联合利华的目标是让所有产品都能完全生物降解,因为它知道这将是一项艰巨的任务。通过投资研究,与供应链上的合作伙伴合作,并考虑整个产品生命周期,联合利华正在朝着这个清洁的未来前进

与大多数企业一样,联合利华也在考虑如何提高运营的可持续性。其中一个目标是到2030年使其所有产品完全可生物降解。“我们的大部分家庭护理、美容和个人护理产品最终都被冲走了,”Ian Malcomber说,他是该公司的化学品安全和项目主管安全和环境保证中心(SEAC)。我们希望确保地球资源不受我们产品的影响。

而联合利华已经只小心使用成分数据文档安全对人类和环境,几年前有一个意识到,消费者信心指数趋势远离成分,保持长时间使用后的环境,不管他们是否伤害。消费者希望产品不留痕迹。

表面活性剂是大多数家庭和个人护理产品的主要成分,近年来发生了巨大的变化,现在通常是可生物降解的。20世纪50年代引入的支链表面活性剂不能很快分解,在水道和处理厂形成泡沫,生物可降解的线性表面活性剂分子被设计来替代它们。联合利华SEAC的安全和可持续性科学负责人克里斯•芬尼根(Chris Finnegan)表示:“这是一个很好的例子,说明经过重新设计后的大批量材料能够完全快速地生物降解。”

从数量上看,联合利华产品中90%以上的成分已经在数小时、数天或至多数周内被生物降解。但剩下的部分需要更长的时间来分解。这包括聚合物材料的应用,如流变改性或土壤释放。其他例子包括护发素中的硅酮,以及洗衣粉中用作光学增白剂的荧光剂。所有这些都以小得多的体积使用。

这就产生了如何将原本稳定的东西变成更不稳定的东西的二分法。要拆解这些材料的科学性需要创新

Ian Howell,联合利华家庭护理科技研发总监

对于洗衣产品,最大的挑战是使用添加聚合物和高性能的化学品,以制备浓缩产品,这更有效,降低了产品的碳足迹。“他们做得很好,因为他们使我们能够减少我们的总化学载荷,现在使我们能够转移我们的重点,以确保所有成分也完全可以生物降解,”家庭护理科技研发总监。

聚合物向液体提供流变学改性,因为较厚的液体(消费者偏好)更容易测量和处理,但是非可生物降解的聚丙烯酸酯占主导地位。现在通常将清洁聚合物常规添加到洗衣洗涤剂中。这些稳定在洗涤中的土壤以提供更好的性能,但虽然已经进行了一些进展,但许多生物降解缓慢。但聚合物不是唯一的挑战。

豪威尔说,目前还没有能够快速生物降解的荧光增白剂替代品。“芳香族分子是稳定的,你要防止它们被光降解。这就产生了如何将原本稳定的东西变成更不稳定的东西的二分法。需要创新来拆解这些材料的科学性。”

未来学生参与其中有一个令人兴奋的世界

克里斯·芬尼根,联合利华安全与可持续科学负责人

一些香味成分和ph稳定的着色剂也可以缓慢地生物降解。织物护发素中的香味可以封装在缓慢可生物降解的聚合物中。这种封装可以减少产品中的香味,这从可持续性的角度来说是好的,但对生物降解性来说则不是这样。

新分子和配方

联合利华生产的原料很少;绝大多数来自化学品制造商和供应商。Malcomber说:“我们正在与供应商合作,看看是否有现有的化学品可以满足需求,或者是否需要新的化学品。”“我们如何与他们合作,帮助他们将这些技术商业化?””

有可能合理地设计可生物降解的替代方案,突出了在生物降解科学中构建科学和能力的重要性。“在分子的设计中建立了很多知识,例如插入一个组,或者不同地定向它,可​​能会给细菌的接入点快速打破它,'芬兰人说。“未来学生参与其中有一个令人兴奋的世界。”

这需要与学术界和产业界的合作伙伴进行更广泛的合作。为此,联合利华正与利物浦大学(university of Liverpool)和牛津大学(Oxford)合作,开展一个由EPSRC支持的880万英镑项目。豪威尔说:“如果全球化学供应链不发生变化,我们将无法在2050年实现英国的净零目标。”“这项合作是朝着这一转变的一个重要里程碑,它推动了对洗涤剂等日常用品的新可再生和生物降解材料的研究。”

Howell继续说:“人们可能会使用一种生物可降解的天然聚合物,但随后需要将其功能化以用于特定的应用,但目前没有那么多的天然聚合物,这种修饰可能会阻止生物降解。”“这就是为什么我们想用可再生单体来制造功能性聚合物,构建生物可降解的链接。”

