纖維素納米纖維板有望取代塑料

塑料作為我們日常生活中最為常見的垃圾，盡管其具有輕便、結實和廉價的特點，是一種被人類廣泛使用的人造材料，但其在為人類生活提供便利的同時，也給人類帶來了巨大的危害。愈發(fā)嚴重的“白色污染”問題，已經成為全人類亟需解決的共同難題。我們需要尋找一種綠色、高性能的塑料替代品。日前，由中國科學技術大學俞書宏教授領導的團隊報告了一種高性能結構材料——纖維素納米纖維板（Cellulose Nanofiber Plate，CNFP），有望在多個領域取代塑料。相關研究論文已發(fā)表在Science Advances雜志上。

塑料的不易降解性，導致其廢棄物可以長期存在。塑料自然降解時間長，有的甚至長達100年以上，而且往往使用一次就被丟棄，全球每一天都會有大量廢棄塑料產生，這就導致“白色污染”問題愈發(fā)嚴重。許多未經回收的塑料最終會進入海洋，在海浪、陽光和海洋動物的共同作用下，被分解成數(shù)百萬個微小碎片（即微塑料），微塑料可能會通過我們日常吃的魚或者喝的水進入我們的血液和免疫系統(tǒng)，從而危害我們的身體健康。作為一種“事后”手段，垃圾分類也僅僅有助于解決塑料的去向問題，并沒有從源頭上解決根本問題。尋找一種可行的塑料可替代品或許是一種更好的解決方案，這也是全球科研人員一直在努力攻關的方向。近年來，設計同時具有互斥屬性（例如強度和韌性）的高性能結構材料，尤其是基于納米構件的結構材料，引起了科研人員越來越多的興趣。當這些納米構件被“組裝”成宏觀尺度的材料時，許多納米級性質就可以被擴展到宏觀層面。

用可再生和可持續(xù)的納米構件來構建一種高性能、綠色的塊狀結構材料非常重要。地球上的大多數(shù)植物在長期進化過程中，纖維素基材料已經被用來作為它們自己的結構支撐材料。植物中的纖維素主要以纖維素納米纖維（CNF）的形式存在，具有出色的機械和熱學性能。CNF可以從植物中提取，也可以由細菌產生，是地球上最豐富的綠色資源之一，它具有低密度、低熱膨脹系數(shù)、高強度、高剛度、易變形等優(yōu)良性能，是構建宏觀高性能材料的理想納米級構件，它比凱芙拉（Kevlar）和鋼具有更高的強度（2 GPa）和模量（138 GPa），并且與石英玻璃相比，它具有更低的熱膨脹系數(shù)（0.1 ppm/K）。

盡管人們已經做了各種各樣的努力，來將CNF的這些納米級性能擴展到宏觀水平，但迄今為止，只有宏觀的纖維和薄膜可以通過不同的策略來制備。例如，宏觀纖維是從木材CNF中獲得的，其楊氏模量為86 GPa，抗拉強度為1.57 GPa，超過了任何已知的天然或合成生物聚合物。此外，研究人員也設計出了強度高、透明度高、熱膨脹系數(shù)低的CNF薄膜，并將其用于電子器件、柔性顯示等領域。

在將CNF這種材料的納米級性能擴展到立體塊狀結構材料方面仍然存在挑戰(zhàn)。如果能夠構建出一種可持續(xù)的高性能立體結構材料，必將推動CNF的發(fā)展，拓寬其應用領域，為工程設計提供更多的材料選擇。

自人類誕生之初，材料就成為社會發(fā)展的基礎。在各種材料中，金屬、陶瓷和聚合物等結構材料使用最廣泛。該CNFP具有較高的比強度，比鋼高4倍，比傳統(tǒng)塑料及鋁合金高。此外，CNFP的比沖擊韌性高于鋁合金，密度僅為鋁合金的一半。

與塑料或其他聚合物基材料不同，CNFP具有極好的耐極端溫度和熱沖擊的性能。從-120℃到150℃，CNFP的熱膨脹系數(shù)低于5 ppm/K，這接近于陶瓷材料，遠低于典型的聚合物和金屬。此外，在120℃的受熱和-196℃的液氮之間連續(xù)進行10次快速熱沖擊后，CNFP仍能保持其強度。結果表明，該材料具有良好的耐熱尺寸穩(wěn)定性，在極端溫度和冷熱交替的條件下，具有作為結構材料的巨大潛力。

