PE类快递塑料包装制品绿色化发展技术探析

魏风军

2020年1月19日，国家发展改革委及生态环境部联合发文《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，这是自2008年首次提出全国范围内的限塑令之后12年又一次重提限塑，因此业内人士多称此次《意见》为新版限塑令。近期，从国家邮政局获悉，国家邮政局将制定出台邮政业绿色发展行动计划（2021～2025），明确未来5年快递包装绿色治理的目标任务和路线图。据悉，塑料污染治理是快递包装绿色治理的突出任务。对于快递塑料包装制品而言，PE是在快递包装中用量最大的塑料品种之一，因此对于当前禁塑令背景来说，PE类快递塑料包装制品的绿色化发展已经提上日程，“禁塑令”的颁布或将倒逼快递包装尤其是PE类快递塑料包装制品领域的绿色化升级。本文试就此予以探析。

常见PE类快递塑料包装制品

根据中国邮政快递报社发布的《中国快递领域绿色包装发展现状及趋势报告》显示，我国快递业包装主要集中在快递运单、编织袋、塑料袋、封套、包装箱（瓦楞纸箱）、胶带以及内部缓冲物（填充物）七大类。其中纸类包装约占2/3、塑料包装约占1/3。塑料类包装材料主要包括塑料袋薄膜（不包括珠光袋和填充薄膜塑料）、编织袋、泡沫箱、珠光袋、胶带和填充塑料等，塑料膜袋类的占比在2/3左右。上述各类快递包装中，PE类快递塑料包装制品涉及颇多，主要有：

①快递袋类PE产品。快递袋的常见分类有快递胶袋、快递文件封、快递气泡袋、快递骨袋、快递编织袋等。快递胶袋具有成本低，重量轻等优点。快递文件封较快递胶袋具有平整、不易折坏的优点。快递气泡袋内附减震气泡膜，气泡膜中有无数小气泡，所以体轻、富有弹性，具有良好的减震性、抗冲击性、还有无毒、无味、防潮、耐腐蚀等优点。骨袋可用于各种小型物品的内外包装。用食品级的原料生产的自封袋可以存放各种小食品、茶叶、海产品等，防潮、防水、防虫、防止东西散落。快递编织袋环保性较强，并且回收力度较大，主要用于各种物品的成装和包装用，在工业方面用途广泛。普通快递袋一般是用LDPE作为主要材质生产，而京东采用了拉力好、承受力高的HDPE作为主要材质。

②缠绕膜类。缠绕膜是以高品质LLDPE等为基材，配加优质的黏稠剂，经过高温、挤压、流延，再经激冷辊冷而成，具有韧性强、高弹性、防撕裂、高黏性、厚度薄、耐寒、耐热、耐压、防尘、防水、有单面粘及双面粘等优点，在使用时可以节省材料、节省劳动力、节省时间。根据缠绕膜的特性目前使用的行业有工业、农业、仓储物流、建材、家用等多个行业，在大型快递产品运输中颇为常见。

③气泡膜类PE快递塑料包装制品。气泡膜是以高压PE为主要原料，再添加增白剂、开口剂等辅料，经230℃左右高温挤出吸塑成气泡的产品。是一种质地轻、透明性好、无毒、无味的新型塑料包装材料，可对产品起防湿、缓冲、保温等作用，由于其中间层充满空气，所以体轻、透明、富有弹性，具有隔音、防震、防磨损的性能，广泛用于电子、仪表、陶瓷、工艺品、家用电器、自车行，厨房、家具和漆品制品、玻璃制品及精密仪器等抗震性缓冲包装。可制成气泡袋、气泡牛皮紙信封袋、汽车太阳挡、隔热座垫、隔热保温材料等。

④气柱袋类PE快递塑料包装制品。气柱袋又称缓冲气柱袋、充气袋、气泡柱袋、柱状充气袋，是21世纪使用自然空气填充的新式包装材料。全面性包覆的气柱式缓冲保护，将产品运输损失率降至最低。空气包装袋，系利用LLDPE及NYLON贴合或共挤方式，具有抗拉伸及均衡特性，表面印刷性佳，属于医疗级基材，透过连续性压合，形成不透气的充气柱，机器将防护膜制成气柱保护袋。运用物理原则，一次充气，全排充满，自动锁气，形成潜水舱，遇到破损，只有破损的单根气柱部分失效，其余气柱完全不受影响，仍然维持保护效果。提供长时间储运不漏气的抗震保护，气柱式全面性包覆的缓冲保护，将损坏率降至最低。

