生物基可降解塑料的调研

生物基可降解塑料的调研

1 简介

大多数塑料在一般环境中暴露很长时间，都不会发上变薄、失重、强度下降，逐渐裂成碎片的现象。如果这些被埋在垃圾或土壤里，则几乎无降解现象。而可降解塑料在环境中的降解速度是普通塑料所不能比的。可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等），使其稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。

2 生物基可降解塑料应用

生物基降解塑料是利用可降解的生物基如植物来源的生物物质和动物来源的甲壳质等为基材制造的塑料。植物来源包括细胞壁组成的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、多糖类及碳氢化合物,动物来源就是虾、螃蟹等甲壳动物。自然中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解生物基,这些高分子可被微生物完全降解,纤维素和甲壳质在化学结构上相似,生物分解后,不会造成环境污染。但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。如日本以纤维素和脱乙酰基壳多糖进行复合,制得的生物可降解塑料。目前国外有人正在研究利用豆类产品来合成可降解塑料。

美国Warner-Lambert公司生产的“Novon”,该产品适用于注塑模制品,有良好的脱模性,且注塑周期短、流动性好。德国Battelle研究所研制出直链含量很高的淀粉,可以直接用通用的加工方法成型,得到的膜透明、柔软,作为聚氯乙烯的替代产品广泛应用,在水中或潮湿土壤中可完全分解。韩青原发明了一种淀粉聚合物替代传统的塑料。含淀粉、粘合增强剂、润滑剂增塑剂、防水剂的物料充分混合后,在双螺杆挤出机挤出,在一定温度压力下经水蒸汽发泡而成,可广泛用于制作防震包装填料和快餐盒等一次性包装用品等。

技术持有技术的企业及研究者

聚乳酸及其共聚物岛津制作所,三井东压化学, Cargill (美国)Nests(芬兰) 聚丁二酸丁二醇酯/丙二醇酯昭和高分子/昭和电工,日本触媒,鲜工业(韩国) 聚丁二酸丙二醇酯/己内酰胺Bayer (德国)

聚丁二酸丙二醇酯/对苯二甲酸酯Eastman (美国) Basf (德国)

聚己内酯大赛珞化学, UCC (美国), Solway (比利时）

聚羟基丁酸酯/戊酸酯孟山都(美国), Metabolics (美国)

纤维素酯大赛格化学, Eastman化学

3 降解塑料存在问题和发展方向

随着人们环保意识的提高,近年来,国内外可降解塑料得到了很快的发展。尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等可降解塑料在市场中已实现了工业化生产。就长远来看,可降解塑料的发展具有其必然的趋势。但是目前可降解塑料的开发和应用还存在以下的一些问题。

4 现阶段生产所面临的问题

市场应用，由于生产可降解塑料的成本偏高,造成其在市场中价格偏高,这样就给可降解塑料的推广造成了很大的影响。同时一次性纸制品的迅速崛起也给可降解塑料带来很大的冲击；

降解技术尚不成熟。目前很多的光降解塑料都是在塑料中添加光分解剂或者光敏剂,而这些添加剂对塑料的降解效果受到地理环境和气候的影响很大,这样就很难做到准确控制降解时间,同时,埋地部分和进入垃圾填埋系统部分也很难得到降解。目前有些所谓生物降解塑料是以简单的物理共混工艺,将淀粉填充到聚乙烯等树脂内,虽可加工吹塑成膜,但这种“降解”薄膜,待其内所含淀粉被生物降解后,其聚合物骨架在很长时间内(约20年)仍有50%残留量,反而为废弃塑料的回收加工处理增加了困难。