科普|无纺布:假装是“布”的塑料

admin 1个月前 (07-09) 最新资讯 112 0

  什么,无纺布不是布?

  环保袋也是塑料制成的?

  丢弃在户外的湿巾无法像餐巾纸一样降解?

  生活中常见的无纺布及制品,你真的了解吗?

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  图 | ssyer.com

  生活中的无纺布

  无纺布是我们生活中常见的一种材料,被广泛使用在各种生活产品里。按应用要求,无纺布可分为耐用型和一次性应用型两大类。耐用型无纺布可以多次使用,具有一定的使用寿命,在服装、家装、农业、工业等领域有广泛的应用。比如,近些年来很火的环保袋,许多都是由无纺布制成。

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  无纺布制成的时尚环保袋 图 | 淘宝网

  一次性应用型无纺布也很常见,清洁用的湿巾、疫情期间人人必备的口罩、袋泡茶的茶包、婴儿的纸尿布...

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  湿巾:主要原料包含无纺布 图 | 淘宝网

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  最里层与最外层都是无纺布材质的口罩 图 | 淘宝网

  无纺布是布吗?

  无纺布,规范叫法是非织造布。我国国家标准GB/T 5709——1997《纺织品 非织造布 术语》将非织造布定义为:“定向或随机排列的纤维,通过摩擦、抱合、或粘合,或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫,不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物以及湿法缩绒的毡制品。所用纤维可以是天然或化学纤维;可以是短纤维、长丝或当场形成的纤维状物。”[1]

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  彩色无纺布 图 | Wikipedia

  其中,“布”字可能会让人以为其原材料为天然材质,但实际上,用于生产无纺布的三大纤维为聚丙烯(占总数的63%)、聚酯(占总数的23%)和粘胶纤维(占总数的8%),剩余2%为丙烯酸纤维、1.5%为聚酰胺、2.5%为其他纤维[2]。

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  图 | 中国产业信息网

  其中,粘胶纤维为天然纤维的加工物,而聚酯、聚丙烯、丙烯酸和聚酰胺纤维都属于化学纤维,也是合成塑料的主要聚合物成分。由这些化学纤维制成的无纺布都属于塑料制品。由此可见,市场上绝大多数(89.5%)无纺布都属于难降解的塑料制品。

  摆摆小知识

  聚丙烯:简称PP,一种半结晶的热塑性塑料,常见的高分子材料之一,常用于纺织品、文具、塑料部件的生产。

  聚酯:俗称“涤纶”,是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,简称PET,属于高分子化合物。

  丙酰胺:丙烯酰胺通常被用作合成聚丙烯酰胺,此聚集物可作为水溶性增稠剂,用于污水处理、造纸、矿石处理、布料之免烫处理等。

  聚酰胺:高分子材料之一,简称PA,可天然合成与人工合成,常见于纺织品、地毯、运动装等。

  粘胶纤维:简称粘纤,又名黏胶丝,其主要原料是化学浆粕,包括棉浆粕和木浆粕两种,通过化学反应将天然纤维素分离出来再生而成。

  从湿巾的产品全生命周期看无纺布的一生:它真的环保吗?

  在网络上,有人称无纺布“易分解、无毒无刺激性、可循环利用、不污染环境”,为“新一代环保材料“、“保护地球生态的环保产品“,然而事实真的如此吗?

  我们以无纺布的代表性制品湿巾为例,从整个产品生命周期:原材料获取、加工、制造、销售、使用和废弃处理的角度对此进行客观分析。

  制造湿巾的无纺布多为聚酯纤维[3],而聚酯纤维作为合成化石基纤维,同其他塑料家族成员一样,由石油、天然气或煤等不可再生的化石原料加工而成。化石原料经过一系列加工得到聚酯熔体,熔体纺丝后得到聚酯纤维[4]。

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  聚酯短纤维 图 | 来源于网络

  每年全世界将近7,000万桶石油用于制造聚酯[5],生产聚酯所需的能源是生产棉的两倍以上。另外,聚酯的生产需要使用有害化学物质,包括致癌物质,由于大多数聚酯是在中国、印度尼西亚等环境法规宽松的国家生产,生产废料的排放可能会产生较多的环境影响[6]。

  与纺织料不同的是,无纺布不需要针织,也不需要纱线,而是将纤维直接通过物理或化学的方法粘合在一起的[7]。常见的无纺布加工工艺有水刺法、热合法、纺粘法、熔喷法等。目前,市场上的湿巾主要为水刺无纺布[8],即通过水刺工艺将纤维原料加工成无纺布