⑤EPE珍珠棉发泡材料。EPE在我国还是近10年崛起的一种新型塑料制品材料。它是由聚乙稀塑料粒子经过加温、熔化、挤压、催化、发泡形成珍珠棉状发泡片材的塑料材料。该材料的特点是隔音、隔热、耐冲击、防摩擦、防震、防水、防腐、防潮、防变形、无毒、无异味、轻松软等。它可制成0.5～13mm的片材状材料，也可以通过复合和复膜制作各种包装用材和填充用料。EPE在快递行业主要作为缓冲材料应用。

上述PE类快递塑料包装制品对于物流快递的应用来说，实际上也是属于一次性包装的范畴，用户在打开快递取出产品之后，该PE类快递塑料包装制品就会被作为垃圾丢弃了。当前，国内的禁塑令对于快递包装来说，是对其有要求的，而邮政业绿色发展行动计划也对快递包装用塑料制品提出了要求。与此同时，中国的大型快递公司，如顺丰、圆通等，目前都在进行其国际化的布局;上述的PE类快递塑料包装制品一旦进入国际市场，就会牵扯到来自东南亚、欧盟、美国、加拿大、澳大利亚等国家的禁塑令要求。基于此，PE类快递塑料包装制品企业，在考虑禁塑令的要求时，应立足于我国实际，考虑国外禁塑令及绿色化要求对于快递行业的冲击，提前对PE类快递塑料包装制品的绿色可持续发展进行技术储备，未来便于应对国内外的要求。

PE类快递塑料包装制品绿色化发展技术

目前，上文所述的PE类快递塑料包装制品主要涉及各类PE塑料的整合应用，如LDPE、LLDPE、HDPE、EPE等，禁塑令的颁布使得快递业塑料制品的绿色化发展技术的开发与应用创新成为热点。

目前，可见的快递包装绿色化制品的开发，一种是采用可生物降解的材质取代PE，可用的可降解材质大都基于聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）、聚羟基脂肪酸酯（PHA，Polyhydroxyalkanoates）、聚碳酸亚丙酯（PPC）、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯（PET）等，生物可降解塑料产品大都基于上述一种单一聚合或几种材质共混聚合而成。除此之外，还有部分牛皮纸、无纺布等生物可降解材质替代原始的PE塑料制品。

然而在目前的PE类快递塑料包装制品应用中，都有相关性能的要求，比如气泡膜、气柱袋类产品要求对于气密性的保持，阻隔性要求，力学性能的要求等;缠绕膜类部分领域要求150°缠绕加工;同时上述技术思维中以可降解材质取代PE还有很大的成本压力，一般采用可降解材质取代PE所生产的产品成本是原有PE产品的2～3倍，这对于PE类快递塑料包装制品的应用端客户来说有很大的压力，这也是诸多大型应用端客户迟迟不愿步入生物可降解材质应用的主因。

基于此，大多数的生物可降解材质应用，很难具备原有PE类快递塑料包装制品应用所要求的阻隔性、气密性以及可高温加工性。因此，结合PE类快递塑料包装制品的应用实际、性能要求、加工及物流存储，从成本及使用的简易性、性能要求满足等上，建议快递公司、PE类快递塑料包装制品生产商采用厌氧微生物降解技术，与公司原有PE类快递塑料包装制品技术体系予以整合，满足产品降解及性能、加工性、存储性等的系统化要求，满足全球“禁塑令”的要求和邮政业绿色发展的要求。

洛阳绿之汇塑料降解科技有限公司的AdmPro?厌氧微生物降解母粒是一种有机添加剂，由传统塑料注入厌氧有机助剂制成，该助剂通过有细菌引起的化学活动把塑料引入生物降解阶段，最后只留下自然气体和生物能量。添加AdmPro?厌氧微生物降解母粒后塑料能够通过厌氧消化在垃圾堆填区里进行生物降解，支持海洋降解。

