生物聚酯塑料回收技术创新与商业应用

更优塑料之路：进展与合作

2022年，我们与某机构能源部BOTTLE联盟展开创新合作，共同提出了塑料转型的愿景。如今，这一愿景正从实验室概念迈向商业试验。通过与从材料科学家到回收设施乃至生鲜商店的合作伙伴协同工作，我们正在验证建立新型塑料价值链的关键步骤——这些塑料源自可再生资源、易于回收且可自然生物降解。

开发新型回收技术

项目启动初期，我们意识到需要开发能够高效处理可生物降解塑料的新型回收技术，因为目前尚不存在规模化解决方案。我们特别关注聚酯基可生物降解塑料，这类塑料分子骨架中的碳-氧酯键比聚乙烯或聚丙烯等常见塑料中的碳-碳键更易分解。

某中心科学家在可持续材料创新实验室测试生物聚酯材料

使这类塑料更易生物降解的酯键，同样使其在受控环境中更容易分解，剩余分子可回收制成新材料。虽然甲醇解和糖酵解等溶剂解技术目前主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）开发，但这些技术可扩展至聚乳酸（PLA）或聚羟基链烷酸酯（PHA）等更易生物降解的聚酯材料。

处理混合废物流

在专注于回收聚酯基可生物降解塑料（简称生物聚酯）的同时，我们也致力于使这项新技术能够处理混合材料废物流。没有任何单一的可生物降解塑料能够满足不同包装应用的多样化需求，应用场景通常需要共混或分层材料。

为每种新型生物聚酯塑料设立独立回收流既不现实也不经济，也无法解决共混和多层材料的回收问题。基于这一认识，我们与国家可再生能源实验室（NREL）的科学家合作，对回收混合聚酯塑料废物流的不同化学回收方法进行了全面分析。

我们最近在《One Earth》发表初步分析，为EsterCycle:trade_mark:的成立提供了科学基础——这家新创公司由我们在NREL的合作者Julia Curley创立。EsterCycle:trade_mark:技术采用低能耗甲醇解工艺与胺催化剂，选择性断裂聚合物的酯键。

EsterCycle创始人Julia Curley

重要的是，该回收技术能够处理混合聚酯废物流，无需事先对不同材料进行精细分拣。这一关键优势意味着即使生物聚酯在废物流中占比很小，我们也能开始回收处理，与PET等常见材料一同加工。

AI驱动的分拣技术

EsterCycle:trade_mark:技术的发展是实现塑料可持续循环价值链的关键一步，但要实现规模化成功，需要确保可靠的回收材料供应。这正是我们与Glacier Technologies合作的领域。

Glacier（某中心气候承诺基金近期投资的企业）使用AI驱动机器人自动化分拣可回收物，并收集回收流的实时数据。其专有AI模型能够实时识别多种不同材料和包装类型，从刚性PET容器（如热成型蛤壳包装）到多材料柔性包装（如零食袋）。

Glacier的AI视觉和机器人系统在材料回收设施中分拣混合废物流中的新材料

我们在旧金山与Glacier和一家回收设施启动了分拣试验，测试Glacier的AI视觉和机器人系统识别和分拣生物聚酯包装的有效性。试验关键发现是：包装设计显著影响AI检测效果。具有一致可见特征的包装被Glacier AI模型正确识别的准确率达99%，但相似材料和不一致设计会导致误识别率升高。这些结果将帮助我们在设计和测试新兴生物聚酯新应用时，与合作伙伴共同设计更易回收的包装。

商业应用试验

帮助建立新型塑料价值链的下一步，是在实际应用中测试和试验新兴生物聚酯材料。我们的首要任务是尽可能减少甚至消除包装，但对于某些特定应用（特别是需要严格防潮性能的场景），包装必不可少且纸张不是可行选择。

为了解生物聚酯在这些关键应用中的表现，我们在全球运营中启动了多项商业试验：

西雅图：在生鲜商店测试使用Novamont的Mater-Bi材料制成的生物聚酯农产品袋。客户反馈非常积极，83%的生鲜客户表示“非常喜欢”新型可堆肥袋。货架期测试显示，在购买后第一周内，这些袋子在保持农产品新鲜度方面与传统塑料袋表现相当，不过在长期储存中不同农产品表现存在差异——这是我们正与材料开发商合作改进的领域。

欧洲：在意大利米兰附近的三个某中心履约中心成功试验生物聚酯预包装袋。大多数员工报告生物聚酯袋与传统塑料袋同样易用，且不影响运营效率。同样，在西班牙瓦伦西亚，我们通过生鲜服务测试了生物聚酯杂货配送袋。该试验实际上显示质量指标有所改善，包括与传统包装相比损坏和缺失率降低。

生物聚酯材料产品应用示例

这些试验证明，生物聚酯材料可以在许多应用中有效替代传统塑料，同时提升客户满意度并保持卓越运营。试验获得的数据和发现有助于在整个行业建立对这些新材料的信心，这对推动广泛替代传统塑料至关重要。

展望未来

目前这些材料尚不能规模化回收，堆肥是临时的报废处理方案。但随着EsterCycle扩大规模，以及Glacier使更多材料回收设施能够分拣从PET到PLA再到新型PHA的各种聚酯，我们设想未来这些材料将被广泛纳入家庭回收计划，方便客户回收。

构建新型塑料循环价值链是一项复杂挑战，需要在多个层面进行创新——从开发新材料和回收技术到建立能够大规模收集和处理这些材料的基础设施。通过与NREL、Glacier和Novamont等合作伙伴的合作，我们正在证明这种转型是可能的。

虽然仍有大量工作要做，但我们与合作伙伴取得的进展令人鼓舞。我们相信，通过持续投资研究、支持创新初创企业并在整个价值链中开展合作，我们将站在塑料更可持续未来的前沿。
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