環(huán)保、高性能塑料推動多行業(yè)轉(zhuǎn)型升級

汽車制造、房屋門窗、3D打印原料、人工關(guān)節(jié)、人工晶體等生物醫(yī)用材料都來自塑料……傳統(tǒng)塑料正在向環(huán)保、高性能等方面尋求突破，并推動了多個行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，顛覆了人們以往難降解、高污染的印象。

亞洲最大的國際橡塑展于2015年5月20—23日在廣州拉開帷幕。記者從展會上了解到，在電子信息、生物醫(yī)學、節(jié)能減排、環(huán)境保護及智能交通等方興未艾的新領(lǐng)域，都將對功能性、輕量化、微型化、綠色化的新材料產(chǎn)生需求;針對這種情況，塑料在各領(lǐng)域的推廣加快，綠色低碳環(huán)保成為了行業(yè)發(fā)展趨勢。

塑料綠色化升級是新材料應(yīng)用蓬勃發(fā)展的縮影。根據(jù)《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，我國新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”期間年均增長率預計超過25%，到2015年全產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到2萬億元，是“十一五”末的3倍。

新材料技術(shù)與納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)相互融合，結(jié)構(gòu)功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯，材料的低碳、綠色、可再生循環(huán)等環(huán)境友好特性倍受關(guān)注。

汽車塑料車架內(nèi)飾減重又低碳

國外汽車品牌現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模使用塑料復合材料和高性能的工程塑料等

“這是碳纖維首次大規(guī)模地用于量產(chǎn)車型。”一款車身結(jié)構(gòu)和框架完全采用碳纖維增強塑料制造的寶馬i3吸引了不少人前來參觀，黑色的車頂、銀灰色的車架除了透出一身炫酷之外，其高性能塑料不但能夠減少車重，從環(huán)保效應(yīng)看，能同時減低油耗和二氧化碳排放。

“汽車座椅也是全塑料的，用復合材料代替金屬，重量比傳統(tǒng)座椅減輕20%。”巴斯夫中國有限公司的沈佳虹告訴記者。

現(xiàn)場專家介紹，汽車輕量化主要體現(xiàn)在汽車優(yōu)化設(shè)計、合金材料及非金屬材料應(yīng)用上，其依次為汽車的輕量化減重10%～15%、30%～40%、45%～55%。

事實上，高度重視降低碳足跡早已成為汽車制造業(yè)的共識，日前，工信部發(fā)布《汽車有害物質(zhì)和可回收利用率管理要求(征求意見稿)》，意味著產(chǎn)業(yè)“綠色”發(fā)展基調(diào)將進一步強化。

該《要求》提出，汽車生產(chǎn)企業(yè)作為污染控制的責任主體，應(yīng)積極開展生態(tài)設(shè)計，采用合理的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計，選擇無毒無害或低毒低害的綠色環(huán)保材料和易于拆解、利用的部件，應(yīng)用資源利用率高、環(huán)境污染小、易于回收利用的綠色制造技術(shù)。

塑料材料因為其擁有更輕的質(zhì)量，相比玻璃和金屬來說具有較低的碳足跡。中國工程塑料工業(yè)協(xié)會秘書長鄭愷表示，工程塑料等非金屬材料的“減重”效果明顯，越來越多的汽車部件開始采用工程塑料替代金屬制件。

據(jù)悉，發(fā)達國家將汽車用塑料量作為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標志，每輛汽車塑料用量從上世紀90年代的100～130kg上升到2004年的152kg和2006年的174kg，現(xiàn)在用量是230kg，目前德國汽車用量最多，占整車用料的15%以上。專家預計，到2020年，汽車平均塑料用量將可能達到500kg/輛以上，約占整車用料的1/3以上。

不少專家還表示，國外汽車品牌現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模使用塑料復合材料和高性能的工程塑料等，而國內(nèi)自主品牌汽車在塑料復合材料上的應(yīng)用(重量占比)卻相對較少。這也反映了我們整車輕量化技術(shù)水平有待提升。

建筑采用塑料建材無毒可循環(huán)

保溫塑料建材在美國、日本等國建筑上的應(yīng)用已十分成熟，節(jié)能效果良好。而在我國大規(guī)模的應(yīng)用才剛剛開始，未來發(fā)展空間巨大

