文/陳福民

新塑料的神奇

在2002年鹽湖城冬季運(yùn)動(dòng)會(huì)上，可口可樂公司使用了50萬只一次性杯子，全部是用一種聚乳酸的植物性原料制成的；這種杯子只需40天就在露天環(huán)境下消失得無影無蹤。后來，一些運(yùn)動(dòng)會(huì)大量的旗幟、指示牌、遮陽棚、墻壁等等，也都是由可分解的聚乳酸制成，甚至連足球隊(duì)員最近也開始穿著這種新穎的“塑料球衣”進(jìn)行比賽了。

無獨(dú)有偶。2005年在北京舉行的“綠色材料與綠色奧運(yùn)”國際研討及展覽會(huì)上，這種神奇的“綠色塑料”和“綠色建材”，更是讓人大開眼界。如淀粉經(jīng)過處理而制成的塑料梳子，摸起來手感與普通塑料梳子差不多，但更有韌性，梳起頭來，還不帶靜電。再就是玉米經(jīng)過加工處理后得到的聚乳酸，可以充任纖維、塑料等多種“角色”，用來制造被子、衣服、床單、窗簾，摸上去和棉被、鴨絨被一樣蓬松柔軟，則比普通衣服更有光澤，手感更柔和，據(jù)稱也更透氣更吸汗，而制成的塑料光碟和普通光碟一樣看上去光可鑒人……制造這些物品所需的纖維和塑料，全部出自原來只能當(dāng)食物的玉米。所以，人們稱它為“玉米塑料”。

玉米怎么變塑料

那么，玉米是怎樣搖身一變成為“塑料”和“纖維”的呢？

最初使玉米“脫胎換骨”變塑料的是美國一家公司的創(chuàng)造。首先，玉米等植物中的糖分被提煉出來，經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾、萃取制造出塑料和纖維的基礎(chǔ)材料——碳，再被加工成一種名叫聚乳酸的直徑只有4.57毫米的細(xì)微顆粒。經(jīng)過這個(gè)復(fù)雜的化學(xué)處理過程，從玉米到聚乳酸，其性能發(fā)生了質(zhì)的變化。最后，這些小顆粒被進(jìn)一步加工壓制成杯子、瓶子、包裝袋、餐具、衣服、被子、窗簾等塑料制品。它質(zhì)感好，耐用程度可與滌綸媲美。

研究指出，由玉米制成的聚乳酸不使用石油等化工原料，稱得上是“純天然”。在使用壽命結(jié)束后，埋在土壤里能在很短時(shí)間內(nèi)降解，變成可供植物吸收利用的肥料，而肥料被植物吸收后，經(jīng)過光合作用又可變成聚乳酸的起始原料淀粉。在這種周而復(fù)始的循環(huán)往復(fù)過程中，廢氣排放被大大降低了。與傳統(tǒng)塑料比起來，“玉米纖維”能少用50%石油原料和減少40%溫室氣體排放，且僅需一個(gè)多月就能在土壤中降解成肥料，而用石油加工成的傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品卻“頑固不化”，要在自然界存在幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)之久，因此，“玉米塑料”和“玉米纖維”從根本上解決了讓人頭疼的“白色污染”問題。

正是因?yàn)樯鲜鲞@些特點(diǎn)，出身玉米等植物的“綠色塑料”和“綠色纖維”——聚乳酸，已被國內(nèi)外眾多專家推薦為“21世紀(jì)的環(huán)境循環(huán)材料”，是一種極具發(fā)展?jié)撡|(zhì)的生態(tài)性材料。然而，目前全球只有美國、日本有兩條“玉米塑料”自動(dòng)化生產(chǎn)線，由于生產(chǎn)工藝采用“二步法”，使其生產(chǎn)成本居高難下，如靠進(jìn)口價(jià)格昂貴，每噸售價(jià)在3000美元左右。

我國的再創(chuàng)新

其實(shí)，所有富含淀粉的農(nóng)作物都能生成聚乳酸，因?yàn)橛衩變r(jià)格低產(chǎn)量大，所以選擇將其作為聚乳酸的基礎(chǔ)原料，可以說是取之不盡的可再生資源。2004年，全球玉米庫存量為11171萬噸，我國庫存量為3305萬噸，以往這些庫存玉米80%用于飼料。而且我國每年有7億多噸作物秸稈，相當(dāng)于農(nóng)田生物量的70%或3.5億噸標(biāo)煤沒有很好利用，其中2億噸被就地焚燒，污染大氣；每年有1000多萬公頃農(nóng)田因覆蓋石油基塑料地膜而導(dǎo)致土壤肥力衰退。以作物秸稈等農(nóng)林廢棄物和環(huán)境污染物為原料，使之無害化和資源化，作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一部分，對(duì)發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，增加農(nóng)民收入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的工業(yè)化、中小城鎮(zhèn)建設(shè)、富余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，以及縮小城鄉(xiāng)差別等都有重大戰(zhàn)略意義。

