淀粉基生物全降解产品简介

淀粉基生物全降解产品 简介
聚合物的降解是指因化学和物理因素引起的聚合 大分子链断裂的过程。聚合物在曝露于氧、水、 射线、化学品、污染物质、机械力、昆虫以及微 生物等环境条件下大分子链开始断裂，使聚合物 分子量下降，物理性能降低，直到聚合物材料丧 失可使用性，这种现象被称为聚合物材料的降解 过程。 聚合物的降解程主要涉及生物降解，光降解和化 学降解三种形式，
降解性能
聚合物材料的成品必须满足相应的使用性能， 而且在保质期内性能不变，使用后在自然环 境条件下能最终降解成为二氧化碳和水，被 自然界完全吸收而进入生态循环的物质，通 常称该物质具有全降解性能。
淀粉基生物降解材料机理
淀粉是典型的可降解材料，它是d 淀粉是典型的可降解材料，它是d-葡萄糖羟基缩水而形成的 高分子化合物，有支链与直链两种类型，分子量有几万— 高分子化合物，有支链与直链两种类型，分子量有几万—几 十万。淀粉基降解机理可分为光降解、生物降解、光十万。淀粉基降解机理可分为光降解、生物降解、光-生物 降解三大类。其中，光降解及光降解三大类。其中，光降解及光-生物降解制品虽加工简单， 成本低廉，但控降解难度较大，不宜进入垃圾填埋系统。生 物全降解降解性能理想，通过合理的工艺配方及边角料的回 收等技术，能够实现成本低廉，降低加工难度、缩短工艺线 路等生产问题，从而有着广阔的市场前景。 生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下， 能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分 子化合物的材料。按其生物降解过大致可分为两类。一类为 完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己 内酯等，其分解作用主要来自：
总而言之，随着环保呼声的日益强烈，政府相关政策法规的日趋完善， 加之世界食品包装最新规定的及时推出，降解环保材料的需求以迅猛的 速度风靡世界众多领域，有望成为21世纪最新诉求，它以性能优质，价 速度风靡世界众多领域，有望成为21世纪最新诉求，它以性能优质，价 格合理，完全降解、真正环保等诸多优势跻身于新型环保材料的替代品 行列。同时在所有环保材料中，淀粉基材料以原材料价格低廉、购入渠 道稳定、可循环再生及生产过程安全环保等特有的优势独占鳌头，具有 无限的行业前景与广阔的市场空间。尤其是在薄膜、片材和缓冲材料等 包装领域当中。近年来，电子信息产业发展飞快，移动通讯、笔记本电 脑、新型彩电、信息家电、汽车电子等正形成热点产品市场。电子信息 业规模不断壮大，产品销售量猛增，所需的包装箱、缓冲衬垫、托盘等 随之迅速增长。国际上已公布各项法令，对电子电气产品提出了更高的 环保要求，主要针对产品原材料、配件和包装物。因而，完全降解的包 装材料替代传统塑料是世界绿色环保的潮流，符合可持续发展的战略要 求。同时，也对生物降解高分子在包装材料中的应用带来了巨大的动力。
4、 公司淀粉基生物全降解材料生产 的绿色工艺流程
将淀粉基粉料与助剂、改性剂混合后，进入 高速混合机，再由挤压机挤出粒料和片材， 挤出的粒料、片材经冷却后包装入库，或进 入制品车间加工成品。
生产工艺流程示意图：
（四）工艺流程中的要点：
1、 粉料运输均采用气动封闭式，以免造成粉尘污染和浪费。 2、 配料均采用间歇式电子秤自动计量配料，以保证配比， 保证质量。 3、 采用物料的自重均化掺混技术，不消耗额外的掺混动力， 达到混合均匀化的目的。 4、 流水线采用自重下落衔接，简化流程，减少额外动力环 节，原料仓均在生产机组顶部，成品库也要靠自 重力下落装 箱外运。 5、 整个流程可由计算机全程监控、动态模拟显示各单元运 行状态，除提料、检验、包装外，实现自动化作业。
由于微生物的迅速增长 导致塑料结构的物理性崩溃
低分子化合物 天然高分子纤维素、 人工合成的聚己内酯
由于微生物的生化作用、酶 催化或酸碱催化下的各种水解
二氧化碳和水