將塑料和木質(zhì)粉料按一定比例混合后，經(jīng)熱擠壓產(chǎn)出成型的板材，可作家具、天花板等。“這種木塑復合材料不僅比木材耐用性高，而且節(jié)省了木材可循環(huán)使用，無苯無甲醛等有害物質(zhì)”。

來自青島某塑料機械公司攜帶其最新研發(fā)的木塑家具板設(shè)備參展，記者看到，其所擠出的家居板直接帶有花紋，不需要后續(xù)處理部分。

據(jù)廠家介紹，該產(chǎn)品無甲醛、防火防潮、沒有蟲害，可直接取代市場現(xiàn)存的膠合板，并且可以回收利用。

“綠色建筑的推廣，拉動了這些節(jié)能環(huán)保建材和相關(guān)制造技術(shù)的發(fā)展。”有建筑專家介紹，按照我國頒布的《綠色建筑行動方案》，要求的舊房節(jié)能改造目標，以每平方米200元改造標準計，建筑節(jié)能材料未來市場容量高達2.6萬億元。

而塑料在建材中應(yīng)用的增加，是建筑材料環(huán)保節(jié)能的趨勢之一。

據(jù)展覽主辦方介紹，塑料建材是繼鋼鐵、木材、水泥之后新興的第四大類新型基礎(chǔ)材料。近幾年，中國這一行業(yè)年均增速超過15%，30%以上的地區(qū)應(yīng)用了新型塑料管材，部分省市已經(jīng)達到90%;東北三省、內(nèi)蒙古等地的一些城鎮(zhèn)，40%以上的新建住宅都使用了塑料門窗;青島、大連80%以上的新建住宅使用了塑料窗。

“如今塑料建材在建筑工業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)中所作的貢獻越來越大。”業(yè)內(nèi)專家介紹，如以聚氨酯保溫材料為例，使用1立方米該材料，一年能減少二氧化碳排放量270千克。按1年消耗100萬噸聚氨酯保溫材料計算，則一年可減少二氧化碳排放量700萬噸。到2030年建筑節(jié)能采用保溫處理后，將使溫室氣體減排達到56億噸。

“上述保溫塑料建材在美國、日本等國建筑上的應(yīng)用已十分成熟，節(jié)能效果良好。而在我國大規(guī)模的應(yīng)用才剛剛開始，未來發(fā)展空間巨大。”中國塑協(xié)聚氨酯制品專委會理事長林永飛表示。

3D打印可降解塑料成新寵

使用環(huán)保塑料的3D打印還能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)本土化，減少運輸需求，客戶做好設(shè)計圖，就可以在當?shù)卮蛴〕鲂枰漠a(chǎn)品，減少了長途運輸需求和溫室氣體排放

精致的工藝品、眼鏡都可以打印出來，而采用的是可降解的塑料。記者在廣東銀禧科技股份有限公司的展位看到，兩臺3D打印機被團團圍住，工作人員演示將計算機上的三維圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至3D打印機，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，按照三維圖像數(shù)據(jù)把“打印材料”一層層疊加起來，制作成實物。

“3D打印使用的材料幾乎沒有浪費，既節(jié)省成本，又帶來環(huán)境效益。”該公司3D打印事業(yè)部銷售工程師蘇官旺表示。他指著旁邊放著的各種顏色的線材告訴記者，3D打印的材料十分關(guān)鍵，它就決定了生產(chǎn)的環(huán)保價值。“PLA可生物降解線材”的降解率達到了90%，而且打印出來的塑料產(chǎn)品，如果不需要使用了，可以進行填埋等處理，降解時間則需要根據(jù)填埋土地的濕度來決定。

而值得注意的是，在整個3D打印過程中，記者并沒有聞到傳統(tǒng)塑料加工過程中的刺鼻難聞氣味，反而聞到了一股類似玉米的清香。“PLA中文名叫聚乳酸，采用天然玉米提取物為原料，它可以用于食品的包裝材料以及醫(yī)療中的手術(shù)縫合線。如果您用PLA打印出了一個杯子，您也可以用它來喝水。”蘇官旺向記者解釋了PLA的環(huán)保無毒特性。

