syperek 汉诺威应用科学与艺术大学 机械与生物工艺工程系 德国 汉诺威,

比较低，就必须考虑选择的粘合剂以及被粘物。其目的是考 虑粘合是否能承受动态负载，因为这样它可能会脆化，导致 粘合失败。脆性部位的应力峰值会导致粘合破坏或承载能力 降低。此外，被粘物的刚性差异会造成缺口效应，粘合面上 的力传递受到影响[ 4 ]。粘合部分良好的粘合力反而使得它 难以分离和回收利用。然而，将不同的材料进行机械回收是 很有必要的。在其生命周期的终点，生物降解粘合剂也被堆 肥降解。对于不可降解的生物塑料，很难达到这点。但是， 它们可以通过焚烧用来产生能量，因为粘合剂的作用，各种 组件很难分离开。 其它方面，比如生物塑料和生物基胶粘剂也会发生蠕变行 为和老化。他们不能承受长期的作用力。老化是由分别在塑 料或粘合剂中的物质溢出而导致的。环境条件如温度也对粘 合有不利的影响。粘合力会由于老化而降低，甚至可能会导 致粘合失败，特别是动态应力作用下。此外，粘合剂粘合力 一般不耐剥离应力。原则上来说，我们应该牢记，粘合强度 取决于粘合测试工艺[ 4 ]。因此，考虑到实际情况，应单独 进行测试。

尽管不可降解的生物塑料已经用到了汽车上，例如，从外 关于表面处理和生物塑料的粘合技术的文献资料比较少。 部发动机罩和主盖部分，是用聚酰胺生产的。内饰和行李箱 这可能是因为生物塑料和传统塑料的应用条件是一样的。我 衬垫都采用了聚氨酯泡沫和聚烯烃材料。由于聚烯烃与其他 们无法确定是生物塑料还有石油基塑料更适合于粘合，因为 表面比较难粘合，所以，它首先必须经过预处理。电晕处理 它们的化学结构和表面结构以及表面组成才是至关重要的。 被证明是比较成功的。这个处理过程的自动化程度很高，所 对于高强度的粘合，塑料的预处理往往是很有必要的。对于 有的塑料都可以这样预处理。通过电晕处理，塑料表面的原 印刷，它们有不同的要求。例如，PLA不用任何预处理就可 子表层功能化了，从而使粘合剂的润湿性得到改善。这项技 以印刷相当好。虽然塑料粘合并不像金属那样重要，但在工 术也适用于增强塑料例如木纤塑料，因为纤维是镶嵌在聚合 业中它依然起着重要的作用，因为不是所有的零件都是一次 物基体中，而不是粘在表面上。 成型来完成的。然而只有热塑性塑料可以通过焊接、粘合来 总结 拓展它们的应用。特别是关于不同的塑料粘合应该选择不 同的熔融温度。因为在包装工业中应用最多的是热塑 生物塑料的粘合也同样适用于传统塑料。然而，当 性塑料，焊接是很常见的。因此，热或超声波和轻 涉及到高强度粘合时，大多数塑料以及生物塑料很 微的压力对塑料薄膜热封的影响比较大。对于 难与其他物质粘合。但是，我们可以用现有的方 䙴䎾⥏Ѳ 生命周期比较短和有相似熔点的塑料，比较 法对表面进行预处理。无论到什么程度，这都 䙴䎾枢嬸⦦㛮Ϫ 适合焊接，除非它粘合强度要求很高。如 是必要的，同时也取决于产品的类型，应用 ⫗3/$Ѳ3+$ 果焊接没问题的话，可以承受比较高的 的范围和受力的类型。 负荷，通常不需要焊接耗材。 由于对可持续发展材料的需求不断 粘合的优点就是可以把不同的 增加，生物塑料脱颖而出。许多生 材料牢牢的粘合在一起。粘 产商已经大规模地使用塑料生产 生物塑料 合技术可用于所有的工业领 他们的产品。对于更复杂的应 域（图2 [ 1 ]表明这些领域 用以及轻量化应用，粘合在生 䥈㸎⥏Ѳ 䙴䎾⥏Ѳ 䙴䎾枢嬸⦦㛮Ϫ 梳䙴䎾枢嬸⦦㛮Ϫ 中，生物塑料已经在使用） 物塑料领域也变得越来越重 ⫗3&/Ѳ39$ ⫗3(Ѳ3$ 。在牙科中，使用UV固化 要。这也意味着，这一应用 粘合剂把陶瓷和金属或塑料 在未来会逐步增加。 粘合在一起。在汽车或飞机 建设中，粘合技术在减轻重量 图1 和节省燃油方面起着越来越重要的 作用。与其他粘结技术相比，由于粘合强度很高，粘合具有 参考文献 决定性的优势。除了被粘物，粘合剂本身也影响粘合力。韧 [1] european bioplastics. European Bioplastics e.V. Available at: 性胶粘剂如聚氨酯的韧性很好，因此，受的作用力能更好的 http://www.european-bioplastics.org/. (Accessed: 12th May 2016) 分散到整个粘合面。因此，与这些粘合剂相比，其他粘合剂 [2] Kim, S. in Biopolymers (ed. Elnashar, M.) (Sciyo, 2010). 能实现较高的粘合强度，它本身的强度也比较高，但韧性较 [3] Clark, J. H. Green Materials from Plant Oils. (The Royal Society of 差[ 4 ]。生物基聚氨酯也已经产业化。此外，固化和应用温 Chemistry). 度也必须注意。胶粘剂固化延长了工艺时间。如果操作温度 [4] Rasche, M. Handbuch Klebtechnik. (Carl Hanser Verlag, 2012).

