日本公司用納米纖維素改善生物塑料

新型生物塑料的發(fā)展帶來的障礙之一是與傳統(tǒng)塑料相比缺乏機械強度。隨著地球上一些最環(huán)保的原始地區(qū)發(fā)現微塑料顆粒的消息，以及充滿塑料的死海洋哺乳動物的故事，公眾開始意識到塑料污染在多大程度上是土地和在海上。在海洋中，估計有1.5億噸塑料垃圾，這可能導致人類健康后果。已經在114種水生物種的尸體中發(fā)現了微塑料，其中一半以上的物種被人類食用。

盡管我們意識到塑料污染，但傳統(tǒng)塑料的生產和消費仍在繼續(xù)。為了解決這個問題，政策制定者認為我們需要使用更少的塑料。然而，在塑料不可避免的情況下，存在生物塑料。生物塑料，來自生物物質而非石油的可生物降解塑料，被視為塑料污染問題的一部分。這些物質隨著時間的推移，水，空氣和微生物會分解成有機物??質。

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雖然現在生物塑料正變得越來越普遍，但與傳統(tǒng)塑料相比，它們僅適用于有限數量的應用。這是有原因的：生物塑料的幾乎所有特性都不如傳統(tǒng)的石油基塑料，并且成本要高得多。此外，許多生物塑料并不像消費者認為的那樣可生物降解，這意味著它們仍然在垃圾填埋場和海洋中堆積。如果生物塑料甚至開始取代傳統(tǒng)塑料，研究人員將需要創(chuàng)新具有更好功能的新材料。

綠色科學聯盟有限公司是致力于創(chuàng)新生物塑料的公司之一。該公司位于日本兵庫縣的Obana Kawanishi市，是Fuji Pigment Co.，Ltd。的子公司。由Ryohei Mori博士于2007年創(chuàng)立，擁有約100名員工。

新的綠色材料滿足塑料的需求

該公司專注于綠色能源和環(huán)境科學，并綜合滿足傳統(tǒng)需求的新型綠色材料 - 包括消費者和工業(yè) - 減少浪費和污染。綠色科學聯盟使用納米塑料，它與傳統(tǒng)和可生物降解的塑料，以及淀粉基塑料，再生紙，木材，竹子和可生物降解的塑料色母粒結合使用。(該公司甚至嘗試過粘土，滑石和云母等礦物質。)該公司的幾種材料是100%生物質衍生的可生物降解塑料，不使用石油產品。

增加生物塑料的強度

隨著新生物塑料的發(fā)展，攀登的障礙之一是與傳統(tǒng)塑料相比缺乏機械強度。Mori博士告訴設計新聞，納米纖維素與可生物降解的塑料復合材料相結合，可提供比現有生物塑料更好的機械強度和更高的耐熱性。

“它還有更好的尺寸變形，”他說。“通過與納米纖維素復合，我們可以改善生物降解塑料的性能。可生物降解塑料通常比石油基塑料弱，但通過將其與納米纖維素混合制成復合材料，我們可以在一定程度上提高機械強度。“

困難在于平衡機械強度和分解能力。Mori博士指出，生物塑料的分解取決于它的成分。

“例如，PLA不會在水中輕易分解，”他說。“它只會在堆肥條件下分解，超過55攝氏度(131華氏度)。另一方面，淀粉基可生物降解塑料即使在海洋中也會分解。但這種可生物降解的塑料通常機械性能較弱。為了解決這個問題，我們混合材料以找到一個好的化學成分。通過與納米纖維素混合，我們通過實驗結果證明，納米纖維素可以加速可生物降解的塑料生物降解性，同時保持其機械強度。

創(chuàng)造生物塑料的過程也是綠色的

綠色科學聯盟使用擠出機生產新的生物塑料，并在必要時使用化學反應器。目標是確保生物塑料可以通過環(huán)保且不太苛刻的過程創(chuàng)建。為了完善其流程，該公司已開始與日本大學的研究人員合作。

這個過程并不便宜，因為納米纖維素的混合會產生更加勞動密集的過程，但Mori博士認為，隨著生產量的增加，成本會降低。

“此外，通過使用紙張，再生紙，報紙廢料，竹子，木材和再生木材作為原材料，我們可以降低成本，特別是當你考慮到新塑料回收利用的增加時，”他說。