據(jù)了解，使用環(huán)保塑料的3D打印還能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)本土化，減少運輸需求，客戶做好設(shè)計圖，就可以在當?shù)卮蛴〕鲂枰漠a(chǎn)品，減少了長途運輸需求和溫室氣體排放。

不但用于3D打印，原材料的綠色環(huán)保性成為眾多塑料原料供應(yīng)商追求的目標，并逐漸通過認證制度建立起可追溯的渠道。

在本次國際橡塑展上，有知名外資企業(yè)就推出另一項可持續(xù)性舉措—生態(tài)標簽。目前，該標簽已在該企業(yè)各業(yè)務(wù)單元中全面推廣。生態(tài)標簽包括由36項標準組成的可持續(xù)性評定，這些標準充分考慮到社會責任、產(chǎn)品性能與環(huán)境保護因素。獲得該可持續(xù)性卓越標簽認證的產(chǎn)品具有高度的差異化，但生態(tài)標簽產(chǎn)品都是在為了不降低產(chǎn)品性能的前提下，能夠積極協(xié)助客戶提高產(chǎn)品的可持續(xù)性。“目前，我們已對80%的產(chǎn)品進行了審核，向其中50個產(chǎn)品標注了的生態(tài)標簽。”該公司高管說。

挑戰(zhàn)成本較高影響企業(yè)選擇

      中國是世界塑料消費量、塑料制品產(chǎn)量出口量、塑料機械產(chǎn)銷量第一大國。

“然而，目前中國人均塑料產(chǎn)品的消費量仍然低于全球平均水平，中國市場具有巨大的增長潛力。”現(xiàn)場某外資化工企業(yè)市場負責人告訴筆者。

“在中國市場，成本也是很重要的考慮因素，大部分廠家在選擇材料的時候，都傾向于以最低的價錢把產(chǎn)品造出來。”在談到節(jié)能環(huán)保的新材料在中國市場推廣的瓶頸時，巴斯夫特性材料業(yè)務(wù)部亞太區(qū)副總裁樓劍鋒表示。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，一些附加值較低的產(chǎn)品，其新型塑料材料的普及并不順利?？山到馑芰暇陀龅搅诉@樣的困境。“在飲料與食品包裝材料行業(yè)中，每年包裝材料的生產(chǎn)需求量達6700萬噸，絕大部分包裝材料對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴重威脅。因此推廣可降解塑料成為了當務(wù)之急。”

“可降解塑料的市場售價是普通塑料產(chǎn)品的2-3倍，若成功出售，利潤水平在10%，而普通的塑料利潤水平在1%-3%。而在這種情況下，可降解塑料目前銷售阻力較大，成本較高，資金占用較大，下游企業(yè)的接受能力較差是首要的原因”。有生產(chǎn)商指出，同時，可降解塑料有一定的保質(zhì)期，如果企業(yè)的銷售不暢，企業(yè)的虧損風險較大。企業(yè)陷入了成本和利潤之間的考量，這就使得可降解塑料依舊處于宣傳推廣階段，

在國家強制要求的行業(yè)，如餐飲行業(yè)中一次性水杯、飯盒、刀叉等日用塑料制品中，使用可降解塑料的比例相對較高，而工業(yè)和農(nóng)業(yè)中，可降解塑料的使用率較低。

樓劍鋒建議，從企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度看，看材料之時，企業(yè)一方面應(yīng)該看它是否滿足性能上的要求和環(huán)保的要求，在此基礎(chǔ)上，找到合理的材料和加工工藝，“投入成本略增，產(chǎn)品卻可以數(shù)倍價錢出售，何樂而不為呢?”

“低碳環(huán)保、可100%回收利用，長遠可以給產(chǎn)品減低20%-30%的成本，海爾新材料在2014年的銷售額達到了11億元。”海爾新材料市場部總監(jiān)李鵬軍表示，2015年的目標增幅將是10%。同時，他透露了公司將加強新材料產(chǎn)品研發(fā)，從總收入劃撥3%以上作為研發(fā)的費用，研發(fā)使用的工程塑料、高可靠安全性材料以及低VOC環(huán)保材料，把海爾新材料推廣到電子、汽車、建筑等領(lǐng)域。