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粘合生物塑料

图2 ⿉䙴䎾⦦㛮⊽䕘ῼ剒Ϧ⽗⢏戽朽ϧ

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品牌所有者

品牌所有者对生物塑料的期望以及如

新 系列

何发挥其全部潜力 灵感来自一个去年11月在柏林举行的第十届欧洲生物塑料会议的小组讨论，生物塑料杂志开始了新系列（国际版），即品牌 所有者对生物塑料的展望，以及如何发挥其全部潜力。在这里，我们要求品牌所有者发布一个简短的声明，拟作为生物塑料 产业的讯息。该杂志系列开始于美国亚特兰大、格鲁吉亚可口可乐公司的Michael W. Knutzen：

创新来自于灵感，在可口可乐公司，我们深受喝我们饮料的人的鼓舞。 我们消费者希望我们能够提供他们熟知和喜爱的饮料的包装，以满足他 们的需求，为了方便和安全，同时也能考虑到环保。 从2009年以来，PlantBottle™包装满足了消费者的期望。第一种完全可 回收PET塑料饮料瓶部分来源于植物，在外观和功能上，与传统的PET塑 料相似，但它在地球上的碳足迹更少，减少了对稀缺资源的依赖。 zen, Michael W. Knut ntBottles Pla 司 公 乐 可 口 可 全球项目总监

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

11

S41 S43 S45 bM 19 8 Booth

Company

11.3A51

ALOK MASTERBATCHES PVT LTD

11.3P35

AMOY COACE PLASTIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

9.3B61

ANHUI TIANYI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECH. CO.,LTD

12.2P15

AU CO., LTD.

12.2S41

bioplastics MAGAZINE

11.2A05

CHANGZHOU HONGMEI PLASTIC MASTERBATCH CO., LTD.

13.2M53

CHIAO FU MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD

12.2J71

COATING P. MATERIALS CO., LTD

12.2M01

CUSTOM POLYMERS HONG KONG LIMITED

2

12.2L21

DOILL ECOTEC CO., LTD.

3 4

DONGGUAN XINHAI ENV. PROTECTION MATERIAL CO., LTD. DUPONT CHINA HOLDING CO., LTD.

10.2C01

EMERY OLEOCHEMICALS HK LTD

L01 bM

ENERPLASTICS L.L.C.

5

12.2P11

EPC NATURAL PRODUCTS CO., LTD

6

9.3K51

FINE ORGANICS

11.3J73

FOSHAN STL PLASTICS TECHNOLOGY CO.,LTD

13.2M05

GALATA CHEMICALS (HONG KONG) LTD

11.3D41

GUANGDONG CAIHONG MASTERBATCH LIMITED COMPANY

9.3S59

GUANGDONG GLOBOR NEW MATERIALS CO.,LTD.

10.2E61

HAIRMA CHEMICALS (GZ) LTD.

12.2M31

HANGZHOU XINFU TECHNOLOGY CO., LTD

10.3B39

HEFEI YUANRONG NEW MATERIAL CO., LTD.

12.2S45

HUAINAN AN XIN TAI SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,LTD

13.2B75

JETWELL TRADING LIMITED JIANGSU TORISE BIOMATERIALS CO., LTD

9 10

12.2P01

JILIN PROVINCE KANGRUNJIE ENV. PROTECTION TECH. CO.,LTD.

11

12.2R35

JINHUI ZHAOLONG HIGH-TECH CO.,LTD

12

JINYOUNG (XIAMEN) ADVANCED MATERIALS TECH. CO., LTD.

9.3D79

KINGYORKER ENTERPRISE CO., LTD.

9.3B25

LIFELINE TECHNOLOGIES

10.2A41

LOTTE ADVANCED MATERIALS, LOTTE FINE CHEMICAL

12.2S47

MAGNECHEM SDN. BHD.

11.2D41

MITSUBISHI CHEMICAL HOLDINGS CORPORATION

10.3J01

NANJING LIHAN CHEMICAL CO.,LTD

12.2M35

NATUREWORKS, LLC.

11.2C31

NEXEO PLASCHEM (SHANGHAI) CO., LTD.

12.2R25

PROVIRON FUNCTIONAL CHEMICALS N.V.

11.3A79

RAJIV PLASTIC INDUSTRIES

12.2M21

REVERDIA

11.2K61

RIKEVITA FINE CHEMICAL & FOOD IND. (SHANGHAI) CO., LTD

12.2L35

ROQUETTE

10.2C31

SAMYANG CORPORATION

12.2J21

SHANDONG JIQING CHEMCAL CO., LTD.

10.3M01

SHANGHAI INGOO CHEMICAL CO.,LTD.

10.3M05

SHANGHAI XINER LOW-CARBON ENV. TECHNOLOGY CO., LTD.

