模塑纤维/纸浆产品(MFP)介绍及与EPS的比较

本博客重点介绍模塑纤维/纸浆制品 (MFP),它是一种可持续的绿色塑料替代品,其发展受到环保意识增强和塑料污染问题日益严峻的推动。本文概述了 MFP,涵盖其原材料来源、制造工艺、应用和环境可持续性。


1. 塑料及其相关问题

塑料虽然成本低廉、性能卓越,但由于其不可生物降解的特性,对环境构成了重大威胁。全球塑料年产量已达3.8亿吨,其中很大一部分为一次性使用。迄今为止,全球生产的塑料中只有约9%被回收利用,大部分被填埋或堆积在自然环境中,尤其是在海洋中。这种污染严重影响着海洋生态系统和动物健康,而微塑料则可能通过食物链对人类健康构成威胁。

包装中常用的塑料:

塑料类

比重

产量百分比(%)

典型产品及产地

低密度聚乙烯(LDPE、LLDPE)

0.91-0.93

21

塑料袋、六罐装饮料环、瓶子、网、吸管

高密度聚乙烯(HDPE)

0.94

17

牛奶和果汁壶

聚丙烯(PP)

0.83-0.85

24

绳子、瓶盖、网

聚苯乙烯(PS)

1.05

6

塑料餐具、食品容器

尼龙(PA)

1.05

3

网和陷阱

热塑性聚酯(PET)

1.37

7

塑料饮料瓶

聚氯乙烯(PVC)

1.38

19

塑料薄膜、瓶子、杯子

醋酸纤维素(CA)

不适用

不适用

香烟过滤嘴


2. 纤维素纤维来源

MFP 由天然纤维制成,包括木浆、再生纤维以及小麦或稻草等农业废弃物。再生纤维成本效益高,生产能耗低于原生纤维。原生纤维和再生纤维的混合使用是平衡质量和成本的常见做法。


3.制造工艺

生产过程包括纸浆制备成型。纸浆的制备是通过收集、再制浆和清洁回收的瓦楞纸板箱或加工原生纤维来实现的。成型过程包括真空成型和干燥。两种主要的干燥技术是

干压(普通成型)和湿压(热成型)。

制造工艺比较:

方法

优势

缺点

湿压机

表面质量高,拔模角小

加热效率低,生产率低

干压

加热效率高、生产率高、生产成本低

表面质量差、拔模角大、气味难闻

本文根据生产工艺和密度将MFP分为四类。从1类(厚壁)到4类(加工型),质量和价格依次递增。

三类纸浆模塑制品的特点:

类别

厚度

材料

表面属性

典型应用

类型 1

2-5毫米

回收瓦楞纸箱

一面光滑,一面粗糙

易碎和重型产品

类型 2

1-2.5毫米

甘蔗渣

两面光滑,尺寸精度更好

餐具及电子产品、化妆品

类型 3(热成型)

2-4毫米

木浆、竹浆

尺寸精度好,光滑

健康与美容、电子产品和消费品 产品

可以使用添加剂来增强防水等性能。

防水添加剂:

基材

添加剂

再生纸浆

硅藻土和膨润土

软木浆

低分子量高阳离子混凝剂,然后是高分子量阴离子絮凝剂

未漂白牛皮纸浆

空果串棕榈油(EFB)和烷基烯酮二聚体(AKD)


4. 应用与创新

MFP 被广泛用作工业包装、一次性用品和食品相关产品的塑料替代品。它们在工业包装中尤其有效,可以替代发泡聚苯乙烯 (EPS),提供同等的保护,同时完全可回收和生物降解。

模塑纤维与发泡聚苯乙烯(EPS):

特征

模塑纤维

每股收益

材料

植物纤维

石油基聚苯乙烯

环境

完全可回收和可生物降解

不可生物降解,面临禁令

成本

稳定的成本基础

不稳定,与油价挂钩

保护

出色的振动和缓冲

良好的振动和缓冲

船运

产品巢

产品很少嵌套

温度

不受极端温度影响

温度影响柔韧性

创新的重点是使用更多替代纤维来源、提高成型效率以及通过涂层和添加添加剂等后处理增强产品功能。

参考:

[1] Berg P, Lingqvist O. 未来十年的纸浆、造纸和包装:转型变革[J]。麦肯锡公司,2019, 8(7): 2019。

[2] Zhang Y, Duan C, Bokka SK 等。模塑纤维和纸浆产品作为塑料的绿色和可持续替代品:一项简述[J]。《生物资源与生物制品杂志》,2022, 7(1): 14-25。

[3] Gurav SP, Bereznitski A, Heidweiller A 等。纸浆包装的力学性能[J]。复合材料科学与技术,2003, 63(9): 1325-1334。

返回博客