環境に優しいプラスチック
環境に優しいプラスチック：持続可能な開発のための材料イノベーション
環境に優しいプラスチックは、従来のプラスチックをベースに開発された新しいタイプの素材であり、環境への悪影響を軽減し、資源循環を実現することを目的としています。プラスチックの実用性を維持しながら、材料、生産プロセス、リサイクルシステムを改善することで汚染リスクを低減し、白色汚染に対処するための重要なソリューションとなっています。
1、環境に優しいプラスチックの分類と特徴
環境に優しいプラスチックは、環境特性に基づいて、生分解性プラスチック、リサイクルプラスチック、バイオベースプラスチックの 3 つのカテゴリに分類され、それぞれ独自の特性と用途シナリオがあります。
分解性プラスチック
生分解性プラスチックは、土壌、海水、堆肥化条件などの自然環境で微生物によって二酸化炭素、水、無害な物質に分解されるため、長期的な残留汚染を回避できます。
ポリ乳酸（人民解放軍）：トウモロコシやサトウキビなどの植物性デンプンから作られ、高い透明性と従来のプラスチックと同様の機械的特性を備えています。包装フィルムや使い捨て食器などに適していますが、耐熱性が低い（通常60℃を超えることはありません）。
ポリブチレンアジペート/ポリブチレンテレフタレート（PBAT）：優れた柔軟性を有し、PLAと混合することで脆性を改善できます。農業用フィルムやゴミ袋などに広く使用されています。堆肥化条件下では3～6ヶ月で完全に分解されます。
ポリヒドロキシアルカン酸（PHA）：微生物発酵により生産され、生体適合性に優れているため、医療分野（手術用縫合糸など）で使用でき、海水環境で分解できるため、海洋関連の包装にも適しています。
リサイクルプラスチック
再生プラスチックは、廃プラスチックを洗浄、粉砕、溶解、成形などの工程を経てリサイクルすることで、資源の循環と原油消費量の削減を実現します。
物理的リサイクルプラスチック: 廃棄プラスチックを直接処理します。バージンプラスチックよりも性能は若干劣りますが、ゴミ箱やリサイクル繊維生地などを作るのに使用できます。
ケミカルリサイクルプラスチック：プラスチックを化学的にモノマーに分解することで再重合し、原料に近い特性を持たせることができます。食品包装など需要の高い用途に適しており、リサイクルされたPETボトルは飲料包装に広く使用されています。
バイオベースプラスチック
バイオベースのプラスチックは、デンプン、植物油、わらなどの再生可能なバイオマスから作られており、化石資源への依存を減らし、部分的に生分解性があります。
デンプンベースのプラスチック: 低コストで加工しやすく、包装材を作るために他の材料と混合されることが多いが、耐水性が低い。
バイオベースの 体育/ペット: バイオマス発酵によって生成されたエチレンまたはテレフタル酸から作られ、従来の 体育/ペット と同等の性能とリサイクル性を備え、炭素排出量を削減します。
2、環境に優しいプラスチックの生産プロセスと技術革新
環境に優しいプラスチックの生産は、緑化と低炭素化に重点を置き、原材料の調達と加工の際のエネルギー消費と汚染物質の排出を削減します。
原材料の革新
生分解性プラスチックとバイオベースプラスチックは、原油への依存から脱却し、植物の光合成によって蓄積された炭素資源を活用することができます。例えば、PLAの製造では、トウモロコシデンプンを原料とし、発酵させて乳酸に変換し、さらに重合させてポリマー材料を形成します。このプロセス全体で、従来のプラスチックと比較して二酸化炭素排出量を30%～50%削減します。
リサイクルプラスチックは、赤外線分光認識などの効率的な選別技術を通じてさまざまな種類のプラスチックを正確に分離し、その後のリサイクル処理に高品質の原材料を提供し、製品の性能に影響を与える不純物を回避します。
プロセス最適化
酵素触媒技術は、リパーゼを使用してPBATの重合反応を触媒し、反応温度とエネルギー消費を低減し、化学触媒の使用を最小限に抑えるなど、生分解性プラスチックの合成に広く使用されています。
ペット 解重合では超臨界水技術を使用するなど、化学再生プロセスではグリーン溶媒と触媒が使用され、有機溶媒を必要とせず、反応効率が高く、製品の純度が向上します。
3、環境に優しいプラスチックの応用シナリオ
環境に優しいプラスチックは、包装、農業、日用品、ヘルスケアなど、さまざまな分野に浸透し、徐々に従来のプラスチックに取って代わっています。
包装分野: 生分解性プラスチックバッグや食事用ボックスは食品配達やスーパーマーケットで人気があります。バイオベースの ペット ボトルは飲料や化粧品の包装に使用され、リサイクルされたプラスチックフィルムは宅配包装に使用されます。
農業分野では、生分解性農業フィルムは従来のフィルム残留の問題を解決し、作物の収穫後に自動的に分解し、土壌の圧縮を回避します。バイオベースの肥料袋は土壌と接触すると分解するため、廃棄物を削減できます。
日用品：デンプン質ゴミ袋、人民解放軍 製使い捨て食器、バイオベース繊維製衣料など、実用性と環境への配慮を両立。
医療分野では、PHA製の縫合糸は傷の治癒後に人体に吸収されるため、除去するための二次手術は必要ありません。また、分解性薬剤キャリアは薬剤を正確に放出し、自然に分解します。
4、課題と今後の動向
環境に優しいプラスチックは急速に発展していますが、依然として多くの課題に直面しています。
コストの問題: バイオベースのプラスチックや化学的にリサイクルされたプラスチックの製造プロセスは複雑で、従来のプラスチックよりもコストが高く、大規模な適用が制限されます。
性能の制限: 一部の生分解性プラスチックは、耐熱性、耐水性、機械的特性に欠陥があります。たとえば、人民解放軍 は高温で変形しやすく、熱い飲み物を入れるのに使いにくいです。
不完全なリサイクル システム: 生分解性プラスチックを従来のプラスチックと混合すると、リサイクル効率に影響を与える可能性があり、消費者はさまざまな環境に優しいプラスチックの分類を十分に理解していないため、リサイクルが困難になります。
今後、環境に優しいプラスチックは、高性能、低コスト、ライフサイクル全体の環境保護という方向に向かって発展していくでしょう。
材料の配合：PLAとPBAT複合材料など、ブレンドと共重合技術を使用して単一材料の欠陥を改善することで、優れた強度と柔軟性を兼ね備えています。
インテリジェントな分解: 特定の湿度と温度条件 (土壌など) でのみ分解を開始し、保管中および使用中に安定性を維持する、環境に応じた生分解性プラスチックを開発します。
閉ループリサイクルシステム：ブロックチェーン技術を組み合わせることで、プラスチックのライフサイクル全体のトレーサビリティを実現し、生産、消費からリサイクル、再生までの全プロセスを記録し、リサイクルの効率と透明性を向上させ、生産消費再生循環モデルを推進します。
環境に優しいプラスチックの開発は、材料技術の革新だけでなく、政策支援（プラスチック規制命令、補助金政策など）、企業の参加による協力、消費者意識の向上も不可欠です。技術の進歩と産業チェーンの改善により、環境に優しいプラスチックは、二酸化炭素目標の達成と持続可能な開発の鍵となる材料となり、人類社会のグリーンで低炭素なモデルへの変革を促進します。