17

18

10.3K41

SHINKONG SYNTHETIC FIBERS CORPORATION

12.2P31

SOGREEN TECHNOLOGY CO., LTD.

20

12.2L25

SUZHOU HANFENG NEW MATERIAL CO.,LTD.

21 22

WEIFANG GRACELAND CHEMICALS CO., LTD

12.2L01

WEIHAI LIANQIAO INTERNATIONAL COOPERATION GROUP

13.2B71

XINJIANG BLUE RIDGE TUNHE

9.3P67

YANGZHOU ROLAND NEW MATERIALS CO.,LTD

23

12.2M25

YAT SHUN HONG COMPANY LTD

24

12.2R11

ZHEJIANG HISUN BIOMATERIALS CO.,LTD.

25

12

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

6

1

P21

16

5

24

M31

10 L35

P31

7 20

M35

14

16

19

9.3A65

P15

15

SHENZHEN ESUN INDUSTRIAL CO., LTD.

TAIZHOU SUDARSHAN NEW MATERIAL CO.,LTD

M25

P11

14

SHENZHEN POLYMER ASSOCIATION

TEIJIN LIMITED

M21

22

11

13

12.2S43

12.2M11

21

17

12.2R21

11.2K41

3

L31

8

JILIN BODA ORIENTAL NEW MATERIAL CO., LTD.

JUMP TECHNOLOGY INC.

L21

M11

P01

2

7

12.2L31

10.3E01

M01

23

L25

12.2R31

10.3J39

bioplastics MAGAZINE

1

12.2P21

13

Layout Plan courtesy Adsale Exhibition Service

12.2R32 11.2A31

Location (12.2)

S47

In this Show Guide you find the majority of compa compounds, additives, semi-fini

bio CAR R11

R21 R25

R31

25

Show Guide

conference 20-21* september 2017

*: subject to changes

Biobased materials for automotive applications

www.bio-car.info 18 15

9

R32

4

R35

anies offering bioplastic products, such as resins, ished products and much more.

5th PLA World Congress 08-09* MAY 2018 MUNICH › GERMANY

*: subject to changes

12

The conference will comprise high class presentations on • Latest developments • High temperature behaviour • Blends and Compounds • Foam • Processing

• Additives • Stabilization • Applications (packaging and durable applications) • Recycling and other endof-life options

www.pla-world-congress.com

吹塑

液态乳制品的生物包装

B

IOBOTTLE项目的目标就是开发新的适用于制备乳制品 （酸奶、鲜奶和奶昔）塑料瓶和塑料袋的可生物降解 材料。这些包装在其较短的保质期结束时，不需要将 其与剩余的有机废物分开。

图1显示了BIOBOTTLE项目的开发工作： 㢥㛮䟙嫖㶗◡慞㐾

与传统包装相比，新包装必须保证符合所选乳制品的保 质期，以及满足每个应用案例中关于功能性、微生物、食 品接触应用等不同特性的要求。

市场数据 塑料的全球产量逐年增加，但目前塑料处理的管理没有 一个环境友好的解决方案，因为填埋仍然是欧盟许多国家 的第一选择[ 1 ]。针对这一问题，可以使用替代材料，如生 物降解塑料，逐渐得到日益关注。 如今，欧洲一些国家是世界上最大的牛奶消费国，平均 每年每人消耗219公斤（FAO，2011）。因此，对乳品、塑 料行业以及终端客户来说，使用生物材料包装是特别有趣 的，因为这些包装可以在堆肥条件下可以与剩余的有机废 物一起处理。

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此外，这些新材料可用传统的塑料加工方法分别制造快 递袋、瓶子和盖子，如共挤吹膜，挤出吹塑和注塑成型。 这些材料可在受控堆肥条件（ISO 14885-1:2005）下完全 生物降解，而且根据堆肥标准EN 13432，降解后完全无害 化。

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图1 BIOBOTTLE工作方案

生物包装的要求 乳制品包装必须满足以下要求：

合作伙伴

表1 乳制品包装要求 各种乳制品

小瓶子

大瓶子和 盖子

鲜奶

酸奶

鲜奶和奶昔

保质期

8℃以下 4-7天

8℃以下2-3周

8℃以下 2-3周

热处理

巴氏杀菌，7275℃，15-40s

巴氏杀菌，7275℃，15-40s

高温杀 菌，9095℃，420s

共挤吹膜

挤吹成型

挤吹成型和 注塑成型

包装结构

多层（3层）

单层

单层

其他要求

横封机

盖封

盖封和盖子

阻隔性能

无

无

无

包装 所包产品类型

技术

根据这些要求，该项目研究克服的一个主要困难就是 商业化的生物降解材料的耐热限制，这些材料的耐热性 大约在65ºC。他们采用了反应挤出的复合工艺，开发了 不同的生物复合材料，使其适合于制备用于如灭菌或巴 氏灭菌温度可达90-95ºC.热处理的包装。

.

14

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

与AIMPLAS一起合作开发这个项目的有七个公司和技术 中心，VLB (德国), OWS (比利时), CNR (意大利), VIZELPAS, ESPAÇOPLAS (波兰) and ALMUPLAS, ALJUAN (西班牙).

