2020年疫情突如其來,為打贏疫情防控阻擊戰,重點醫療物資保障至關重要,其間口罩的消耗量大增。據有關數據顯示,中國口罩日產能已達到10億只,口罩用熔噴布日產能超過1000噸。
由此可見,口罩垃圾將成為后疫情時代的一大隱患,現有的口罩材料基本都是不可降解的聚丙烯材料,這些廢棄的口罩無疑會對環境造成嚴重的污染。雖然我國近期將會出臺可重復使用民用口罩團體標準,能在一定程度上抑制口罩垃圾的產生,然而無法徹底解決民用口罩塑料垃圾,對這些熔融指數很高(無紡布約為90g/10min,熔噴阻隔布約為1000g/10min)的口罩聚丙烯,也缺乏再次回收利用的有效方案與技術。假設我國每天廢棄約2億只口罩,折合至少產生400噸廢塑料,一年將產生12萬噸廢塑料。能否制造出平時儲存穩定、廢棄后可生物降解的民用口罩,凸顯中國力量的“硬核”支撐,是一個亟待解決的社會熱點問題。
7月以來,我國禁塑令再次升級,可降解成為業界熱門話題。因具有100%完全生物可降解性和優良的生物相容性等特點,PLA已成功躋身21世紀新一代“綠色”纖維。為了保護環境和節約資源,聚合物直接成網法非織造材料也迫切需求綠色原料,在眾多可生物降解材料中,PLA無疑也是制備生物可降解的非織造材料的首選原料。
2001年,在美國田納西大學進行的熔噴實驗證明了PLA在熔噴工藝上應用的可行性,但由于PLA自身的流變性能使其在熔噴工藝上受到很多條件的限制,尚需進一步研究和探討。2009年,美國Nature Works公司研究開發出了6252D和6201D兩種熔噴級PLA切片原料,經實驗驗證適合熔噴工藝并實現了工業化生產。此后,可用于熔噴生產的PLA切片原料一直被美國Nature Works 的IngeoTM牌號PLA樹脂所壟斷。目前,全球聚乳酸主要生產企業及產能和用途如表所示。
繼2005年日本KaneboGosen公司與Kureha化學公司宣布已開發出可生物降解聚乳酸紡粘布之后,國內也開始了聚乳酸紡粘布的產業化推廣工作。最早產業化生產聚乳酸紡粘布的廠家是溫州昌隆紡織科技有限公司。2018年11月,山東泰鵬環保材料股份有限公司完成了“聚乳酸(PLA)紡粘熱軋無紡布的研發與應用”項目鑒定,采用雙模頭復合紡絲技術,研發了具有梯度結構的PLA紡粘非織造布。與此同時,由大連華綸無紡設備工程有限公司工程總承包并提供全套設備的聚乳酸紡粘熱軋生產線(長狹縫拉伸)也在東莞美亞無紡布科技有限公司開車成功。而目前PLA熔噴布還停留在實驗研究階段,未見產業化生產。
隨著新冠病毒的爆發,對于口罩及防護用紡粘和熔噴非織造材料的需求激增,目前PP紡粘和熔噴非織造材料的廢棄物處理成了影響環境的主要問題。在國人研究可重復利用的口罩材料的同時,美國已經有報道推出了純PLA紡粘和熔噴非織造布制備的口罩,很好地緩解了廢棄物降解的問題。因此,國內也在加速進行提高PLA紡粘和熔噴非織造材料性能的進程,但是,由于技術工藝依然不穩定,產業化進程還需要走很遠的路。