CNFP不僅具有出色的性能，由于其原材料獲取范圍廣，且采用生物輔助合成工藝，其成本也非常低，每公斤成本僅為0.5美元，低于大多數(shù)塑料。由于密度低、強度和韌性突出、耐熱尺寸穩(wěn)定性好，CNFP的所有這些性能都超過了傳統(tǒng)的金屬、陶瓷和聚合物，使其成為工程需求的高性能和環(huán)保替代方案，將在輕量化抗沖擊防護及緩沖材料、空間材料、精密儀器結構件等應用領域具有廣闊的應用前景。CNFP不僅有能力取代塑料，使我們免于被塑料“淹沒”的危機，其作為下一代可持續(xù)、輕量化的結構材料也具有巨大的潛力?；谶@種生物基和可生物降解的材料，可持續(xù)和高性能結構材料的構建將極大地加快塑料替代。也許在未來某一天，“白色污染”問題將會徹底消失。（王琪）

由可再生原料制成的拉伸膜

陶氏化學和Doxa Plast宣布了一系列生物基拉伸膜的商業(yè)化，旨在滿足人們對使用可再生原料日益增長的需求。

Reborn是Doxa Plast推出的新系列拉伸膜，它融合了陶氏基于生物的線性低密度聚乙烯ELITE 5230GC R增強聚乙烯樹脂，該樹脂由可再生原料制成。原料來自芬蘭可持續(xù)管理的森林中的造紙殘留物。它不與人類的食物鏈競爭，也不需要額外的土地。

陶氏化學公司表示，新的生物基拉伸膜系列產品經過優(yōu)化，適用于減薄而不影響功能。使用專利技術，Doxa Plast可提供厚度低至4微米的薄拉伸膜，同時據(jù)稱可保持較高的性能，以改善裝載托盤的穩(wěn)定性并減少整體包裝材料。

陶氏的生物基聚乙烯產品組合是使用生物石腦油從妥爾油中生產的，妥爾油是紙漿生產的副產品。它聲稱，與標準的化石衍生的PE樹脂相比，這種生物原料的新供應鏈可顯著降低碳足跡。

漢高可回收熱封涂層紙

在評估包裝的可回收性時，首先要考慮的是包裝基材的選擇。為了促進循環(huán)經濟，漢高的粘合劑和涂料業(yè)務已使用樂泰Liofol HS 2809-22 RE解決方案，擴大了其“專為回收設計”的RE產品范圍。這是一種熱封涂層，已通過紙的再循環(huán)認證，并且根據(jù)漢高重新定義了包裝的設計方式。

根據(jù)漢高的說法，涂層熱封可以對紙張及其本身進行熱封，并在紙張的可再制漿性、食品安全性和柔韌性方面設定了新的標準。它還提高了工業(yè)加工的標準：在高速加工時，可保持最高水平的密封性，從而顯著提高了性能。

這些特性使樂泰Liofol HS 2809-22 RE成為一種用途非常廣泛的涂料，涵蓋了從衛(wèi)生用品和茶包到工業(yè)五金袋和巧克力外包裝的廣泛應用。在應用領域方面具有極大的靈活性，該涂層能夠支持從PE包裝向紙基包裝的過渡。

該創(chuàng)新技術可與任何類型的油墨兼容，并且對紙質基材具有良好的柔韌性，并經過獨立機構的測試，證實了它非常適合紙質包裝。在生產中，即使在機器高速度下，涂層也具有非常好的熱封強度。通過保持較低的密封溫度開始，其對自身和對紙張的密封性非常好。該解決方案不僅適用于非食品行業(yè)，還可以用于食品應用。

再生塑料扁平酒瓶進入美國

由100%再生PET塑料吹塑而成的節(jié)省空間的扁平酒瓶非常適合美國電子商務渠道。

英國扁平酒瓶發(fā)明者Gar？onWines與Amcor合作，以rPET格式將可用于電子商務的包裝帶到美國。

玻璃酒瓶已經存在了至少3500年，并且自1800年代初以來便以全球公認的熟悉的圓形形狀出售。

在過去的20年中，推出了相同形狀的輕質聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）葡萄酒瓶。在過去的兩年中，英國的Gar？onWines推出了一項顛覆類別的新設計創(chuàng)新：扁平酒瓶。與玻璃瓶相比，扁平瓶是更輕87%；100%可回收；在空間上縮小40%，這意味著托盤上可容納的瓶子數(shù)量是原來的兩倍以上。