关于AIMPLAS AIMPL AS是一个塑料技术中心，位于西班牙瓦伦西 亚。AIMPLAS是一个非营利性的研究协会，旨在与企业所 有塑料相关部门进行技术合作，通过项目协作研发和技术 服务来定制个性化解决方案。

操作模式 这个2年的项目将于2016年5月完成。该项目第一期主要 集中在实验室和中试规模的研究，第二阶段主要是基于工 业放大，产品验证和环境性以及经济性研究，即： 基于生物降解材料和添加剂的要求和选择，以及关于其 化学改性的研究 关于生物复合材料中试规模的加工性能评价，考虑到不 同的生产工艺：吹膜挤出和热封包装机生产袋子，挤出 吹瓶以及注塑瓶盖。 规模化的工业生产，参考中试生产参数的优化，以及达 到预期产能的优化（见图） 用于奶制品的终端工业产品的充分表征和验证 生命周期对环境影响的研究，对各个开发产品的生物降解 性和可堆肥性以及经济性分析评价

吹塑 结果 功能特性

By:

关于功能特性，终端产品如袋子、小的和大的瓶子和瓶盖，都可以满足包括杀菌 和巴氏杀菌工艺的所有要求。结果如下表显示：

挤出部 AIMPLAS（塑料技术中心） 瓦伦西亚（西班牙）

表2 袋子的热性能和机械性能（MD：沿牵引方向，TD：垂直于牵引方向） 标准

测试项目

EN ISO 527-2:2012

EN 14477:2004

参考LDPE

方向

MD

TD

MD

TD

屈服强度（MPa）

1.7±0.1

1.4±0.2

1.8±0.2

1.1±0.1

屈服伸长率（%）

16±1

9±0.9

32±9

12±1

断裂强度（MPa）

2.3±0.2

2.1±0.4

3.8±1

2.6±0.1

断裂伸长率（%）

710±120

1200±150

620±89

660±35

最大强度（MPa）

2.79±0.16

4.67±0.14

2.79 ± 0.16

4.67 ± 0.14

1.6 ± 0.1

1.80 ± 0.04

穿刺性（mm）

1.6±0.1

1.8±0.04

能量（mJ）

2.54±0.17

4.72±0.25

厚度（微米） EN ISO306

Bio 03-04

维卡温度（℃）

2.54 ± 0.17 4.72 ± 0.25

120

100

100-115

92-95

表3 小瓶子的热性能和机械性能 标准

测试项目

内部检测（*）

Bio 02-06

压缩强度

未断

未断

最大强度**（δM）（kgf）

10,00（0,1）

10,00（0,1）

UNE-EN ISO 306 EN ISO 306

参考LDPE

维卡温度（℃）

110-115

104-105

Vicat temperature (ºC)

100 – 115

104 – 105

（*）最大强度10N （**）括弧内为标准偏差

表4 大瓶子的热性能和机械性能 标准

测试项目

参考LDPE

Bio 02-05

内部检测（*）

压缩强度

未断

未断

最大强度**（δM）（kgf）

10,00（0,1）

10,00（0,1）

维卡温度（℃）

110-115

113-114

Vicat temperature (ºC)

100 – 115

113 – 114

UNE-EN ISO 306 EN ISO 306 （*）最大强度10N （**）括弧内为标准偏差

表5 瓶盖材料的硬度 性能 硬度

邵氏D

标准

PP

Bio 16-07

UNE-EN ISO 868

69-72

69-72

微生物分析表明，新包装不影响细菌的生长和本就存在于巴氏杀菌奶中真菌种群的生 长，也不影响特定致病菌株的生长，也不影响牛奶和酸奶中人工接种菌株的生长，也不影 响酸奶中乳酸菌多样性。此外，他们不会释放出任何其它物质影响牛奶和酸奶的储存。因 此，这种包装符合产品包装的微生物性能要求。

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

15

吹塑 图2 病菌的阴性培养

空白堆肥50%

试样堆肥 50%

关于整体迁移的法律要求，对袋子和两个瓶子进行了测 试，根据欧盟委员会的规定（欧盟）第10 / 2011 [ 2 ]，结果完 全符合它们的要求。 使用新的生物降解包装不影响乳制品评价的感官特性。只 有在原味低脂酸奶的情况下，消费者才能在新生物瓶和参考 瓶之间感到细微口感差异。

生物降解性和可堆肥性 开发的各种复合材料在受控堆肥条件下的都有良好的生物 降解性，他们满足材料特性、参考EN 13432（2000）的生物 降解性和堆肥质量的要求。 袋子和瓶盖可认为在工业过程中可完全堆肥降解，使用在 VINCOtte（比利时）通过认证的可堆肥标志和幼苗标志。瓶 子由于厚度的原因没有出现足够的分解，因为瓶子必须保持 一定的结构功能。

空白堆肥50%

试样堆肥50%

图4谷物幼苗生长期分别7天和13天生长状况（从左到右）：50%系列 空白堆肥和试样堆肥

经济性分析 经济性研究表明，生产新型生物降解的奶制品包装在价格 方面与现有的包装相比，仍然没有竞争力，由于目前生物降 解原材料的价格比较高。市场更新预测，随着全球需求量和 产量的增加，他们的价格也会逐步下降。然而，根据生物降 解市场的趋势可以预见，BIOBOTTLE包装在5年以内可实现商 品化。 然而，在开发的各种新型包装中，新型生物降解包装的终 端产品的成本增加不到10%。