其他各种因素造成 的自由基连锁式降解
另一类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯 的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破 坏并削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解 到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧 化碳和水。
（三）林业育苗材料
以往的林业育种育苗过程中，需要使用包装材料来 包裹植物的根系，便于将来移植移栽。但是无论使 用木质材料还是塑料包装，都涉及到移动后去掉包 装 的问题，如果不去掉外面的包装材料，势必影响 到植物根系的发育，影响林木的成活率。如果使用 我们的产品，包装材料可以随植物一起埋入土壤中， 随着植物的生长逐渐降解，成为土壤的一部分并可 被植物吸收，势必给林业生产带来极大的便利。
（二）食品包装袋、食品包装容器、 餐饮具（薄膜、中空容器）
食品包装是淀粉基生物全降解材料制品用途最广泛 的一种产品。淀粉基生物全降解材料制品不但可以 制作可降解的杯、盘、瓶、碗，还可以根据用户的 需 要，制作非吸着性食品包装（薄膜、中空成型制 品、纸复合材料）、饮料吸管、餐饮托盘、快餐食 品包装盒、筷子、汤匙、微波食品容器、牙签等等 日常用品。随着国家政策的调整、百姓健康意识的 提高，同时石油、木材资源的短缺，该类产品将会 在食品包装领域大有作为。
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3、 改性技术：
为了提高淀粉的疏水性, 为了提高淀粉的疏水性, 还需要对淀粉进行改 性。所用改性剂主要有乙烯基硅烷类, 性。所用改性剂主要有乙烯基硅烷类, 多甲基 硅烷类, 硅烷类, 磷酸酯类和乳化剂类。项目在高分子 水平上深析淀粉分子的塑性变化规律及与添 加剂分子的连接方式，解决淀粉生物全降解 材料的机械强度、柔韧性、抗冲击强度、耐 高温、耐低温、耐水、耐油等性能。研究结 果表明, 果表明, 这些改性方法都大大提高了材料的力 学性能。
（二）淀粉基生物全降解材料生产的 核心技术
1、 生物聚脂合成技术： 以土豆、玉米等为原料，利用微生物发酵制得乳酸， 再聚合 成高分子聚乳酸(PLA )，这是一种真正的生物塑料。由于乳 成高分子聚乳酸(PLA )，这是一种真正的生物塑料。由于乳 酸存在于食品中, 而且是人体内存在的有机酸, 酸存在于食品中, 而且是人体内存在的有机酸, 因此是高安全 性物质,是生物聚合物研究的又一热门。苏云金杆菌B 性物质,是生物聚合物研究的又一热门。苏云金杆菌B t21 菌 粉、玉米淀粉与LLDPE 粉、玉米淀粉与LLDPE 共混制得淀粉塑料，通过地埋降解 和摇床快速降解实验，结果发现地埋降解120 后含5% 和摇床快速降解实验，结果发现地埋降解120 d 后含5% 菌 粉和50% 淀粉的薄膜淀粉降解率达到89.152%，肉眼观察出 粉和50% 淀粉的薄膜淀粉降解率达到89.152%，肉眼观察出 现许多小孔，表明添加的B 现许多小孔，表明添加的B t21 菌粉对淀粉降解有明显的促 进作用。生物添加剂采用最新发酵工艺和利用廉价碳源生产， 缩短发酵周期，降低生产成本。
（四）轻工、电子、家电产品等用的 包装缓冲材料（淀粉发泡体）
中国是轻工、电子、家电产品出口大国，随着美国、 日本、欧盟等主要进口国家环境保护措施的实施， 中国产品在国际市场上由于包装材料不过关而引起 的无法通过检验、退货和引起诉讼的情况屡屡发生， 给相关企业带来许多不必要的经济损失。用淀粉基 生物全降解材料制品制作包装材料和缓冲材料（物 品托），可以顺利的通过进口国的环保检验，从而 继续打入国际市场，其对出口企业的促进作用是不 言而喻的。
2、 共混技术：