Gar？onWines和Amcor之間的新合作帶來了雙重突破：不僅是美國市場首次提供這種格式，還將包括用過消費后回收（PCR）PET塑料制成的瓶子（rPET）。

Gar？onWines首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Santiago Navarro說：“由于我們正面臨氣候緊急情況和生存威脅，我們迫切需要對產品進行逐步更改，以減少其碳足跡?！薄皩ζ咸丫破窟M行打平可以節(jié)省空間，而采用再生PET制成的葡萄酒可以節(jié)省重量和能源。有機會與Amcor合作在全球最大的葡萄酒市場上銷售我們的扁平酒瓶，我們感到非常振奮。作為美國葡萄酒行業(yè)領先的塑料包裝公司，Amcor是在美國推出我們的創(chuàng)新葡萄酒瓶的理想合作伙伴?！?/p>

COVID-19激發(fā)美國人獨創(chuàng)性

從包裝印刷的快速周轉到重新制造面罩，美國包裝制造商正在應對COVID-19大流行帶來的挑戰(zhàn)。

面具帶（護耳器）是在FORCEpkg的3D打印機上創(chuàng)建的。

PPE資源網絡由一群位于賓夕法尼亞州的公司和志愿者組成，他們使用眾包方法制造面罩、口罩框架和口罩帶（個人防護設備或PPE），將產品捐贈給醫(yī)護人員和急救人員。

90多名來自不同行業(yè)和背景的志愿者，從每天生產20副面罩發(fā)展到每天生產數(shù)百副。在3周時間內，為前線戰(zhàn)士提供了超過17000個PPE。

華龍環(huán)保PE膜100%可回收

華龍推出的這款可回收環(huán)保PE膜，其光澤度高、剛性強、拉伸強度優(yōu)異，性能方面基本可與PET薄膜相媲美。

環(huán)保PE膜試驗的樣品以20μm、25μm、30μm為主，其中25μm的環(huán)保PE膜試驗效果最好、成品率最高，目前應用于軟包裝的也最多，其光澤度、霧度、挺度、縱向拉伸強度、伸長率與PET、BOPP、NY薄膜對比無差異。縱向拉伸強度大約為200MPa，縱向斷裂拉伸率約為27%-80%，可廣泛用于食品、洗護、化妝品等包裝袋，可冷凍、可水煮，適用三邊封、八邊封、拉鏈袋、吸嘴袋等袋型。

目前推出的25μm的環(huán)保PE膜分為兩類，分別是HB200（帶阻隔性能）和HB100（不帶阻隔）。首先，實現(xiàn)100%可回收當然是這種新型PE功能膜的最大優(yōu)點；同時，彩印企業(yè)在使用這兩種PE膜時，基本上不需要改變原來的印刷、復合、制袋、自動灌裝設備和使用條件。制袋速度也與常規(guī)薄膜的制袋速度無異，且不會沾刀。可以說，環(huán)保PE膜改善了長期以來困擾彩印企業(yè)的套色不準及印刷速度問題。

榴蓮皮成可降解抗菌包裝材料

馬來西亞的研究人員使用亞洲“水果之王”榴蓮的皮，來開發(fā)一種包裝材料，這種皮既抗菌又可降解。

來自馬來西亞國際伊斯蘭大學（IIUM）的研究小組正在研究開發(fā)一種生物復合材料，作為目前食品包裝的替代。他們研制出了基于聚乳酸（PLA）、環(huán)氧化棕櫚油和榴蓮皮纖維的產品。

隨著研究的繼續(xù)，已經表明，添加肉桂精油（CEO），然后用超臨界二氧化碳處理混合物，大大改善了食品包裝的性能。

報告說，在以榴蓮為基材的復合材料中添加CEO對抗菌性能的傳遞尤為重要。有CEO和沒有CEO的測試結果顯示，對某些微生物（如大腸桿菌）的影響存在巨大差異。研究人員說，經過處理的樣本形成了清晰的抑制區(qū)域，阻止了細菌的生長。