图3与参考纤维素相比，生物降解的变化曲线

感谢

100

该项目得到欧盟第七项目资金支持，技术开发和示范（FP7 / 2007–2013），授权协议º[ 606350 ]。

90 80 䙴䎾枢嬸䓜

70

www.biobottleproject.eu

60 50

参考文献

40

俹偉乵 䙴䎾⩢╝㢥㛮姠ⲥ 䙴䎾⩢╝㢥㛮拍⫋䙋 䙴䎾⩢╝㢥㛮深⫋䙋

30 20 10 0

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

㝋杉Ϧ⩾ϧ

16

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

50

55

60

65

70

[1] Plastics-The Facts 2015. An analysis of European plastic production, demand and waste data. PlasticsEurope (PEMRG) / Consultic.

75

80

85

[2] COMMISSION REGULATION (EU) No 10/2011of 14 January 2011on plastic materials and articles intended to come into contact with food (https:// www.fsai.ie/uploadedFiles/Reg10_2011.pdf )

How about going bio?

For almost every conventional plastic, there is a bioplastic alternative.

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17

玩具

软PVC生物替代品 塑化氯乙烯聚合物的生物替代品 简介 氯乙烯聚合物（PVC）已经发展成为世界主要塑料之 一，是生产量第三大聚合物。 对于来自可再生资源的软 PVC（PVC-p）增塑剂已经开发并且越来越多地被使用。 然而，石化基PVC基质仍然保持不变。 通过与SKZ (Würzburg)、Tecnaro (Islfeld)、Schleich (Schwabisch Gmünd)和Konrad Hornschuch (Weibbach, 全部为德国企业)的合作,PVC-p的可再生替代材料已经成 功开发出来。为了实现这个目标，各种生物基聚合物通过 一个特定方法进行改性，得到了与PVC-p特性相似的柔性 材料。这些材料主要用于生产玩具和餐具。

共混后，这些颗粒在Motan-Colortronic 干燥器中空气 干燥80°C 4 小时，由Luxor 50型注塑机注塑成型，再用 Battenfeld TM 1300机器制成150×100×2mm3的塑料板。

材料性能 测试样品是从注塑板上剪的，根据DIN EN ISO 527检测 放置70°C7天后的失重情况，以及邵氏D硬度和拉伸性能 的变化（杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率）。SKZ开发 的生物基材料与标准的用于玩具生产的PVC-p对比情况， 见图2和3。

配方和工艺 在这个项目中，他们制备了各种不同的生物基共混物， 它们都可用作为pvc-p的替代材料.这些材料由已经商业化 的PHB基生物聚合物、生物基增塑剂、无机填料以及其它 各种不同的添加剂组成（见表1）。

图2与标准PVC-p相比，SKZ开发的用于玩具生产的生物基材料的硬 度和杨氏模量。

其他聚合物（橡胶组份）

5,0

生物基增塑剂（软化剂）

19,5

填料（无机组份）

16,0

添加剂（偶联剂、润滑剂等）

2,5

该共混物是由同向双螺杆挤出机通过熔融共混法得到 的。zse27maxx Leistritz（L = 1188mm，D = 27 mm）为了 能够在聚合物基体中加入大量的增塑剂，我们设计了专用的 螺杆结构。所有的组份都通过失重喂料，挤出的料条通过水 浴冷却，并通过输送带传送到造粒机（见图1）。

图1使用改性生产线的组成：1 - 复合剂; 2 - 固体计量; 3 - 液体计量; 4 – 抽真空; 5 - 水浴; 6 - 输送带; 7 - 造粒机;

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

䙴䎾㡔‸☖

39& S

图3：与标准PVC-p相比，SKZ开发的用于玩具生产的生物基材料的 断裂伸长率和拉伸强度。

18

䙴䎾㡔‸☖

㢽㵤㭶挤Ϧ03Dϧ

57,0

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39& S

㐞₍わ⿻Ϧ03Dϧ

生物聚合物（基材）

含量（重量%）

㜂娗₍曔䓜Ϧ ϧ

组份

䧁⿻Ϧ戊㵤'ϧ

表1 由SKZ开发的PVC生物替代品的组成

玩具

与传统pvc-p相比，SKZ开发的用于生产玩具的生物基 材料，硬度较低，杨氏模量略高，以及断裂伸长率很高. 生物基材料的拉伸强度略低，可以通过结构设计弥补。开 发的共混物中生物基材料（不含填料）的重量比接近64% 。该材料具有良好的-加工性能，特别是它的注塑加工温 度比PVC-p低了50°C .这大大降低了能耗和生产成本。此 外，生物基材料制成的玩具表现出了良好的着色效果。第 一个演示的玩具， “Falabella” 马，是由Schleich GmbH公 司在一系列条件下直接涂色生产的，结果如图4所示。

