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图解聚乳酸(352)聚乳酸性能之生命周期评价(10)聚乳酸与聚乙烯环境影响的比较

(2021-05-25 08:37:04)
标签:

聚乳酸

性能

分类: 图解聚乳酸


聚乙烯是人类使用最广泛的一类通用树脂,因其性能稳定,产品种类多,价格便宜一直受到人们的青睐。对聚乙烯进行全生命周期分析,得到生产 1t 聚乙烯的归一化结果,并将其与聚乳酸的环境负荷进行对比,如下图所示。

图解聚乳酸(352)聚乳酸性能之生命周期评价(10)聚乳酸与聚乙烯环境影响的比较

 

从图中可以看出PLA的光化学效应、温室效应和不可再生资源消耗都比 PE 小,但在人体健康损害和酸化效应方面较 PE 大,在总的环境负荷方面 PLAPE28.57%。聚乳酸以可再生的植物资源为原料,其消耗的不可再生资源主要是化石能源的消耗,而聚乙烯则以不可再生的石油为原料,因此在不可再生资源消耗上聚乳酸的环境负荷小;植物生长会吸收大量的温室气体 CO2,这是造成 PLA能耗高而温室效应小的原因;尽管植物吸收了大量的 CO2,但由于 PLA 高能耗造成化石燃料排放的 NOxSO2和粉尘较 PE 大,所以酸化效应和人体健康损害 PLAPE 大;由于 PE 生产过程中有部分乙烯直接排放到空气中,这是 PLANOx 排放高,而光化学效应却小于 PE 的主要原因。

图解聚乳酸(352)聚乳酸性能之生命周期评价(10)聚乳酸与聚乙烯环境影响的比较
    尽管目前 PLA 的环境负荷较 PE 高,但 PLA 是一种新兴的材料,其生产技术还有很大的改进空间,因此 PLA 的全生命周期环境负荷也有很大的改进空间。如制糖过程只需要 33%的淀粉乳,而成品淀粉含水14%以下,淀粉在干燥前含水 60%,如以 78kWh/t 蒸发量的蒸发效率计算,生产干重 1t 的成品淀粉将多投入104kWh 的电力;乳酸发酵需要 60%的葡萄糖液,而成品糖含水 9.5%以下,葡萄糖生产过程中的初糖液含水 70%,因此投入 1t 成品葡萄糖比半成品要多蒸发 0.56 吨水,以每千克蒸发量耗 1Mpa蒸汽 0.38kg 计,将多投入燃料油 16.22kg。将两部分节能量引入到 PLA 清单后, PLA PE 的环境负荷如上图所示。

    从图可以看出 PLA 的各种环境影响都有所下降,人体健康损害降低了 84.78%,光化学效应降低了35.53%,酸化效应降低了 16.03%,温室效应降低了35.82%,不可再生资源消耗降低了 2.96%,尽管 PLA的总的环境负荷仍较 PE 大,但也只高了 0.98%

 由上可知,需要进一步改善聚乳酸生产规模和工艺才能减少PLA对环境的影响。

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