榴蓮只有55%-65%的重量是果肉，所以剩下的35%-45%，大部分是皮和種子，是廢棄物。

使用榴蓮皮的主要好處是它的高生物降解率。研究表明，這種材料在幾個月內就會分解，而不是傳統(tǒng)的食品塑料包裝需要幾年的時間。超臨界二氧化碳還幫助加快這一過程。

PET瓶回收次數(shù)從10到20

根據(jù)德國亞琛工業(yè)大學塑料加工研究所（IKV）的說法，一個關鍵的因素是，產品在整個生命周期中應盡可能保持其價值。可重復使用的PET瓶就是一個很好的例子：使用后，可以用苛性鈉溶液清洗，然后重新填充。

“無論是托盤，帶蓋托盤，全包裹式箱子還是壁架托盤，Elematic 2001 WAH都能為客戶提供解決方案，該解決方案不僅涵蓋了多種包裝樣式，而且還提高了其產品的可持續(xù)性?！盨yntegon Technology產品經理介紹。

為了履行為所有人提供可持續(xù)解決方案的使命，Syntegon Technology現(xiàn)在可以在Elematic 2001 WAH裝箱機上運行由草纖維制成的瓦楞紙板。該機器可以處理任何質量的硬紙板和瓦楞紙板，以及用于托盤和抽油煙機的不同包裝材料的組合。

全球第一款吸收碳排軟木盒

以天然洗發(fā)餅聞名的英國品牌LUSH，推出全球第一個“負碳排”的肥皂收納盒，這款以天然軟木制作成的收納盒。這個“無塑”肥皂盒不僅能100%生物分解，每個盒子制作過程還幫地球吸收至少一公斤的碳排放，堪稱史上最“綠”的居家洗沐用具。

這款減碳肥皂盒的材質“軟木”，來自地中海殼斗科植物“栓皮櫟”（Cork oak）樹皮底下厚厚的栓皮層。為了采集軟木，生產商每10年會幫樹“剝皮”一次，剝完后仍可繼續(xù)生長。栓皮櫟的平均壽命是200年，一生大約可以生產17次樹皮。

“保守估計，每制作一個軟木盒，世界上會消耗至少一公斤的二氧化碳，”與LUSH合作的英國自然作家金恩（Miles King）介紹。

LUSH的主力商品洗發(fā)餅，由于并非透過皂化作用制成，遇水較容易軟化，特別需要通風、晾干。LUSH目前也販售鋁制肥皂盒，方便收納洗發(fā)餅或當成旅行攜帶盒。但金恩強調，每制造一公斤的鋁就會排放出9公斤的二氧化碳，相比之下，軟木盒消耗的資源遠少于其他材質。

芬歐藍泰推出新型紙質標簽材料

芬歐藍泰標簽正在向市場推出兩種包含可回收成分的可持續(xù)紙質標簽材料——芬歐藍泰標簽再生銅版紙和再生激光打印紙，有助于促進循環(huán)經濟，并減少對森林的壓力和對自然資源的消耗。

芬歐藍泰標簽的目標是盡可能有效地使用木材原材料。這意味著通過促進循環(huán)利用和使用再生纖維，盡可能延長原材料的使用時間。這些創(chuàng)新的紙質標簽材料包含F(xiàn)SC認證的可回收成分。FSC認證提供了一個可靠的保證，即FSC認證的標簽材料來自可回收材料、可持續(xù)經營的森林、其他可控的來源或所有以上這些來源的混合。選擇包含可回收成分的標簽材料是一項具體的行動，即釋放對森林的壓力來照顧全球的森林，并促進循環(huán)經濟。

波蘭農夫生產可以吃的餐具

波蘭農夫Jerzy Wysocki生產面粉時，剩下不少的麥麩，為了不浪費食物，他發(fā)現(xiàn)了麥麩與水混合，就能做出自然、輕巧的餐具，一種全天然的麥麩餐具便誕生。這不但可以在30日內完全分解，同時亦可以吃進肚子！