图5由Schleich GmbH制造的“Tigerjunges（tiger baby）” 使用由Tecnaro GmbH开发的生物基材料

图4由Schleich GmbH制造的“Falabella”马使用SKZ开发的 生物基材料

该项目属于德国食品与农业联邦部的 “生物基聚合物 和生物基天然纤维增强塑料” 项目，由可再生资源机构 （FNR）提供经济支持.. www.skz.de

By:

基于SKZ得到的结果， Tecnaro GmbH进行了广泛的试 验。在这些试验中，更经济性的生物基材料（Arboblend 的特别牌号）开发出来了。Tecnaro开发的这款生物基材 料的机械性能和热性能与商业化的PVC-p相当。此外，一 种新的生物基材料比pvc-p具有更好的耐热性.我们检测了 Tecnaro生物基材料生产的玩具喷涂性和着色性，例如由 Schleich GmbH 生产和涂色的Tigerjunges玩具，如图5所 示。

Martin Bastian, Nikola Kocic, Bernhard Ulmer, Marieluise Lang, Peter Heidemeyer German Plastics Center SKZ Dirk Schawaller, Michael Schweizer, Helmut Nägele Tecnaro GmbH Bernd Kugler Schleich GmbH Frank Waiblinger Konrad Hornschuch AG

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

19

基础知识

认证 - 祝福和诅咒?

认

证是必要的。 在本杂志的范围内，我们还讨论了生 物塑料（根据例如EN 13432，ASTM D6400或类似 物）的可堆肥性认证以及生物塑料的生物基碳含量 认证（例如ASTM D6866或EN 16640）。 认证对这个行业是 祝福还是诅咒？ 每一次，你都会听到“认证是必要的”这样的 论据......“但是成本”...“每个产品都需要新的认证”......生物塑料杂 志与许多利益相关者交谈过。 认证是很必要的，例如Bio4pack（Rheine）创始人兼首 席执行官Patrick Gerritsen认为，要区分“好与坏”，是诚实 公司还是骗子公司或“是淘金者还是重要供应商”。 Lukas Willhauck（德国柏林）的DIN Certco认证就是“质量证明”。 Patrick认为，这些认证区分了哪些是认真投入产品和哪些是 随波逐流的淘金者。 Vinciotte（比利时Vilvoorde）的Philippe Dewolfs先生 说：“如果你谈论认证的成本，那么开发产品研发阶段的费用 就要区分开来，以满足标准要求和认证本身成本。 即使您使 用自我声明方法而不是认证方法，您必须测试产品以证明其 符合标准“。Philippe和Lukas告诉生物塑料杂志，认证费用（ 评估产品符合标准要求）仅为1500-2500欧元，只是一小部 分。 但研发和实验室测试是认证过程中必不可少的第一步。

认证给予一定程度的信任 Philippe继续说，认证和标签的做法是将一组相当复杂的信 息（例如100页的实验室测试协议）转换成易于理解的标签。 认证只能由专业、认可和认证的认证机构执行，如欧洲的 Vinçotte或DIN Certco，美国的BPI和世界各地的其他认证机 构，客户（B2B）以及终端消费者都可以信任认证产品 真正 履行他们的承诺。 这就是为什么认证总是包括使用相应标签 的权利，并将其打印在产品上。 在欧洲，例如OK堆肥或OK 生物基标签，幼苗（Seedling）或DIN-geprüft标签。 其他国 家也有自己的标签。 Patrick Gerritsen说：“这真的很有用， 因为它有助于我们和竞争对手区分我们的产品，并帮助我们 说服我们的客户。 而Philippe Dewolfs补充说，大型知名公司和小型不知名公 司也许来自异国情调的国家。 “可口可乐不可能在他们的产品 上放置认证标签。 他们使用自己的绿色植物瓶，如果他们声 称如此，每个人都会相信他们的东西，“他说。 “但是，如果 一家小公司的产品符合标准，并获得认证和标签，这可以大 大有助于小公司的信誉”。

障碍和挑战 - 克服这些挑战的方法 每个产品的认证 对生物塑料杂志报道的问题之一是，对于每个单独的产 品，需要单独的认证。 这可能会花费很多。 “如果我从一 定的原材料（已经认证）制成最终产品，我需要为每个 最终产品单独的认证。 Van der Windt Verpakking（荷兰 Honselersdijk）的Huib Burggraaf是一家包装和一次性用品 的供应商，这是我不明白的。 那么这显然是在标准中固定 的。 “但是，如果我生产与另一个已经认证的生物垃圾收集袋 完全相同的购物袋，为什么我需要另一个认证？”来自包装行 业的另一个利益相关者。

