可降解非織造布方興未艾

宋凱 梁龍 俊富非織造材料有限公司

陳康振 廣東保樂無紡布有限公司

非織造布廣泛應(yīng)用于個人護(hù)理、醫(yī)療衛(wèi)生、土木工程、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，對增進(jìn)人民健康福祉、改善人居環(huán)境、提高工程質(zhì)量都發(fā)揮著重要作用。近年來，中國非織造產(chǎn)業(yè)依托持續(xù)穩(wěn)健向好的社會環(huán)境、不斷的技術(shù)創(chuàng)新、巨大的內(nèi)需市場、完整的產(chǎn)業(yè)鏈條等優(yōu)勢取得了長足發(fā)展，目前中國已成為全球最大的非織造布生產(chǎn)國和消費國。行業(yè)迅猛發(fā)展的同時，問題也隨之產(chǎn)生，以聚丙烯為主要原料的紡粘、熔噴、紡熔（SMS）非織造材料是當(dāng)前醫(yī)療和衛(wèi)生防護(hù)領(lǐng)域內(nèi)最為廣泛的防護(hù)材料，隨著一次性個人護(hù)理用品和一次性醫(yī)療衛(wèi)生用品的廣泛使用，在給人們的生活帶來巨大方便的同時，這些一次性產(chǎn)品不可降解造成的環(huán)境問題也日益凸顯，成為亟待解決的問題。

伴隨著全球范圍內(nèi)減塑呼聲的提高，各國相繼制定減少塑料使用的行動計劃和時間表，可降解塑料越發(fā)受到人們的關(guān)注。2020年國家發(fā)改委等部門先后推出《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》和《關(guān)于扎實推進(jìn)塑料污染治理工作的通知》。2021年9月，國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《“十四五”塑料污染治理行動方案的通知》，提出“十四五”期間加大可降解塑料關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化，推動生物降解塑料產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展?！半p碳”戰(zhàn)略和綠色發(fā)展理念深入人心，二十大報告中強(qiáng)調(diào)“我們要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，實施全面節(jié)約戰(zhàn)略，發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)，倡導(dǎo)綠色消費，推動形成綠色低碳的生產(chǎn)方式和生活方式”。圍繞這些要求，傳統(tǒng)以聚丙烯為主要原料的非織造布也面臨限塑和綠色轉(zhuǎn)型的任務(wù)，由此，可降解非織造布產(chǎn)業(yè)將迎來可預(yù)見的飛速發(fā)展。

關(guān)于可降解非織造布的討論

可降解非織造布是用生物基材料替代或改性石油基材料來生產(chǎn)非織造布，這種新型非織造布具備傳統(tǒng)非織造布的物理性能，更重要的是，它具備環(huán)境友好性，自然條件下可降解，應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛。發(fā)展該技術(shù)，能高效集聚全球創(chuàng)新要素，推進(jìn)非織造產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化、融合化發(fā)展，打造一個全新的產(chǎn)業(yè)新模式。

不過，對于改性石油基材料制備可降解非織造布，一些行業(yè)專家還是持有謹(jǐn)慎態(tài)度，他們認(rèn)為，以聚丙烯或聚乙烯為基礎(chǔ)原料的非織造布無論怎么改性，其石油基的化學(xué)性能并沒有改變，難以實現(xiàn)可降解?，F(xiàn)實中也確實有添加助劑以加速樹脂老化來促進(jìn)大塊非織造布分裂為小塊非織造布的做法，但是這確實算不上是“降解”，只是由大片到小片或是到顆粒的一種“崩解”，這種“崩解”對于綠色環(huán)保來講，其實是一種障眼法，微塑料比大塊塑料更容易破壞環(huán)境。當(dāng)然，也有相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜倚Q可以通過改變石油基材料的分子鏈結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可降解，即通過添加某種催化物質(zhì)，來促使塑料中的分子鏈被氧化裂斷為能被微生物吞噬并轉(zhuǎn)化的小分子鏈，再通過自然界中各種微生物菌類不斷地消化，直至最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。此類方案的具體實施還需要進(jìn)行大量且長時間的試驗和測試，并且該方案的相關(guān)檢驗標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法還有待進(jìn)一步探索和完善，尚需通過完整的跟蹤塑料降解的全過程，展示出具有公信力和說服力的檢測報告，才能逐步取得市場和消費者的信任。

生物基材料可降解非織造布

生物基材料是指利用可再生的生物質(zhì)資源加工生產(chǎn)的材料及其制品。相對于石油基材料，行業(yè)專家對生物基材料的可降解性就有比較一致的認(rèn)同，并且行業(yè)中對于使用各種生物基材料適配各種工藝條件制備可降解非織造布的嘗試層出不窮，并不乏成功案例。目前適配多、工藝多、用途較為成功的嘗試就是聚乳酸材料在可降解非織造布領(lǐng)域的使用。聚乳酸（PLA）是一種脂肪族聚酯，單體原料為乳酸，一般是以玉米、高粱和秸稈等植物為原料，發(fā)酵提純后得到乳酸，再通過乳酸聚合生成聚乳酸材料。聚乳酸材料具有生物可降解性，在一定堆肥條件下，可以降解為二氧化碳和水。當(dāng)然，在部分非紡絲工藝直接纖維纏繞（如水刺布）的非織造布中也進(jìn)行了木纖維、竹纖維、棉纖維、椰殼纖維等天然生物來源的可降解材料的生產(chǎn)和應(yīng)用。相信后續(xù)將有更多的生物基可降解材料被用于可降解非織造布的制備。

