生物基材料是源自化石資源的材料的替代品。近年來,它們得到了越來越多的推廣。然而,鑒于該行業***近的發展,其真正的環境影響仍然相對未知。
生物復合材料由天然纖維和聚合物樹脂的木材或非木材纖維制成。由于它們的環保特性,它們在多個領域的使用正在增加。對減少全球變暖、環境破壞和污染的需求日益關注,導致科學界對開發環境友好和可生物降解的材料給予了極大的關注。因此,生物復合材料因其環境友好和可生物降解的特性而備受關注。
1、不同來源的影響
關于環境影響,有些觀點似乎是顯而易見的。如果我們只看碳足跡,很明顯,生物基材料比石油基材料更有益。但現實更為復雜,因為需要考慮許多變量。碳影響是一個眾所周知的指標,但我們還必須考慮污染、人類毒性、土壤或水污染或全球變暖的不同影響。
以汽車行業為例,如果對于同樣的功能,由生物基材料制成的零件重量更高,使用過程中則需要更多的能量,并且不一定是有益的。
有些點似乎更明顯,例如化石資源的消耗和對全球變暖的影響。植物材料在其生長過程中吸收CO 2 ,這賦予了它們不可否認的優勢。也就是說,它們的增長意味著對農業的影響,尤其是對土地利用的影響。
根據作物的類型,這可能會導致土壤污染。一般來說,生長所需的肥料和添加劑越多,某些影響的益處就越小。這帶來了一個石油基材料不存在的新問題。
“這總是一個妥協的案例,我們尋找改進流程或產品的方法,”研究人員說。 “植物,如亞麻或大ma,需要很少或不需要投入,因此是***。但就生態設計而言,材料只是其中一個需要改進的領域。”為了減少產品對環境的影響,減輕其重量并延長其使用壽命是關鍵。這可以包括產品的可修復性,甚至是新概念,例如優先使用產品而不是購買產品。
“還有一個生態常識問題, 如果我們研究一次性產品,可重復使用或可堆肥的材料將受到青睞,”JoanaBeigbeder說。一個研究課題包括可堆肥尿布和創可貼的開發,這是減少塑料污染的一個有希望的步驟。
2、生物復合材料市場
市場的細分:
生物復合材料按高分子類型分為:天然高分子復合材料和合成高分子復合材料。合成聚合物生物復合材料主導著生物復合材料市場。 PE、PP、ABS、PET、環氧樹脂和PC等聚合物用于生產生物復合材料。這些聚合物賦予生物復合材料各種特性,使其可用于不同的***終用途行業。
因此,與天然纖維(木纖維、纖維素、椰殼纖維等)結合的PP聚合物可用于交通運輸、建筑施工、船舶等***終用途行業。按***終用途行業:建筑、汽車、消費品、其他。汽車占據了***大的市場份額。汽車,包括轎車、公共汽車;火車;飛機;輪船是主要的交通工具。
生物復合材料可用于制造不同的汽車零件,例如輪胎、各種皮帶和軟管。這些零件用于制造汽車的其他零件,例如車身的內部和外部車身面板。因此,使用這些材料可確保車輛更輕、更安全、更省油。
市場洞察:
不斷提高的環境意識和不斷擴大的全球廢物問題正在鼓勵生物復合材料市場的增長。此外,有關使用環保產品的政府法規推動了生物復合材料市場的發展。歐盟 (EU) 強調在汽車內飾部件中使用可回收和可生物降解的部件,這將在預測期內促進生物復合材料在運輸***終用途行業中的使用。
預計這些法規將增加交通、建筑、電氣和電子以及其他***終用途行業對生物復合材料的需求。
3、竹纖維復合材料助力中國生物經濟發展
5月10日,***發gai委發布《關于印發〈“十四五”生物經濟發展規劃〉的通知》。規劃提到,培育壯大生物經濟支柱產業,促進竹纏繞復合材料技術發展,推動在城市綜合管廊等基礎設施建設中示范應用。
竹纏繞復合材料是以竹材的纖維為基體材料,以熱固性樹脂為膠黏劑,采用纏繞工藝制成的一種生物基復合材料。竹纏繞復合材料保持了竹材原有的物理特性,充分發揮了竹纖維軸向拉伸強度高和柔韌性好的天然優勢,將竹纖維的軸向拉伸強度應用至***大化,并在產品結構中形成無應力缺陷分布。
竹纖維復合材料技術是林業行業貫徹落實***對新興產業發展戰略部署的重要成果之一,符合***“資源可再生及綜合利用、生產過程節能環保、產品可固碳儲碳”等戰略導向,對于維護***能源與資源安全、推動綠色發展、兌現節能減排國際承諾、興林富民和貧困人口脫貧等具有重要意義。
4、預測潛在的影響
由于這些材料尚未在市場上占有重要地位,因此目前沒有沒有關于這些新興材料的焚燒、填埋或污染對環境的影響的數據。“為了估計這些影響,我們將它們與我們擁有數據的其他更知名的密切相關材料同化,以發展我們的假設,”研究人員解釋道。
今天一些生物基材料處于實驗室階段,仍然很難想象在工業階段會發生什么。然后研究人員進行預測:想象尚未上市的材料的情景,并分析這是否對環境水平有任何影響。此外,鑒于生物材料行業的近期性質,它們的生產將不如經過發展和改進的傳統石油基材料優化。這不利于新材料,因為它們需要經歷幾個發展階段。
這項研究對于開發傳統材料的可持續替代品至關重要,也是應對塑料污染挑戰的總體愿景的一部分。很多研究都集中在開發對環境影響較小的新材料上。
無論是研究生物復合材料等綠色復合材料對環境的影響,還是其應用,都對解決全球環境和資源問題具有非常重要的意義。