20

bioplastics MAGAZINE Vol. 12

By: Michael Thielen

“有时这确实难以理解”，Lukas Willhauck说，“因为这是一 个复杂的话题。无论如何，无论是简单的修改还是修改较大 的产品，都需要我们重新应用所需要的所有信息。“但是，当 然这里提及的两个认证机构（以及其他可能的）也为产品系 列提供证书，例如作为“购物袋”、甚至不同的材料、印刷油 墨、产品尺寸都可以考虑。 “如果以后再添加额外的功能或 修改，这可以减少收费，”Lukas Willhauck解释说。 “然而， 如果需要进行额外的测试，例如，如果原材料以前没有被DIN Certco认证，或者被非认可的实验室测试，或添加了有问题 的添加剂，那么这个努力要高得多 - 而且成本更高”他提到。 卢卡斯指出：“对于不同的印刷设计来说，永远是新证书的偏 见，这是错误的。” “例如，使用相同量的印刷油墨的不同设 计没有问题。然而，额外的颜色需要修改证书，除非在初始 认证中已经使用了几种替代颜色。”确实很复杂... 然而，Vinçotte的OK堆肥认证与“幼苗”认证略有不同。 Philippe Dewolfs解释说：“废物收集袋和购物袋之间没有区 别，两者都将被相同的证书所覆盖，因为产品非常接近。” Lukas Willhauck说：“幼苗认证计划要求将购物袋和垃圾袋的 证书分开，因为不同的用途需要不同的认证。” 然而，所有案件的最低要求是做每种产品的红外光谱，“因 为这是包括所有添加剂、胶水、印刷油墨等在内的原材料的 指纹。”Philippe和Lukas都表示赞同。 缺乏支持 前一段时间，有一些人批评认证机构。 “他们并不完全以客 户为导向，而是像政府组织一样”。 如果您填写的表格不完整 或不正确，您必须重新开始。 他们没有帮助。 但这已经改变 了。 Lukas Willhauck说：“我们聘请了很多人来改善服务。” “ 我们尽全力减少对客户要求的复杂性，并尝试找到最有效率 和最精简的解决方案。” Huib Burggraaf证实：“与DIN Certco的沟通有所改善。 当我有问题时，我很快就会得到答案，就像Vinçotte一样。“ Patrick Gerritsen：“是的，服务比过去要好，但仍有改进的余 地”。 Huib Burggraaf还赞赏认证机构对警方的支持，认定滥用标 签的公司（称为牛仔） - 被认定和起诉。 认证可堆肥 - 但并不总是被堆肥者接受 这确实是我们采访了许多伙伴后，证实的一个问题。 例 如，在德国，生物垃圾收集在私营公司或市政府手中，他们 没有义务接受可堆肥塑料。 虽然这么多废物处理，承包商接 受，但也有不少公司不接受。 例如，消费者不仅使用生物废 物箱中经认证的可堆肥袋，也可以是传统的袋子。 而在堆肥 厂里，几乎不可能区分出来，更别提分开袋子了。 另一个重 要的事实是，例如， EN 13432（约15或20年了）， 该标准给 予的90天完全崩解，如今不是最新的要求了。 许多工业堆肥 厂的运行时间为八周甚至三周。 这些问题肯定不是很容易解决。 将需要大量的研究以及教 育、交流和讨论。 第一种方法是，认证机构的代表每年在咨 询委员会（在幼苗标识上）每年举行两次会议，讨论这些问 题并协调职位。

基础知识

不同的可堆肥标签的例子：幼苗，OK堆肥标签，美国/加拿大堆肥标签 和日本GreenPLA可堆肥标签

新欧盟标准 另一个问题是，根据ASTM D6866（基于12C / 14C无线电 碳法的OK生物基或DIN-geprüft）已经被认证的产品可能需 要在新的欧洲标准EN 16640生效时再次被认证。 然而，由于 Lara Dammer（新加坡研究所，Hürth，德国以及CEN / TC 411工作组在生物基产品上的积极成员）的解释，预计这一担 忧毫无根据。 CEN考虑了ASTM标准的内容，因此新的EN标 准将不会完全不同，现有的认证可能不会变得无用。 当EN 16785-1发挥作用时，这个话题就会有点复杂。 除了生物基碳 含量（12C / 14C）之外，对所谓的“生物基含量”进行分化， 其也考虑了其它原子如氧和氢。 （但这是一个不同的话题， 稍后将在另一篇文章中讨论）。 但是当涉及生物基认证时，Lara Dammer警告说：“生物基 含量的认证与生态标签不一致，不应该在B2C通信中被用作 环境有利产品的标签”。完全或部分生物基 产品确实自动保存 化石资源，但这些产品的生命周期相当复杂，因此生物基产 品本身并不环保。 为了满足真正生态标签的要求，产品需要 根据具体情况进行彻底的评估，Lara说 展望 认证是必要的， 证书可以帮助解决一些障碍和挑战。 生 物塑料产品供应商和认证机构之间的沟通得到了改进，认证 机构的支持和服务也得到了改善。 成本有时很高，但在大多 数情况下是合理的。 生物塑料行业和堆肥厂之间的沟通与合 作，仍然存在改善的空间，尽管存在问题，但并不容易。

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制造工艺

同向平行啮合双螺杆挤出机对 聚乳酸树脂的熔融效果

I

ngeoTM有各种不同 级别的聚乳酸在销售。因为商业或技术原因，有些牌 号没有添加任何润滑剂，大部分的牌号都有添加润滑剂，以便在加工的时 候提高材料的流动性。有不少的研究都在对比单螺杆加工下熔融行为、功 率负荷和熔融温度。但到今天，没有任何研究提及在双螺杆加工下的数据。

By: Nick Knowlton, NatureWorks LLC, Minnetonka, MN, USA Augie Machado, Brian Haight, Leistritz, Somerville, NJ, USA

