可降解塑料的种类与应用现状

20当代化工研究

Chenmical I ntermediate环境工程2019•01可降解塑料的种类与应用现状

*张芮菡

(大连市一中辽宁116000)

摘要：可降解塑料是一种在特定环境下可部分或完全分解的塑料，因这种新型塑料有易处理、危害小、来源广等优势，是解决“白色污 染”的有效途径，正受到广泛的关注。本文对光降解塑料、生物降解塑料的降解原理和制备方案等进行了概述，并对可降解塑料的前景进 行展望•

关键词：白色污染；光降解塑料；生物破坏性塑料；全生物降解塑料

中图分类吾：T 文献标识码：A

Types and Application Status of Degradable Plastics

Zhang Ruihan

(Dalian No.1Middle School,Liaoning, 116000)

Abstract: Degradable p lastic is a kind o f p lastic that can be p artially or completely decomposed in a specific environment. Because this new plastic has the advantages o f e asy handling, little harm and wide sources, it is an effective way to solve "white pollution" and is receiving extensive attention. In this paper, the degradation principle and p reparation scheme o f p hotodegradable plastics and biodegradable plastics are summarized, and the p rospect o f d egradable p lastics is lookedforward.

Key words z white p ollution-, photodegradable p lastics% biodegradable p lastics \all-biodegradable p lastics

引言

随着石油化学工业的迅猛发展，塑料逐渐深入到日常 生活的方方面面，随之而来的却是不容忽视的“白色污染”问题。这些几乎无法腐烂的废弃塑料不仅严重危害着人类的 健康，更给生态环境带来难以消除的伤害。目前对于废弃塑 料的常见处理方法有：焚烧、填埋和再生利用等。众所周 知，焚烧和填埋法是最消极的处理方法，对环境造成的污染 极大，十分不可取。再生利用是另一种相对较好的方式，但 因其若处理不当可能会给人体带来的健康问题，仍不是最理 想的处理方法。因此，处理废弃塑料的最佳途径应是使其在 自然状态下能快速分解成无害的二氧化碳和水以回归自然。

塑料是单体聚合而成的高分子化合物，其结构中的碳分 子长链十分牢固，不易断裂，这是造成普通塑料难以分解的 主要原因。可降解塑料的原理便是降低碳分子长链的断裂难 度，使其易由聚合体分解为小片段，再进一步降解为二氧化 碳和水。相比于普通塑料，可降解塑料的降解过程更快速，条件要求更低。本文将介绍光降解塑料和生物降解塑料的降 解原理，并比较它们的优缺点。

1.光降解塑料

光降解塑料的主要降解机理是在光（通常为紫外线）和热的作用下，高分子链中的某些光敏成分发挥作用，使高 分子链断裂，分子量降低，从而达到降解目的。根据光敏成 分和其引入方法的不同，此类塑料可分为“引入光敏基团”“添加光敏剂，，两种。

⑴引入光敏基团

此类塑料以共聚的方式在高分子链中引入羰基等有光 敏性的官能团。目前常用的方法是在聚乙烯（PE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯（PS)、聚酰胺（PA)等的基础上与一氧 化碳或乙烯酮共聚以得到含羰基聚合物。此种光降解塑料可 通过改变親基的含量来调节降解期限从60天到600天不等。该塑料可用于制备地膜、包装袋等。

⑵添加光敏剂

同样是在塑料中添加光敏成分，与共聚法引入光敏集团 不同，光敏剂是在高分子材料中单独加入的一类光敏物质。有机光敏剂有萘、蒽、羰基甲基酮类等；无机光敏剂主要为 过渡金属的化合物。光敏剂在吸收光能后可以产生自由基，自由基可以加快高分子链的断裂过程，从而促进了塑料的氧 化分解。通过控制光敏剂的用量也能调节分解期限的长短。

但无论是哪种光降解塑料，其降解性都不完美，很大 程度上受到温度、光照强度等自然条件的约束。埋藏在地下 的地膜甚至会由于没有光照而收效甚微或根本无法分解。此 外，光降解塑料的生产成本也相对高于其他类型的可降解塑 料，因此其市场竞争力也低于生物降解塑料。

2.生物降解塑料

生物降解塑料可在细菌、真菌、藻类等自然界中普遍存 在的一些微生物的作用下，断裂高分子中的长链，从而达到 降解目的。在这种作用下塑料最终能以代谢废物二氧化碳、水的形式回归自然界的物质循环。微生物的降解作用一般 可分为两类，即生物物理作用与生物化学作用。前者指的是 随着附着在材料表面的微生物的不断增殖，使得高分子材料 发生水解、电离、质子化等物理分解过程，生成分子结构不 变的低聚物；生物化学作用指在微生物分泌的酶等物质的侵 蚀下，聚合物逐步断裂并氧化分解，或被微生物吸收作为呼 吸作用原料。根据塑料在微生物作用下降解程度的深浅，生 物降解塑料又可分为“生物破坏性塑料”（不完全降解型）和“全生物降解塑料”（完全降解型）。

(1)生物破坏性塑料

生物破坏性塑料是一种不完全降解的材料。由淀粉等天 然高分子与聚乙烯、聚丙烯等合成高分子组合而成，通过天 然成分的生物降解以达到破坏共聚物结构的目的。天然成分 与合成成分组合的方式包括熔融或溶液状态下共混，在混合 分散系中单体共聚等。二者的不同之处在于前者中天然成分