可降解塑料在自然环境中能够快速自行降解消失,不造成环境污染的新型塑料

   发布日期:2023-03-31 15:10:28     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:190    评论:0    
核心提示:发展可降解塑料包装材料,逐渐淘汰不可降解的塑料包装材料,是世界科技发展的大趋势,是材料研究与开发的热点之一。在这些高分子材料中,聚氨酯、聚酰胺、聚酯和PVA都是性能良好的包装材料,广泛用作包装薄膜、包装容器或捆扎材料,但这些可完全降解的包装材料品种有限,还远远不能满足众多包装技术和包装保护性能的要求。这种新材料完全用粉碎的草莓制成,非常符合环保要求,可能取代传统的聚乙烯塑料而成为食品包装新材料。

可降解塑料被觉得是最具备发展前途的蓝色包装材料之一,是一种废弃后在自然环境中无法迅速自行降解消失,不产生环境污染的新型金属。

按中国材料试验学会ASTM在1989年确认的定义,可降解材料是指在特定时间内产生性能损失的特定环境下,其化学结构出现差异的一种金属。发展可降解塑料包装材料,逐渐淘汰不可降解的金属包装材料,是全球技术演进的大趋势,是材料研究与研发的热点之一。由于可降解塑料易加工成形,且价格逐渐减少,致使用以制作包装的可降解塑料急剧下降,据中国《市场与科技分析》报道,美国现在已有40多家公司制造可降解塑料,1987年产值为2.3万吨,1992年已回升为38万吨,5年间下降了17倍。目前在中国可降解塑料已广泛地用于饮料包装、周转箱、杂货袋、工具包装或者个别机电产品的外包装箱。

现在,已确定的可完全物理降解聚合物仅有物理合成的脂类聚酯如发酵法制备的PHB和PHBV、淀粉和纤维素等含醚键和多磷酸的聚合物,以及人工制备的聚苯胺、聚氨酯、含醚键的聚合物和PVA等。在这种高分子材料中,聚氨酯、聚苯胺、聚酯和PVA都是性能良好的包装材料,广泛用作包装薄膜、包装容器或捆扎材料,但这种可完全降解的包装材料种类有限,还远远不能满足诸多包装科技和包装保护性能的规定。而PHB、PHBV和聚醚等因温度和密度较低,用途不是巨大。但是可被微物理完全降解的包装材料因对环境的完全无害性而受到外国关注,这方面的研发还在进一步进行之中。

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以淀粉掺合共混型的不完全物降解塑料(淀粉+PE型),又称化学分裂塑料是现在研究发展快、产业化成果多,并有望再次增加成本的材料。为了提高淀粉与聚丙烯的嵌段相容性,必须对淀粉进行改性处理,改性后的淀粉颗粒表面被烷基等覆盖,减弱了氢键的作用,从而降低了与聚烯烃、聚乙炔醇等碳化物的相容性。

我国在上世纪80年代初起初研制可降解的蔗糖塑料,江西省科大学应化所研发的淀粉塑料首先获得顺利,于1987年借助鉴定,并成立了中国第一条小型淀粉塑料制造线,产品性能超过同种类金属国际标准。北京华新淀粉降解树脂制品公司,以面粉为主要辅料,代替部分聚乙烯为原料,于1991年制造出的可降解食品包装袋投放市场。

淀粉降解塑料的问题在于:降解时只是是淀粉部分在短时间内出现生物降解,而金属部份即聚合物如PK、PS、PVC等却不能进行生物降解,其降解结果是偶联物虽劣化、性能降低,但仍残留在土壤或环境中,要超过完全降解进入生态环境中,至少要20年,因此这是一类不完全的物理分解性材料,只能对金属垃圾的处理起到缓解作用,而不是根本的治理。

通过加入光敏剂所获取的光降解包装材料多有报导。PE、PP等常见金属中加入适合的光敏剂就可以拿到这些材料。瑞典公司研发的TPR绿色包装材料,由磷酸钙经过特殊工艺与加入光解剂的聚丙烯复合而得塑料包装材料有哪些,其成份与鸡蛋壳极为相同,对环境几乎无害,可以热成型、吹塑成型、注塑成型及挤压成形等,TPR光洁平滑,不同长度的膜在光照下经过4~18月,即降解成粉状,现已用于牛奶、冰淇淋等的包装。