包括PLA在内的材料通过挤压成型制成各种产品。这些包括用于包装的薄 膜/片材，纤维和发泡部件以及医疗部件。 聚乳酸（PLA）是对热和剪切、 以及强扭矩都很敏感的。调整积木式螺杆的各个部件可以使挤出机在熔融、 加工和挤出PLA中更有效地工作。

螺杆2

100,00 90,00

扭矩

80,00

通常，在较高的润滑剂水平下，PLA在TSE的熔融部分和功率负荷（例如转 矩）下的熔融效率较低，熔体温度也会降低。 在这一点上，外部润滑剂对熔 融性能、功率负荷和熔体温度的影响尚未在TSE上进行研究。

70,00 60,00 50,00 40,00 3253 50 3754 00 4254 50 4755 00 5255 50 5756 00

含润滑剂PLA

纯PLA

图1 螺杆2 的扭矩

230,00 229,00 228,00 227,00 226,00 225,00 224,00 223,00 222,00 3253 50 3754 00 4254 50 4755 00 5255 50 5756 00

纯PLA

使用三个螺杆设计（图3-5）进行TSE实验处理PLA（Ingeo™Biopolymer 4032D）。 在ZSE 27 MAXX挤出机（直径28.3mm，螺旋5.7mm，深度为 1.66DOD / ID，最大转速为1200rpm）处理具有不同润滑剂水平的PLA颗粒 （乙烯双硬脂酰胺，零，中和高水平）。 TSE设定为325,400和600rpm，恒 定进料速度为45kg / hr。 对于每个润滑剂级别的螺钉2和3。 对于螺杆1，使 用210℃的平坦温度分布。 对于螺钉2和3，区域设置在210°C和240°C之间。 收集用于7分钟的样品数据，然后平均并绘图以查看结果（参见图3-5中三种 螺丝设计）。 为了最小化听觉嘎吱声，螺丝1设计用于复制NatureWork工厂使用的螺 杆。 听到碾压，确定使用这种螺杆构造的表面润滑剂导致熔融不足。 由于 高扭矩，螺杆1只能以低转速进行35kg / hr。螺杆2出现了，加上具有GFA较 长熔化区，而不是螺杆1中GFF元件.GFF元件是向前输送，而不是自动摩擦， 具有更高的自由体积，而GFA元件是向前输送和自摩擦。 这种变化以及捏合 块中的扩展熔融区域和改进的沥青过渡，形成了更有效的泵送，并减轻了嘎 吱声。 总之，与螺杆1相比，螺杆2的中值扭矩减小了4％，熔融温度降低了 7℃。

螺杆3 231,00

熔融温度

双螺杆挤出(TSEs)对生物塑料是个很有效的改性手段。TSEs利用它的筒体 和螺杆进行改性。积木式螺杆组装在花键芯轴上。TSE发动机将动力传动给 齿轮箱和轴，转动轴向加工的材料传递剪切和能量。这种加工方法应用很广 泛，适用于很多加工过程。

含润滑剂PLA

图2 螺杆3的熔融温度

在螺杆2上运行每个条件后，设计了螺杆3，希望进一步提高效率。 熔化区 进一步延长，加入更紧密的GFA，并除去一个捏合块以减少产生的能量和剪 切。 扭矩降低了6％，熔体温度与螺杆2相似。如预期的那样，当润滑剂含 量增加时，扭矩和熔体温度均下降。 从螺杆1到2到3，扭矩随着更高的润滑 剂水平而降低，这将允许更有效的加工和更少的能量输入到材料中。 图1-2 显示了运行数据的趋势的示例，其中扭矩和熔体温度随着润滑剂含量的增加 而降低。 除扭矩和温度趋势之外，在螺杆1的12D-16D部分中移除固体插入物，以目 视观察润滑剂水平如何影响熔体进行。 如预期的那样，随着更高的润滑剂水 平，熔体发生在后期，并且在样品中仍然部分熔化和未熔 化的颗粒被去除。

图3 双螺杆挤出机的输送元件和熔融元件

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总体而言，这次测试成功地展示了PLA在TSE中的熔融趋 势和行为。 随着润滑剂含量的增加，扭矩和熔体温度均下 降。 通过从螺杆设计1到2的改变，与固体输送和熔化相关 的嘎吱声得到缓解，并且从螺杆2变为螺杆3之后，效率进 一步提高。分析之后，确定润滑剂对PLA的物理性能没有明显的影响。 我们 将进行进一步测试以获得额外的数据，进一步提高螺杆设计的效率并确认熔 融趋势。 https://extruders.leistritz.com/en.html

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bio!car: Conference by bioplastics MAGAZINE » The amount of plastics in modern cars is constantly increasing. » Plastics and composites help in achieving light-weighting targets. » Plastics offer enormous design opportunities. » Plastics are important for the touch-and-feel and the safety of cars.

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BUT: consumers, suppliers to the automotive industry and OEMs are more and more looking for biobased alternatives to petroleum based materials. That‘s why bioplastics MAGAZINE is organizing together with nova-Insitute bio!CAR: Focussed mainly on biobased materials in automotive engineering, the 2nd edition of this international meeting is scheduled for 20-21 September parallel to COMPOSITES EUROPE 2017. The conference will be organised jointly by bioplastics MAGAZINE and the nova-Institute.

The event is further supported by the Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).

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