食品用可降解塑料制品风险分析陈兆刚

食品用可降解塑料制品风险分析陈兆刚
发布时间：2023-07-03T11:36:24.347Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：陈兆刚
[导读] 在我国进入21世纪快速发展的新时期，人们的生活质量在不断提高，对于食品的需求在不断加大，食品用可降解塑料制品主要包括塑料购物袋、餐饮具和吸管等，塑料餐饮具日常生活使用量大，其产品质量安全状况与人们的身体健康息息相关，其中，游离单体、低聚物、添加剂、加工助剂等低分子化合物的迁移与溶出是其主要的食品安全隐患。

可降解塑料制品的生产和推广，意味着新材料、新助剂、新合成技术及制造工艺被应用于食品接触材料领域，在冗长和复杂的供应链中，在消费使用过程中，迁移或释放出的污染食品的有害物质风险增加，对产品风险的监测提出了更高的要求。

淮安市产品质量监督综合检验中心淮安市 223001
摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，人们的生活质量在不断提高，对于食品的需求在不断加大，食品用可降解塑料制品主要包括塑料购物袋、餐饮具和吸管等，塑料餐饮具日常生活使用量大，其产品质量安全状况与人们的身体健康息息相关，其中，游离单体、低聚物、添加剂、加工助剂等低分子化合物的迁移与溶出是其主要的食品安全隐患。

可降解塑料制品的生产和推广，意味着新材料、新助剂、新合成技术及制造工艺被应用于食品接触材料领域，在冗长和复杂的供应链中，在消费使用过程中，迁移或释放出的污染食品的有害物质风险增加，对产品风险的监测提出了更高的要求。

关键词：食品用可降解塑料制品；风险；分析
引言
塑料、合成橡胶和合成纤维被称为现代3大高分子材料。

随着社会经济的发展，塑料产品的使用，给人类的日常生活与生产带来极大的便利，已成为人民日常生活所必不可少的重要材料。

据不完全统计，我国年产塑料废弃物达数十亿吨，其中一次性塑料制品废弃物占据着相当大的比例。

1可降解塑料的定义和分类
当前，“可降解塑料”的概念仍然面临着相当的争论,其主因是没有全国统一的技术标准指导规范.对于可降解塑料的总体定义，GB/T 20197—2006《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》中说明为：在规定环境条件下，经过一段时间，一个或更多个步骤，化学结构发生显著变化且损失某些性能（如完整性、分子质量、结构或机械强度）和/或发生破碎的塑料，应使用能反映性能变化的标准试验方法进行测试，并按降解方式和使用周期确定其类别[10]. 在该标准中并没有要求可降解塑料的完全降解. 然而，在中国轻工业联合会发布的《可降解塑料制品的分类与标识规范指南》（2020年）中，可降解塑料被定义为：在自然界如土壤、沙土、淡水环境、海水环境、特定条件如堆肥化条件或厌氧消化条件中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳和甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质（如微生物死体等）的塑料. 该指南对可降解塑料提出了完全降解的要求.
2食品用可降解塑料制品风险分析
2.1聚乳酸PLA生产及应用
PLA作为生物基可降解塑料的代表，其生产方法有直接缩聚法(一步法)和丙交酯开环聚合法(二步法)。

直接缩聚合成包含熔融缩聚法、熔融缩聚－固相聚合法、溶液缩聚法。

即在催化剂作用下，乳酸单体直接脱水缩聚生成聚乳酸，它的生产特点是操作简单、成本低但副产物水难以从聚合体系中脱除，获得PLA产品分子量低，其应用受到限制。

两步法先是第一步将乳酸经缩聚和解聚即脱水环化形成丙交酯，第二步丙交酯开环聚合制得PLA。

两步法存在生产流程长、生产效率低、中间单体丙交酯难于精制等问题，但制备的PLA产品分子量较高，机械强度高，该法应用前景好，成为PLA生产主流工艺。

聚乳酸是一种新型的生物降解材料，工业条件下可堆肥、可再生、可回收利用、生物相容性好，具有替代传统塑料材料的潜力。

聚乳酸的阻隔性和机械性能较差，通常情况下，采用PLA与其他化合物结合调整产品性能。

美国斯坦福大学和国际商用机器公司创新研发了低成本高效制造生物可降解塑料有机催化剂的新途径。

该新型催化剂以常见有机化合物为原料，制备工艺简单且易于使用，降低经济成本，减少环境危害，可用于生产一次性餐具及食品包装等用品，也能应用于可吸收缝合线、体内植入物等医学领域。