项目采用模塑制品生产优化工艺技术，控制淀粉与 各组分间最佳配比、成型温度、时间和压力等。淀 粉PE共混材料基本可分为两大类, 一类是由淀粉以 PE共混材料基本可分为两大类, 颗粒状态填充到PE 颗粒状态填充到PE 中, 许多人称之为淀粉填充PE。 许多人称之为淀粉填充PE。 另一类是淀粉经过处理与PE达到准分子水平共混, 另一类是淀粉经过处理与PE达到准分子水平共混, 称之为淀粉与PE共混塑料。这样的塑料淀粉添加量 称之为淀粉与PE共混塑料。这样的塑料淀粉添加量 较低, 一般在6%～ 较低, 一般在6%～ 15%, 为了加速材料的崩裂解体, 为了加速材料的崩裂解体, 还需加入过渡金属化合物作为助氧化剂，以加速聚 乙烯的氧化降解。这种塑料一般用作农用地膜，包 装袋等。
（五）垃圾袋、脱水袋（薄膜、泡沫 塑料）
居民生活垃圾的处理始终是环保领域的重点 和难点，塑料垃圾袋是造成“白色污染”的 首要元凶，这在世界各国都是困扰政府的难 题。用我们的产品替代传统的垃圾包装材料， 无论采取何种垃圾处理方式，包装材料都可 以完全融归大自然，建立自然与人类的和谐 关系。
（六）从产品拓展领域来看，淀粉及生物全降解材 料经加工还可以扩展到其它领域诸如：钓鱼丝、渔 网、工业用布、卫生用品、医院用品、尿布（成人、 婴儿用）、不织布、复丝、棉、薄膜、化妆品瓶、 农药瓶、饮料瓶（中空成型制品）、普通包装膜、 购物袋、托盘、真空成型品（片材、发泡片材）、 草坪（不织布、中空成型制品、注塑制品、扁丝）、 土木建筑材料（薄膜、网、不织布、土（砂）袋、 鱼箱（薄膜、高发泡材料）、卡片类（纸复合薄膜、 片材）、医疗用材料（纤维、不织布、薄片、注塑 制品）、日用品、文具、玩具、土建工程用品。
生物崩解性材料 如淀粉和聚乙烯的掺混物
添加剂
二氧化碳和水
（四）淀粉基产品的降解检验标准
根据国家塑料制品质量监督检验中心（北京） （以下简称中 心），通过野外自然曝晒场、人工加速老化试验室、生物分 解试验室、抗菌试验室等。能按照ISO 846、 解试验室、抗菌试验室等。能按照ISO 846、ISO 14851、 14851、 ISO 14852、ISO 14855、ASTM D 5338、DIN 54900、JIS 14852、 14855、 5338、 54900、 6951、 6951、GB 18006、QB/T 2461、HBC 01、HJBZ 012等标 18006、 2461、 01、 012等标 准进行各类环保产品的霉菌侵蚀、堆肥、水体系降解、纤维 素酶浸蚀等降解试验。分析样品降解前后物理力学性能变化、 羰基指数、熔点变化、降解前后样品质量损失、霉菌生长级 别、生物分解百分率等工作。淀粉基材料完全具备高聚物的 降解性能并符合国家的各项降解标准，是目前降解性能最优， 对环境最有利的降解材料之一。
产品技术
（一）公司淀粉基生物全降解材料形成机理 公司淀粉基生物全降解材料是采用高分子淀粉及衍生物为基 料，在改性添加剂、天然增塑剂中加入生物降解添加剂，由 脂肪族聚脂与炭源进行菌种培养产生出的聚羟基丁酸脂共聚 物等进行不同的物质聚合反应，共混改性配以高分子产品的 基础料，在特别的设备中再次共混改性，多次混炼制造出机 械性能好的全降解材料。其中生物降解添加剂由生物聚脂加 纤维素、多元醇等物质通过微生物发酵法生产组合而成。为 降低生物聚脂的成本，采用最新的发酵工艺，利用廉价的炭 源生产，缩短发酵周期的优良菌株选育、破壁、萃酵方法， 确定添加剂各组成成分的最佳配比，生产出多用途的添加剂。
三、淀粉基生物全降解产品应用范围 三、淀粉基生物全降解产品应用范围
淀粉基生物全降解材料制品近年来在品种开 发、性能改进、产能增加、成本降低方面均 有了较大进展，目前已经可以代替八成以上 塑料产品，拥有长久广泛的应用领域。主要 涉及以下用途：
（一）农业生产资料
农业生产中常用的农用地膜（薄膜、收缩薄 膜）、塑料大棚，以往一般使用化工材料制 造，随着材料的损坏废弃，逐渐混入土壤， 由于常年不能降解，势必影响到土壤墒情， 降低农作物的产量。而如果使用淀粉基生物 全降解材料制品，材料混入土壤后，一段时 间后即可完全降解，溶入土壤的营养成分中， 有助于保护农业资源，维护农民的长远利益。