AdmPro?厌氧微生物降解母粒通过一系列的化学和生物程序把塑料引进微生物降解的厌氧环境里（该程序称为生物同化）。允许微生物制造一种生物膜结构来渗透塑料。该生物膜只在无氧/厌氧的情况下形成，即垃圾填埋场和深海环境中;同时有助于扩大分子结构，为微生物制造更大空间并在聚合物链上发出吸引其他微生物的化学信号来进食塑料，提升了微生物降解速率。

大自然中的厌氧微生物降解时刻在发生，因为过程是相对缓慢的，所以不容易被察觉，但是，添加了AdmPro?厌氧微生物降解母粒的固体有机物PE塑料可以大大加快该过程，它让PE塑料以更高的速率完成生物降解过程。让塑料制品仅产生二氧化碳、沼气（甲烷）和腐殖质（有机质），这与有机质相同的生物过程和残留物是相同的。其降解实现过程包括如下：

有氧阶段：在此阶段，酶和分解化学物质充当覆盖PE塑料的生物膜的催化剂。在这段时间内，好氧微生物逐渐形成，垃圾中的水分不断积聚。标准PE塑料的吸湿能力相对较小，但AdmPro?厌氧微生物降解母粒会导致进一步溶胀，从而削弱聚合物键。这为微生物生长创造了分子空间，可以进行需氧降解，在此过程中，氧气转化为二氧化碳。

厌氧，非甲烷化阶段：氧浓度充分降低后，开始进行厌氧过程。在初始阶段（水解），微生物菌落会吞噬颗粒，并通过酶促过程将大分子聚合物还原为更简单的单体。AdmPro?厌氧微生物降解母粒导致PE聚合物链的额外溶胀和张开，并增加了群体感应。这进一步激发了微生物以增加其定殖和聚合物链的消耗。随着时间的流逝，发生酸反应，其中简单的单体被转化为脂肪酸。在此阶段，二氧化碳的产生迅速发生。

厌氧，产甲烷的非稳态阶段：微生物菌落继续生长，吞噬了PE聚合物链并创造了越来越大的分子空间。在该阶段，发生产乙酸，将脂肪酸转化为乙酸，二氧化碳和氢。随着这一过程的继续，CO2速率下降，制氢最终停止。

厌氧，产甲烷的稳态阶段：分解的最后阶段涉及产甲烷。随着微生物菌落继续吞噬掉PE聚合物的其余表面，乙酸盐转化为甲烷和二氧化碳，并消耗了氢气。这个过程一直持续到剩下的元素是腐殖质为止。这种高营养的土壤为微生物创造并改善了环境，并增强了分解的最终阶段。

在PE类快递塑料包装制品绿色化发展方面， AdmPro?厌氧微生物降解母粒可以添加到PE类快递塑料包装制品的原料中，实现微生物降解，其不改变原有PE类塑料制品的设备和工艺，不影响其理化性能，能很好地适应上述各类PE类快递塑料包装制品的各类性能要求，是当前PE类快递塑料包装制品绿色化发展中较为可靠的降解升级技术。

表1以PE为例，是在PE膜生产环节加入AdmPro?厌氧微生物降解母粒，经过国际知名检测机构-天祥集团检测，其45天生物降解率为7.15%，其不影响PE的性能，不需要改动设备和工艺。表2是LDPE袋的降解测试报告，依据美标ASTMD5511，其856天，生物降解率为86.4%，满足中国国家标准GB/T20197-2006、美國标准ASTMD551的要求。

结束语

综合以上，过去的多年里，伴随着中国电商物流快递的迅猛发展，PE类快递塑料包装制品在快递包装中承担着重要的材料角色。在当前邮政业绿色化发展计划以及新版禁塑令的要求下，对于PE类快递塑料包装制品的绿色化发展提出了更高的要求，相信未来会有更多可行的PE类快递塑料包装制品的绿色化技术，“绿色化”是破解快递塑料包装白色塑料污染的治本良策，我们拭目以待。

作者单位：河南科技大学包装工程系

责任编辑：王蕾 wl@cprint.cn