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经认证的可循环及可再生材料技术——用于个人卫生用品无纺布的新型可持续高纯度聚合物
SABIC特别专题报道,到2050年,全球人口预计将达到97亿,并仍在持续增长并迈向老龄化。因此,人类对由塑料无纺布生产的个人和医用卫生产品的依赖将进一步增长。靠有限的化石资源无法长期满足这一需求。


为应对这一挑战,沙特基础工业公司(SABIC)发起了TRUCIRCLE™项目,并在无纺布专用的PURECARES™聚烯烃系列产品平台中推出了经认证的可循环和可再生聚合物的新材料。今后,塑料垃圾也将成为环保解决方案的一部分。

这听起来有点不可思议,但SABIC正在与主要价值链伙伴合作展开两个重要项目,从而推动塑料循环经济的发展。
 

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图片来源:SABIC

全球大趋势推动下,卫生用品行业正在寻找全新的解决方案,在为消费者带来便利性和功能性的同时,促进产品的可持续性、安全性和成本效益。2020年,个人卫生用品市场规模已超过1000亿美元,同比增长7%1。

这一市场不断扩大的背后主要有两方面的原因,首先是全球人口即将突破100亿大关,并且随着营养的改善和医疗水平的提高,人类的预期寿命也越来越长。尽管未来人口增长曲线可能趋于平缓,但到2050年,预计全球人口将达97亿,其中包含20亿老年人2。
 
在人口增长的同时,女性劳动力不断壮大,消费者购买力也日益提升。此外,随着人们卫生意识增强,个人卫生已被认为是预防疾病和促进健康的重要手段。因此,卫生用品市场对于无纺布的需求随之不断攀升,因为无纺布在技术性能、制造成本、柔软度、纯度和吸湿性等方面拥有诸多优势,能够最大限度地为消费者提供便利和舒适性。

无论是婴儿护理用品、卫生巾、成人尿布,还是一次性医疗用品和手术服,无纺布的应用十分广泛,并可根据不同材料选择来决定产品的性能和纯度。此外,无纺布材料还需遵循严格的安全规定,而品牌所有者和加工商都面临着全球市场的激烈竞争,因而成本控制也是他们考量的重要因素之一。
 
SABIC致力于与价值链合作伙伴共同应对这些趋势和挑战,通过不断提高产品质量和性能标准,开发新型材料和工艺解决方案,为行业创新和共同繁荣做出贡献。作为率先推出的举措之一,公司面向无纺布和卫生薄膜应用开发了PURECARES™ 聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)系列聚合物。
 
技术关爱你我

个人卫生和专业卫生产品都和护理相关,而安全的卫生护理产品需要非常纯净,不含任何有害成分。“PURECARES”这一品牌名称本身就彰显了这些特征。该系列材料采用不含邻苯二甲酸盐、过氧化物和三(壬基苯基)磷酸盐的聚烯烃技术,符合严格的卫生法规,可帮助加工厂生产出高纯度的无纺布和卫生薄膜材料。
 
消费者体验到的舒适度和柔软度因文化偏好不同而有所差异,因此,为不同地区设计和生产卫生产品时必须考虑到这一点。例如:在欧洲和北美,人们认为柔软就是像棉花般的感觉,纤维蓬松而卷曲。

相比之下,大多数亚洲人则喜欢丝般光滑的表面。SABIC针对不同的市场需求提供了不同触感的解决方案,包括皮芯结构双组分PP/PE,改性单组份PP以及软触单组份PP。
 
用于轻质无纺布的PURECARES系列PP纤维牌号产品可应用于最新的Reicofil纺粘和熔喷生产工艺3。具有超高熔体流动性的全新PP产品带来了高度的纤维均匀性、高阻隔性和透气性,从而提高了消费者的舒适度。它以颗粒形式供应,便于处理和储存,并能在高速生产线上展现出良好的加工性能。

多种经过行业验证的聚烯烃可应可用于流延和吹塑工艺生产卫生卷材及复合膜,并为产品提供理想的底层和顶层,如水密性、透气性和弹性。图1显示了结合这些优点的典型无纺布结构在婴儿尿布中的应用。
 

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图1 SABIC® PP无纺布应用案例
表层(A)和采用SMS/SMMS结构的吸收层(B),与PE、膜复合的底层(C)*S = 纺粘,M = 熔喷。(资料来源:SABIC)

除了强大的功能性、舒适性、高效加工性及合规性之外,无纺布产品的创新还必须满足日益增长的环境兼容性和可持续性要求。这就需要开发能够解决塑料垃圾问题的创新解决方案,并支持塑料行业从线性经济向循环经济的转变。
 
化学成就你我

塑料垃圾被视为危害地球环境的最大挑战之一。事实上,塑料相对其他材料的诸多优势不容忽视,而通过推广塑料垃圾的回收利用和再循环的先进解决方案,能够最大限度地减少并有效管理塑料垃圾,从而获得经济上的回报。

塑料具有轻质、坚硬、柔软、纯净、安全、高成本效益和审美等多方面的优势,因此仅用于单一应用就被废弃十分可惜。此外,在一个高度循环的经济中,塑料甚至可以通过减少温室气体排放,为遏制气候变化做出重大贡献。
 