最令人興奮的是這這種麥麩餐具只要放在花園里，或是野外環(huán)境中，只要30日便能分解，若是遇上雨天，兩周便能分解，這樣就真的是碗也不用洗！

Jerzy Wysocki在2012年創(chuàng)立品牌Biotrem，在波蘭東北部設有工廠，每年可生產1500萬件餐具，品牌只需要45秒就可制造出一款碗碟，一噸麥麩已可生產約一萬個碗盤。

目前品牌已成功進入19國家的市場，當中包括德國、英國、美國及韓國等。

智能集束底伸式搪玻璃容器問世

5月底從淄博三田化工裝備有限公司傳來消息：經過山東省機械工業(yè)科學技術協(xié)會組織的專家鑒定委員會，對該公司獨家研制的“智能集束底伸式大型搪玻璃容器成套裝備”科技成果進行鑒定。鑒定委員會一致認為，該成果在集成技術方面屬國內外首創(chuàng)，主要技術指標達到國際同類產品先進水平，填補了世界空白，標志著我國在化工裝備領域實現(xiàn)重大技術新突破。

自2008年起，三田公司決定開發(fā)智能高效的大型搪玻璃攪拌容器成套裝備。歷經12年，先后投資上千萬元，攻克了上百道技術難題，該公司創(chuàng)新地將其所獲得的4項國家專利技術，即底攪拌技術、密封與傳動裝置技術、釜內換熱技術（搪玻璃多管式換熱技術）、導流筒應用技術，與智能化技術等五大領先技術集成于一體，最終成功研制開發(fā)出具有自主知識產權的大型、高效、節(jié)能的智能集束底伸式大型搪玻璃容器成套裝備。

該裝置已近在我國多家大型化工、農藥、生物、醫(yī)藥企業(yè)投用，用戶企業(yè)普遍反映使用效果良好。首先是工藝適應性好，可廣泛用于高污染、劇毒、易燃、易爆等高危生產環(huán)境，并解決了反應釜大型化的問題；其次，密封性能好，更加安全環(huán)保；再次，該裝置高效節(jié)能，能耗下降了30%，運行成本大幅降低；最后，產品收率提高了2%-10%，產品質量有了大幅提升。該裝置的成功推出，對進一步提升我國化工裝備的技術水平，實現(xiàn)關鍵技術的重大突破，提高國內外市場競爭力都具有重要的現(xiàn)實意義。

目前，該裝置已成為傳統(tǒng)化工設備理想的升級換代產品，可完全替代進口，國內年需求量達到40000臺套，市場前景十分廣闊。該公司董事長田增才表示：“公司現(xiàn)已形成年產240臺套的生產能力，可實現(xiàn)年銷售收入1.2億元，利稅2400萬元，這成為企業(yè)轉型升級、實現(xiàn)高質量發(fā)展的新動能?！?/p>

BioFreshPak薄膜可堆肥

在印度，大約40%的食品在進入市場之前就被浪費掉了；所有的包裝都是在加工階段完成的，其中大部分會鎖住水分，導致食物迅速變質。

印度和英國的一個聯(lián)合財團開發(fā)了一種新薄膜——BioFreshPak，該公司表示，食物變質不僅是一個道德問題，也是一個環(huán)境問題，這就是為什么能夠提高食物的貨架壽命是關鍵的一步。

由于包裝不良而導致的食物變質是要解決的一個重要挑戰(zhàn)。這促使英國創(chuàng)新公司在牛頓基金的幫助下，支持了該財團。

該項目于2017年9月在印度啟動，成功完成了由可降解聚合物和廢棄淀粉制成的可呼吸薄膜的試驗。

研究的重點是在運輸過程中，即使在較高的環(huán)境溫度下，也要減緩催熟和提高食物的儲存穩(wěn)定性。目前的解決方案，如聚乳酸（PLA）薄膜已經證明是成功的，但只是在一定程度上。聚乳酸在受控環(huán)境之外分解很慢，所以大部分聚乳酸最終會被填埋，在那里分解需要100到1000年的時間。

BioFreshPak被認為可以延緩成熟，提高食物在運輸過程中的儲存穩(wěn)定性，即使是在高溫下。其獨特的混合物包括熱塑性淀粉（TPS）和其他可在室溫下堆肥的聚合物。薄膜提供了選擇性的濕度和滲透性控制，以保持營養(yǎng)。它還能在不使用冷藏的情況下將特定食品的貯藏壽命提高2至5天。