问题是,当生物降解完全是关于酶和酶的不稳定性时,你如何制造一种既水解又稳定的生物降解产品

伊恩·豪厄尔

实现全部生物降解性并不简单地发现新成分:制定挑战也很重要。与可再生能源和石油化学源的实验室表面活性剂相比具有相同的分子结构,因此可以在没有问题的情况下切换,随着新的分子结构与所有其他成分不同,可以在没有问题的情况下切换。'整个系统旨在使清洁聚合物能够工作,'豪威尔说。“可能需要对制剂的调整调整 - 可能需要不同的表面活性剂比,或许或略微不同的离子强度。还需要改变一些其他成分。这是一个巨大的优化挑战。

虽然人们希望只使用生物降解相当快的成分,但这是一种平衡——产品还必须是货架稳定性的。以分解洗衣液中的污垢和污渍的酶为例。酯酶可以分解油性和脂肪色斑,这些色斑通常是酯类的,但如果聚合物通过插入酯连接而被生物降解,酶可能也会破坏它们。“问题是,当生物降解完全是关于酶和水解的不稳定性时,如何制造出既水解又稳定的生物降解产品?”豪厄尔说。“我是否需要发明一种新的分离材料的形式,使我的可生物降解聚合物在酶在洗涤过程中接触之前不会接触它们?”这可能是获得稳定且可生物降解产品的唯一途径。”

粉末配方中还使用了丙烯-顺丁烯共聚物来防止在加工和储存过程中聚集,使它们保持粉末的状态。虽然液体洗衣粉在欧洲现在很常见,但在许多发展中市场,粉末仍然占主导地位,部分原因是许多消费者负担得起,部分原因是粉末的清洁效果好。2020年,该公司58%的营业额来自新兴市场,更昂贵的替代品不太可能被接受。Malcomber说:“我们还必须能够迎合这些消费者。”

重要的是我们要得到正确的化学品信息,我们需要有可靠的数据

克里斯•芬尼根

一个早期的成功故事已经出现在宝sil品牌上。联合利华一直在与一家供应商合作,将生物可降解特性引入土壤释放聚合物分子,并转向绿色碳源。

证明它!

消费者需要保证产品,实际上是可生物降解的。“Finnegan说,”生物洗涤剂周围的一些“GreenWash”已经过世的生物降解已经被一些“GreenWash”。“重要的是我们获得了化学品的信息,我们需要拥有强大的数据。

已经有经合组织批准的方法,用于评估生物降解性。最终的生物降解意味着它完全分解到其组分 - 二氧化碳,水和矿物盐 - 返回地球的自然循环。

但是,即使某些东西确实经历了最终的生物降解,它分解的速度也很重要。经合组织的测试指导方针包括化学物质的生物降解程度,以及它是否完全生物降解。Malcomber说:“现成的生物降解可以在数小时或数天内转化为环境中的生物降解,而内在测试可能需要数小时、数天或数周,而不是数月或数年。”如果情况持续过长时间,这可能会引起消费者的担忧。

许多生物降解数据是由原料供应商生成的,但Finnegan说,这些测试并不适用于每一类化学物质:它们往往更适合于水溶性物质。他说:“工作小组正在联合起来,为具有挑战性的物理化学特征的材料发展更适合的测试。”“对于测试是否可以进一步发展到更广泛的化学领域,人们有很多兴趣。”

此外,还有望将可再生能源纳入其中;联合利华的碳彩虹方案概述了使碳来源多样化的方法。“如果你能识别出可生物降解的化学物质,我们能不能利用碳而不是来自石化产品,而是来自碳捕获或植物源来制造它?”Malcomber说。

联合利华碳彩虹

资料来源:©Unilever

联合利华(Unilever)的“碳彩虹”(Carbon Rainbow)是一种使产品配方中使用的碳多样化的新方法。不可再生的化石碳(在碳彩虹中被确定为黑碳)将被捕获的二氧化碳(紫色碳)、植物和生物来源(绿色碳)、藻类等海洋来源(蓝色碳)和从废物中回收的碳(灰色碳)所取代。“碳彩虹”下的碳来源将由环境影响评估进行管理和通报,并与联合利华的行业领先的可持续采购项目合作,以防止对土地使用的意外压力。

“这不应该让它变得更困难,我们只是需要确保我们在开发这些可再生资源时考虑到生物降解性。”这就是我们的承诺是如何结合在一起的——同时也转向可再生材料,一氧化碳2不是从化石燃料中提取的,所以它不会释放石油化学衍生的碳。

但是豪林说,2030年全年生物降解性的目标仍然挑战。“与明年的品牌团队在一起左右,我们将通过我们使用的慢慢生物降解材料的具有挑战性的清单,并决定哪些我们必须下降,这是一个可接受的替代方案,以及我们需要研究突破的地方。这是一个大规模的事业。

联合利华雄心勃勃,因此我们一直在寻找合作伙伴,他们可以提供新的专业知识或颠覆性技术,帮助我们实现突破性的改变。通过我们的开放式创新门户网站