两年前,SABIC启动了TRUCIRCLE™项目,旨在通过创新材料和服务引领行业转型,开发并推出更多可持续应用。

该项目基于两大支柱:首先,通过推出一系列由物理回收、经认证的循环和可再生产品,帮助减少化石能源消耗,最大限度地减少浪费。同时,公司也推出了许多支持循环产品设计的服务和有利于闭环经济的举措。
 
该系列中获得认证的聚合物材料基于质量平衡核算系统,符合广泛认可的国际可持续性和碳认证计划(ISCC PLUS)的要求。质量平衡计算通过遵循预先设定的透明规则,对复杂供应链中从原料到终端应用的材料流向进行追踪。

它实现了所有参与方在整个供应链中的可追溯性,也使品牌所有者能够对这些材料制成的最终产品所带来的可持续益处进行宣传和量化。图2说明了质量平衡在推动循环经济方面的重要作用。
 
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图2
符合 ISCC 标准的回收和可再生原料的物料平衡,对新技术的使用及推广以及将行业从线性转变为循环经济方面起到至关重要的作用。(资料来源:SABIC)

SABIC经认证的可循环聚合物和可再生聚合物的生产规格和特性,与供应商用于无纺布的原生材料相同,且不会牺牲产品的质量和纯度。因此,这些产品能轻松用于现有生产流程,为新应用提供可持续的选择,帮助加工商和终端用户实现可持续发展的目标。

经认证的可循环牌材料基于化学回收技术,将混合塑料废料转化为热裂解油,然后作为原料用于生产新的聚合物。经认证的可再生材料来自第二代生物基原料,不与食物链直接竞争。这两项技术能够助力减少全球变暖和化石原料消耗,已接受了公司内部“从摇篮到大门”和生命周期评估,并且通过了ISO 14044标准的严格审核。
 
PURECARES系列产品已开始引入几款经过ISCC Plus认证的纤维和薄膜材料牌号,但仍需寻求与价值链上的合作伙伴通力合作,开发出成功可商业化的无纺布工艺和应用。
 
携手合作,推动材料闭环

SABIC与全球最大的卫生纺粘无纺布制造商之一Fibertex Personal Care合作,使用经ISCC PLUS认证的可循环PP聚合物,推出了一系列面向卫生用品市场的高纯度无纺布产品。

其中,PURECARES™材料的回收原料来自消费后的塑料垃圾。由此产生的经认证的可循环无纺布,将成为全球卫生用品行业中第一款基于回收塑料的无纺布产品,并能在不影响转化率、材料特性或最终产品性能的情况下用于现有的下游工艺中。

此次合作是SABIC向更可持续的供应链迈出的重要一步,它将逐步取代无纺布中的化石资源,并将卫生用品市场纳入塑料循环经济中。
 
在另一个项目中,德国弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute UMSICHT)、SABIC和宝洁公司(P&G)合作开发并展示了一种先进的无纺布口罩闭环回收工艺。

新冠疫情爆发后,全世界一次性口罩用量达到数十亿个。尽管用可持续的方式处理如此大量的塑料垃圾十分困难,但如果简单地将其扔到垃圾填埋场或焚烧厂处理,更会造成这些宝贵原料的巨大浪费。因此,三家公司开始携手探索如何将使用过的口罩有效地回收到新口罩生产链中。
 
当然,对于这种可能被污染的一次性个人卫生用品,回收需要遵循严格的卫生标准,这是传统收集和物理回收方式无法满足的。

作为试点项目的一部分,宝洁公司在其位于德国的生产和研究基地,为员工和访客佩戴的废旧口罩设立了专门的收集箱。然后,这些口罩被送到弗劳恩霍夫公司做进一步处理,自动粉碎后将其通过热化学方式转化为热裂解油(见图3)。
 
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图 3
弗劳恩霍夫研究所、沙特基础工业公司和宝洁公司联合进行了一项创新循环经济试点项目,展示了口罩闭环回收利用的可行性,以此帮助减少塑料垃圾,缓解化石资源枯竭问题。(资料来源:SABIC)

热解过程中提供的热能确保了残留污染物或病原体(如新冠病毒)都能被安全地清除。SABIC将回收后的热裂解油用作原料来生产新的高纯度PP树脂。最后,生产出的聚合物会由宝洁公司再次加工成无纺布,用于生产新的口罩,最终形成闭环。

从口罩的回收到生产,整个试点项目仅在7个月内就完成了开发和实施。弗劳恩霍夫公司正在进一步研究该解决方案用于其他一般不会被回收的塑料终端产品的可行性。  
 
总结

面对人口增加、全球变暖和塑料垃圾等全球性趋势和重大挑战,无纺布行业亟需创新的材料解决方案,突破在质量、效率和性能方面的极限,满足产品可持续性方面日趋严格的要求。产业链上的业者已经通过紧密合作,让复杂成分的塑料垃圾(包括无纺布卫生用品)得以有效回收利用,为推动循环经济发展做出贡献。
 
这无疑是一项激动人心的突破,因为它意味着我们将合作、可持续性和创新结合起来,响应客户、乃至全球市场快速变化的需求。通过与产业链的通力合作,相信我们能共同创造一个更可持续的未来,践行 “化学成就你我”(Chemistry that Matters)的公司使命。

来源: SABIC


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