可生物降解非織造布在一次性衛(wèi)生用品上應(yīng)用的可行性

2019年，海南省委辦公廳、省政府辦公廳聯(lián)合印發(fā)《海南省全面禁止生產(chǎn)、銷售和使用一次性不可降解塑料制品實施方案》（以下簡稱《方案》），《方案》明確指出，到2025年底前，全省全面禁止生產(chǎn)、銷售和使用列入《海南省禁止生產(chǎn)銷售使用一次性不可降解塑料制品名錄（試行）》的塑料制品，鼓勵聚乳酸（PLA）、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）及其他全生物降解塑料產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)?！斗桨浮钒l(fā)布后，海南、上海等地區(qū)開始嘗試推廣使用生物降解塑料制品，2020年全國掀起一股生物可降解材料和產(chǎn)品開發(fā)的熱潮，很多企業(yè)都進(jìn)入這個行業(yè)，在設(shè)備和產(chǎn)品開發(fā)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）、聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乙交酯（PGA）、聚-3-羥基丁酸（PHB）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基戊酸酯（PHBV）、二氧化碳和環(huán)氧丙烷共聚物（PPC）等材料也被公認(rèn)為生物可降解的原料，不同應(yīng)用的產(chǎn)品根據(jù)性能和工藝的不同可以將這些原料靈活搭配使用。

一次性衛(wèi)生用品因為用量大、消耗快，用完后棄置容易造成環(huán)境污染，很多國際公司很久以前就想嘗試使用生物可降解的非織造布來生產(chǎn)一次性的衛(wèi)生用品。但是，多年以來，能夠用來生產(chǎn)非織造布的生物可降解原料都只有PLA，而PLA生產(chǎn)的非織造布手感比較硬，比較難滿足一次性衛(wèi)生用品（如紙尿褲）的柔軟度要求，另外PLA原料價格比較高，生產(chǎn)非織造布的成品率也比較低，所以PLA非織造布的成本也很高。因此，多年以來，PLA非織造布在一次性衛(wèi)生用品一直得不到大量的推廣。

《方案》發(fā)布以來，我們國家的很多地區(qū)都大力提倡使用可生物降解制品，大型的商超、飲食機(jī)構(gòu)都相繼使用可生物降解的購物袋、吸管、餐具和包裝材料等，國內(nèi)的非織造布企業(yè)也加大可生物降解產(chǎn)品的研發(fā)力度。據(jù)了解，山東恒鵬衛(wèi)生材料有限公司已與國內(nèi)高校和國際知名高分子材料公司合作，開發(fā)出一種完全可生物降解的復(fù)合材料，并成功生產(chǎn)出性能和PP非織造布接近且手感柔軟的紡粘非織造布，可以替代PP紡熔非織造布，用在一次性衛(wèi)生用品上。該非織造布產(chǎn)品具有一下七大優(yōu)勢：

①高效率全生物降解

②安全無毒

③耐高溫性能優(yōu)良

④力學(xué)性優(yōu)勢

⑤加工性能高

⑥易于共混改性

⑦性能針對性改善

表1 產(chǎn)品的柔軟度數(shù)據(jù)對比

圖1 非織造布性能對比圖

圖2 材料性能對比圖

從以上數(shù)據(jù)看出，該產(chǎn)品不僅性能良好，而且手感柔軟，柔軟度甚至比常規(guī)的PP非織造布的還要好，也能進(jìn)行相應(yīng)的功能處理，如親水、抗菌等，能很好滿足一次性衛(wèi)生用品的要求。不過，據(jù)了解，該產(chǎn)品雖然性能方面能滿足一次性衛(wèi)生用品的要求，但是制造成本還是比較高，主要是原料成本偏高，所以目前為止，在一次性衛(wèi)生用品上推廣該產(chǎn)品還有一定的難度。不過，既然有了解決方案，在國家政策的鼓勵下，產(chǎn)品的應(yīng)用會慢慢得到推廣。原材料和非織造布生產(chǎn)企業(yè)也會在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新，降低成本，使該類產(chǎn)品在一次性衛(wèi)生用品上的大量推廣成為可能。

隨著“雙碳”戰(zhàn)略和綠色發(fā)展理念深入人心，行業(yè)各企業(yè)都力爭能在可降解非織造布的研發(fā)上有所收獲，以便在未來行業(yè)競爭中贏得戰(zhàn)略主動?？深A(yù)見的是可降解非織造布方興未艾，發(fā)展前景廣闊。當(dāng)然，可降解非織造布發(fā)展方向可能是多工藝間的組合創(chuàng)新，而并非是單一工藝的異軍突起。此外如何改善可降解材料的紡絲穩(wěn)定性、確保目標(biāo)非織造布的物理性能達(dá)標(biāo)，增強(qiáng)實用性擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域是需要關(guān)注的重點。