但是，要將這項(xiàng)生物和材料高科技成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)，必須降低生產(chǎn)成本，使市場能普遍接受。上海復(fù)旦大學(xué)的科研人員在歷經(jīng)8年潛心攻關(guān)后，終于使玉米變塑料的工藝再創(chuàng)新，通過“一步法”制取聚乳酸，即飽含淀粉質(zhì)的玉米經(jīng)過生物工程技術(shù)和高分子合成技術(shù)有機(jī)結(jié)合，“一步法”將生產(chǎn)出無色透明的乳酸合成為聚乳酸粒子，生產(chǎn)成本大大降低，出廠價(jià)約在萬元人民幣左右一噸，接近化工塑料粒子的價(jià)格。這種全新的玉米塑料，成本降低27%，耐熱溫度提高40多攝氏度，可在100攝氏度以上的高溫下使用，放在微波爐里加熱不成問題。由此，“玉米塑料”具備了推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的條件。

據(jù)了解，我國每年生產(chǎn)的傳統(tǒng)化工塑料制品達(dá)到千萬噸，其中相當(dāng)一部分是農(nóng)用地膜、背心袋、飯盒、一次性餐具等，這些東西歷經(jīng)百年不能降解，被稱為危害環(huán)境的“白色污染”。新穎玉米塑料的誕生，將全面取代化工塑料制品，廢棄后，一經(jīng)堆肥填埋處理，可化為無毒無害的農(nóng)用肥料，生態(tài)環(huán)境得以改善。目前，除上海外，浙江海正集團(tuán)的聚乳酸項(xiàng)目已列入“浙江省先進(jìn)制造業(yè)合力攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目”和國家863引導(dǎo)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)到今年中期將有批量產(chǎn)品進(jìn)入市場。如果有100個(gè)年產(chǎn)10萬噸“玉米塑料”的廠家，我國將徹底告別“白色污染”。

應(yīng)用前景廣闊

聚乳酸是一種高分子材料，具有完全生物降解性，可替代聚烯烴包裝塑料，可從根本上解決白色污染問題；原材料可再生，能直接減少對(duì)石油資源的消耗并兼具生物安全性和環(huán)境友好性，能有效地破除發(fā)達(dá)國家的綠色貿(mào)易壁壘，其生產(chǎn)過程中及終端產(chǎn)品的處理很環(huán)保。近年來，已開始在發(fā)達(dá)國家較為廣泛地使用，被人們所認(rèn)同。

玉米塑料雖然非常有利于環(huán)保，但它也有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)——貴。如北美生物公司生產(chǎn)的玉米塑料盤子比傳統(tǒng)的塑料盤子價(jià)格高約5%，杯子的價(jià)格更是高出25%。不過，該公司總裁弗雷德里克·希爾相信，在五年內(nèi)，隨著玉米塑料的需求增加，生產(chǎn)規(guī)模將隨之?dāng)U大，成本就會(huì)降下來。

美國農(nóng)業(yè)部的食品科學(xué)專家早些年也對(duì)外宣稱，一種新環(huán)保型食品包裝材料可望問世。這種新型環(huán)保包裝材料完全采用粉碎的草莓制成，因此它非常符合環(huán)保要求，可能取代傳統(tǒng)的聚乙烯塑料薄膜而成為食品包裝新材料。這種新研制成功的食品包裝材料從性能上說與傳統(tǒng)產(chǎn)品沒有什么區(qū)別，用它制成的食品包裝薄膜同樣能夠阻止氧氣的滲入，從而達(dá)到食品保鮮的效果。由于這種新型材料的成份主要取自于不適合食用的蔬菜和水果次品，因此它是一種可以自然分解的、符合環(huán)保要求的材料。在測試中，用這種“神奇”材料制成的包裝薄膜不僅可以起到保鮮的作用，而且還能夠改善香蕉和蘋果等水果的味道。專家認(rèn)為，在不久的將來，就連胡蘿卜、花椰菜等蔬菜和水果也可以用作包裝材料。這種新型包裝材料的成功應(yīng)用將使食品包裝工業(yè)發(fā)生一場革命。

玉米草莓塑料由于有良好的手感、光澤度、透明性和熱穩(wěn)定性，不僅可根據(jù)不同需要制成建筑墻體和家具板材、包裝材料、紡織面料、日用器具、農(nóng)用地膜、地毯、汽車內(nèi)飾和家庭裝飾品，或是光盤和筆記本電腦塑料殼等，而且在醫(yī)藥醫(yī)療領(lǐng)域也大有用武之地。玉米塑料制成的一次性餐盒，麥芽色，中空兩層，耐磨也不燙手；這種塑料具有“會(huì)呼吸”的特點(diǎn)，用這種材料包裝產(chǎn)品將不會(huì)出現(xiàn)用傳統(tǒng)塑料包裝后包裝袋里出現(xiàn)水分凝結(jié)的現(xiàn)象；玉米塑料制成的骨釘、手術(shù)縫合線已應(yīng)用于臨床，由于其具有在體內(nèi)完全降解的特性，不用再施行拔除和拆線等程序。用玉米塑料還能制成人造骨骼和人造皮膚的組織工程支架，在其上培植骨細(xì)胞或皮膚細(xì)胞，當(dāng)支架材料降解后，人造骨骼和人造皮膚也長成了。利用玉米草莓塑料無毒無害可降解的特性，還能制成緩釋膠囊。人們吃一顆用緩釋膠囊包裹的藥物，就能在幾天或一星期內(nèi)持續(xù)獲得需要的藥量。