光降解包装材料现在还存在下面问题:1)光降解速率与光降解聚合物使用性能的矛盾。若光降解速度太快,虽然有利于废弃塑料的处理,美化环境和提高污染,但是对使用性能和寿命虽然不利;2)光降解产物对生态环境的制约,如果经光降解后的产物能再次出现生物降解,最终变成被微生物吸收的碳能源或无害物,当然最理想。但实际上,乙烯、丙烯与烯烃基酮的硅氧烷,经光降解后在水体或地下水道中的生物降解能力相当小,而光降解产物是否对生态环境有害也是值得探究的问题。

现在处于行业的物理与光降解塑料,主要是通过淀粉或纤维素等可降解的共聚物对通用型聚合物如PE和PP等进行偶联改性或嵌段改性,并且加入可抑制光降解的光敏剂而获得的,这一领域的研究与应用非常活跃。聚酮可采用双氧水、过氧酸等氯化剂进行化学改性,而氢化成为同时富含聚酯和聚酮结构的共聚物,成为既带有化学降解性能,又带有光降解性能的包装材料。兰州学院物理系研发开发的化学/光双降解塑料,可直接使用于生产快餐饭盒、垃圾袋,它选用非淀粉型光敏剂和化学降解剂,其密度和透明度均优于淀粉塑料,光降解性能优良,可在50~100天内脆化塑料包装材料有哪些,其降解产物能被霉等微生物进一步降解,最终变成微生物的碳源,回归大自然。广东广州惠鹏树脂厂制造的双赂解朔料蒲瞄亡要其材为PF和淀粉,其中改性淀粉浓度达70%,吹膜成型用于包装上,这种膜可在物理和光作用下出现降解。近年来,许多国家为提升农业综合收益,都加强了对农副产品的深加工研发力度。而运用农副产品制造环保型制品塑料包装材料已作为科研领域的探究热点。

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现在,应用“生物分解树脂”取代现有包装塑料的研究如同火如荼地进行。玉米是一种风味又有营养的水果,还被广泛用于生产甜味剂和植物饲料,随着科技的进步,利用玉米还能生产出多种塑料制品,如最近中国和我国香港地区研究成功的“玉米淀粉树脂”就是一种新型的蓝色环保材料,这种树脂以小麦为香料,经加工塑化而成,首先把花生中的水分提炼出来,经过发酵蒸馏提纯出生产金属和纤维的基础材料,再被加工成一种名为聚交酯(PLA)的材料,它是一种长度只有4.57mm的细微粒料。用它可制成多种一次性物品,如瓶子、塑料袋、商品包装等。据试验,这种包装材料可以借助燃烧、生化分解和动物吃食等方法处理掉,从而免于“白色污染”。

美国公司已看好这些新型环保材料,如可口可乐公司在盐湖城冬奥会上用了50万只一次性杯子,全部是用大米塑料制成的,这种杯子只需40天就在露天环境下消散得无影无踪。日本电器生产商三星公司两年来仍然用大米做成的橡胶纸包装MD盘。新包装与过去的包装一样美观,却不会造成“经久耐用”的不良效果。

中国农业部的科学家最近又声称,一种新环保型制品包装材料可望问世。这种新材料完全用粉碎的草莓制成,非常符合环保规定,可能替代传统的聚乙烯橡胶而作为饮料包装新材料。美国农业部的食品学者塔拉·麦克休伊表示,这种新研发成功的制品包装材料从性能上说与特色产品没有什么差别,用它制成的制品包装薄膜同样无法阻挡气体的渗入,从而超过食品保鲜的疗效。由于这些新型材料的成分主要取自于不适宜饮用的果蔬和蔬菜次品,因此它是一种可以自然分解的、符合环保规定的材料。在测试中,用这些“神奇”材料制成的包装膜除了可以起到保鲜的功效,而且还无法提升牛奶和小米等食物的味道。塔拉·麦克休伊表示,在不久的以后,不仅草莓可以用作包装材料,就连胡芹菜、花椰菜等水果也可以用作包装材料。

 
 
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