HEUFT新一代封蓋檢測技術

從牛鼻皇冠蓋到氣泡葡萄酒瓶上錯誤的金屬線套扣，從不起作用的螺紋蓋到果醬罐蓋上破損的防揭封條，從外來翻蓋到小瓶上泄露的鋁蓋：HEUFT FinalView II CAP將在線檢測飲料、食品和藥品容器封蓋缺陷提升到了一個新高度。

新一代簡潔的檢測單元能夠通過使用多種光學器件和HEUFT reflexx2實時圖像處理，在線速高達每小時10萬瓶容器的情況下進行全面的在線封蓋檢測，遠超純粹的缺失檢測。事實上檢測單元對封蓋的各個方面進行了連續(xù)檢查，包括所有的蓋子部分及安全防護部分：高分辨率彩色攝像頭技術自上而下檢測不同封蓋顏色、設計和蓋子商標，如同發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的裂縫一樣可靠，從而確保最終產品無暇、特性相同以及產品的完整性和純度。

蓋壁也必須沒有缺陷和泄漏。因此全方位彩色檢測設備HEUFT FinalView II CAP的覆蓋面遠不止360度，以至于“盲點”最終不再是一個問題：識別最小的變形、損壞和泄露和識別有缺陷的防盜環(huán)、支撐環(huán)、撕裂的安全封條和防揭條、裝配不良和不正確定位的金屬線套扣、或者凹痕、和實際位置無關的可能造成泄露的鋁蓋側面壓紋。

用毫米精度測量各個位置，并將其與正確的參考值進行比較，從而檢查酒瓶塞的高度或小瓶塞的位置、凸出的封蓋和防盜環(huán)，并識別完全錯位、傾斜、以及可能泄漏的容器封蓋。在HEUFT FinalView II CAP中HEUFT reflexx2圖像處理系統(tǒng)生成一個陰影圖像以詳細顯示封蓋區(qū)域的完整輪廓。全方位螺紋蓋（例如ROPP蓋子）的檢測更進一步：它能精確地檢查螺紋圈的缺失、連續(xù)性、特征和輪廓深度，使只有真正密封的容器才能通過，用手擰開時不會出現(xiàn)任何問題或風險。

蓋與標正確的對應通常也很重要，不僅僅是對于高端產品的飲料包裝：每個瓶蓋應與標簽對齊成正確的角度或與瓶頸上的特殊標識對齊，以便在不旋轉和轉動的情況下，可以最清楚地看到并直接讀取瓶蓋商標和文字。這由HEUFT FinalView II CAP的旋轉角度檢測驗證——它將上述自上而下的彩色商標檢測的結果與那些封蓋側壁檢測的結果進行比較。因此，即使是一丁點錯位也能被可靠地檢測出來——帶有“錯位”蓋子的容器無法到達銷售點。

HEUFT FinalView II CAP既可以很容易地集成到現(xiàn)有的灌裝和包裝生產線中，也可作為一個獨立的解決方案，或者可以連接到新一代灌裝管理系統(tǒng)HEUFT SPECTRUM II VX，可以進行精確的液位、商標和標識檢查。除此之外還能同時進行全面的封蓋檢測，也可以作為一個簡潔的模塊直接集成到其他的檢測設備中，如HEUFT squeezer II QS泄漏檢測和HEUFT spotter II PHS西林瓶檢測設備中。

與之前HEUFT為全方位檢測提供的解決方案相比，HEUFT FinalView II CAP提供的智能彩色攝像頭數(shù)量是以前的兩倍，分辨率是以前的六倍，甚至有更精確的容器跟蹤和缺陷剔除，更強大的計算能力、實時圖像處理和視聽HEUFT NaVi用戶指導。瓶蓋的最大檢測直徑增加了1.5倍。能夠可靠檢測的最小和最大的瓶子之間的高度差已經上升到30厘米。一鍵式按鈕即可快速更換瓶型和程序。

因此，新一代的瓶蓋檢查確保了包裝的原創(chuàng)性和完整性，以及其內容的純度、新鮮度使安全消費簡單、有效和可持續(xù)。