2.2PCL
PCL是由低熔点（60—65 ℃）的ε-己内酯（ε-CL）开环聚合而成的可生物降解聚酯，其原料ε-CL在生产过程中使用的氧化剂为过氧酸，而过氧酸在储存和运输过程有着较高的安全风险，是PCL生产过程中的难点. 由于 PCL 的阻隔性能和机械性能较弱，因此不常在包装行业中单独（不共混）使用，通常与其他材料如醋酸硫酸纤维素、聚乙酸和丙酸纤维素结合使用，以提高PCL的抗应力开裂性、附着性和染色性等. 不过，由于PCL的形状记忆性和生物可接受性较高，它在形状记忆材料领域和医药领域具有良好的应用前景.
2.3塑化剂含量
邻苯二甲酸二（α-乙基己酯）(DEHP)属于邻苯二甲酸酯类化合物，通常作为塑料制品的增塑剂（软化剂）使用，添加于塑料制品中使微粒分子更均匀散布，增加延展性、弹性及柔软度。

2022年1月，欧盟食品与饲料快速预警系统（以下简称RASFF）首次通报了1,4-苯二羧酸二（2-乙基己基）酯(DOTP)新风险物质，DOTP与邻苯类增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)属于同分异构体，但由于DOTP具有线性结构，从而导致两者性能存在较大差异。

DOTP在食品接触领域，广泛应用于各种PVC软质制品，如保鲜膜、瓶盖垫片、密封条、一次性手套和金属罐内涂层等，还可以用作合成橡胶增塑剂、冰箱密封条增塑剂及涂料、油墨添加剂等。

目前我国食品安全国家标准GB9685-2016表A.1当中也授权了DEHP和DOTP物质的使用，且适用范围更加细化。

DEHP仅适用于PVC塑料，最大使用量5%；DOTP仅适用于PC，PBT，ABS，PEI，PPE，且按生产需要适量使用。

GB9685-2016标准未对生物降解塑料授权使用这2类塑化剂。

本次实验中发现有2款产品存在DEHP检出现象，不符合标准规定要求。

DEHP进入机体后可对健康产生多方面的影响，长期接触DEHP可引起生殖系统和肝脏的损害。

DOTP作为各种产品的添加剂使用时可能会发生迁移，如果长期、低剂量暴露，对环境以及人体仍可能存在一定危害性。

3可降解塑料在食品相关产品方面的质量安全要求
近年来用于食品包装材料的全生物降解塑料主要包括聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚乳酸(PLA)等。

不同种类生物可降解塑料具有不同的优越性能,PBS属于热塑性树脂,区别于热固性树脂的体型网状结构,PBS的大分子链为线型结构,因此热塑性树脂韧性及拉伸性能好,易于制成包装袋、农用薄膜等各类产品。

PLA呈线性聚合,几乎没有侧链活性基团,这样的结构特征导致其耐热性和机械强度较差,主要用于制作餐饮具和塑料袋。

淀粉基塑料经过3代的演变,分别是填充型淀粉塑料、共混型淀粉塑料、全淀粉型塑料[25-27]。

填充型淀粉塑料主体仍然是聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)等不可降解塑料,淀粉含量较少(10%～30%),因此其力学性能接近于传统的PE、PP等塑料,然而其降解性能尚无法达到令人完全满意的程度。

第2代淀粉基生物可降解塑料为共混型淀粉塑料。

共混型淀粉塑料是将淀粉与其他聚合物材料共混,其中淀粉含量为30%～60%。

常见的共混材料有PLA、PBAT等。

第3代是全淀粉型塑料。

有些是使用天然聚合物(淀粉、壳聚糖、海藻酸钠和蛋白质)、生物聚合物(聚乳酸和聚己内酯)制备可降解塑料的研究,并将其应用于食品包装领域。

结语
通过采集市场上食品用可降解塑料制品产品，对总迁移量、高锰酸钾消耗量、塑化剂等食品安全卫生项目进行检测，摸清情况，分析原因，提出现阶段食品用可降解塑料制品的风险情况，为可降解塑料制品的发展提供参考。

参考文献
[1]张株瑞,胡长鹰.食品接触用聚乳酸降解性及其中的化学物质迁移[M].2021.
[2]魏明华,杜延超.关于降解食品包装材料及制品检验研究[M].2021.。