  水刺无纺布湿巾具有柔软、不易掉屑等优点,但在生产过程中,其耗电量高,耗水、耗蒸汽量大,工业耗能很高[9]。

  摆摆小知识

  水刺无纺布:将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上,使纤网加固并相互缠结而成。

  热合无纺布:在纤网中加入纤维状或粉状热熔粘合加固材料,纤网再经过加热熔融冷却加固而成。

  纺粘无纺布:在聚合物已被挤出、拉伸而形成连续长丝后,长丝铺设成网,纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法,使纤网变成无纺布

  熔喷无纺布:采用高速热空气流对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸,由此形成超细纤维并收集在凝网帘或滚筒上,同时自身粘合而成。

  近年来,湿巾市场持续快速发展,至2017年,登记在册的湿巾生产企业已达739家。湿巾的种类、用途不断拓展,但湿巾的基材仍以水刺无纺布为主,生产棉纤维、竹纤维等天然纤维湿巾的企业较少[10][11]。

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  棉纤维湿巾 图 | 全棉时代

  湿巾作为一次性清洁卫生用品,“用后即弃”的使用方式在带来便利的同时也增加了资源消耗,给我们带来更多的垃圾。

  虽然塑料制品可以回收利用,但使用过的湿巾已被污染,是无法回收再生的。废弃湿巾在垃圾分类中属于干垃圾,对干垃圾的处理通常采用填埋、焚烧等方式。填埋塑料垃圾产生的垃圾渗滤液会对土壤、水体造成污染;而在另一种垃圾处理方式——垃圾焚烧中,塑料制成的无纺布在燃烧时也会产生致癌物二噁英、酸性气体等污染[12]。

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  填埋场即使进行了防渗处理也容易发生防渗层破裂的问题

  图 | 来源于网络

  总体来说,不论是进行填埋还是焚烧处理,无纺布湿巾作为一种塑料废物都具有一定的生态毒性。

  因化学性质稳定,塑料制成的无纺布是难以在自然环境中降解的。部分消费者因为环境意识薄弱、对无纺布真实材料具有认知偏差(认为无纺布可降解)等原因,将湿巾抛弃于自然环境中,这些残留在自然环境中的无纺布湿巾,可能需要100年才能降解[13]。同时,它们可能被动物误食,导致动物患病或死亡,对动物的生命安全产生威胁。而在降解过程中,聚酯无纺布湿巾在风吹日晒的作用下,可能变成次生微塑料——一种更加棘手的塑料污染物,对整个生态链产生巨大的威胁。

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  在河流与海洋中都能发现微塑料的身影 图 | zmescience

  总结来说,一块聚酯无纺布湿巾从摇篮到坟墓,会对生态造成诸多方面的负面影响。

  在原材料的开采与加工中,会消耗不可再生的化石能源,以及造成可能的废料排放污染;

  在湿巾制造中,会大量耗能,包括消耗大量水资源;

  在销售与使用中,因其一次性使用特性,会增加垃圾的产生;

  在废弃处理上,首先因其产品特性,难以进行回收再生;其次在填埋、焚烧过程中,会造成土壤、水体与空气污染;

  对于失控而流入自然环境中的废弃无纺布湿巾,它们是难以自然降解的,会对动物,甚至整个生态系统造成危害。

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  沙滩上的湿巾 图 | Marine Conservation Society

  当然,我们也需要看到无纺布的优点,它的发明降低了成本,提高了生产效率,为我们的生活带来了诸多便利。而随着无纺布工艺、垃圾处理技术等的发展,单位无纺布对环境造成的危害也在逐渐减少。

  在此,我们并不评判无纺布的优劣,只是对其可能的环境影响进行阐释。另外,本文仅就无纺布对环境的影响进行了简单的分析,如若想得到更为严谨、量化的结果,需要采用生命周期评价方法(Life Cycle Assessment)进行系统的评估。

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  LCA概念图 | ZeroWaste.ie

  看到这里,你应该更了解无纺布了吧?虽然叫着“布”的名字,但绝大多数无纺布都是塑料制品,并不那么人畜无害。无纺布对环境的影响需要我们更多的关注。

  摆摆小建议

  作为消费者,在生活中我们应该怎么做呢?

  1、在购买商品时,多关注其成分说明,积极了解商品的材质,如是否使用无纺布、所使用的无纺布是由天然纤维还是化学纤维制成;

  2、理性消费无纺布商品,减少消费塑料无纺布商品,可更多考虑使用天然纤维的无纺布制品;

  3、增加耐用型无纺布制品的使用次数,如提高单个环保袋的使用次数,减少获取新的环保袋;

  4、做好垃圾分类,不随意将无纺布制品丢弃在自然环境中。


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