可降解塑料的概述及其发展

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绿色化学中的可降解材料与可持续塑料的研究与发展

绿色化学中的可降解材料与可持续塑料的研究与发展

绿色化学中的可降解材料与可持续塑料的研究与发展在全球环境问题日益突出的背景下,绿色化学成为了当今科学研究的热点领域之一。

可降解材料和可持续塑料作为其中重要的组成部分,被广泛关注和研究。

本文将从可降解材料和可持续塑料的定义、特点以及最新研究进展三个方面进行阐述。

一、可降解材料的定义和特点可降解材料,顾名思义,是指在特定条件下能够分解为无毒无害的物质,并在此过程中不对环境造成负面影响的材料。

与传统塑料相比,可降解材料具有以下几个显著特点。

首先,可降解材料具有良好的生物相容性。

这种材料能够在生物体内与其它生物组织良好地兼容,不会导致免疫反应或者毒性反应,从而为医疗领域的应用提供了广阔的前景。

其次,可降解材料具有良好的机械性能。

与传统塑料相比,可降解材料的力学性能在一定程度上得到了提升,能够满足复杂应力环境下的使用需求。

再次,可降解材料具有可持续性。

可降解材料以可再生资源为原料,通过绿色制备工艺制得。

这一特点符合当前社会对可持续发展的要求,具有重要的经济和环境意义。

二、可降解材料的最新研究进展近年来,关于可降解材料的研究取得了一系列重要突破。

其中最为引人注目的成果之一是基于纳米技术的可降解材料的开发。

通过将纳米颗粒等纳米材料引入可降解材料中,不仅优化了材料的力学性能,还提高了材料的降解速度和降解产物的稳定性。

此外,可降解材料的应用领域也在不断拓展。

除了医疗领域,可降解材料在包装材料、农业覆盖膜等领域也得到了广泛应用。

这些应用的推广进一步说明了可降解材料的巨大潜力和实际应用价值。

三、可持续塑料的定义和特点可持续塑料指的是在全生命周期内都能够减少对环境的影响,并在生命周期结束后能够迅速降解的塑料材料。

相比传统的石油基塑料,可持续塑料具有以下几个主要特点。

首先,可持续塑料的生产过程更加环保。

可持续塑料主要采用生物质为原料,减少了对石油等有限资源的依赖,降低了生产过程中对环境的压力。

同时,可持续塑料的制备过程也更加绿色,减少了有害物质的排放。

可降解塑料的种类与应用现状

可降解塑料的种类与应用现状

可降解塑料的种类与应用现状可降解塑料是指在自然环境或特定条件下能被微生物分解或物理化学反应降解的塑料。

与传统塑料相比,可降解塑料具有较好的环保性能,对于减少环境污染和塑料垃圾产生具有重要意义。

下面将介绍几种常见的可降解塑料及其应用现状。

1.聚乳酸(PLA)聚乳酸是一种由可再生资源如玉米淀粉经发酵而得到的聚合物。

它具有良好的可加工性、可塑性和耐热性,并且可在理想条件下在自然环境中依靠微生物降解。

目前,PLA主要被用于制作一次性餐具、包装膜、医疗用品等。

2.淀粉基降解塑料淀粉基降解塑料是以淀粉为基础原料,通过添加增塑剂、改性剂等制成的可降解塑料。

它具有良好的生物可降解性和可加工性能,广泛应用于塑料薄膜、餐具、包装材料等领域。

3.聚丁二酸丁二醇酯(PBAT)PBAT是一种由丁二酸和丁二醇合成的共聚物塑料。

它具有与传统塑料相似的性能,如优异的拉伸强度和韧性,且能在微生物作用下迅速降解。

PBAT被广泛应用于垃圾袋、包装膜、农膜等领域。

4.环保聚合物(PE)环保聚合物是一类基于聚乳酸改性的可降解材料。

它具有高韧性和可拉伸性,能够替代传统塑料在农业、包装等领域的应用。

环保聚合物不仅可以通过微生物降解,还支持再生材料的回收利用。

5.聚酯类可降解材料聚酯类可降解材料包括聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸酯(PHB)等。

它们具有良好的生物降解性和可加工性,广泛应用于医疗器械、纺织品和农业领域。

目前,可降解塑料已经得到广泛的应用。

一次性餐具、包装材料和农膜等成为可降解塑料的主要应用领域。

同时,随着环境意识的提高,人们对可降解塑料的需求逐渐增加,特别是在一些环境敏感区域和对环境污染要求较高的场所,如沿海地区和自然保护区。

此外,可降解塑料也在医疗领域、纺织品领域和电子产品领域得到一定的应用。

然而,可降解塑料的应用仍然面临一些挑战。

首先,可降解塑料的成本相对较高,导致其在市场上的竞争力不足。

其次,在可降解塑料的降解过程中产生的副产物可能会对环境造成一定的影响。

降解塑料的发展研究内容和成果概述

降解塑料的发展研究内容和成果概述

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生物可降解塑料的应用研究现状和发展方向汇总

生物可降解塑料的应用研究现状和发展方向汇总

生物可降解塑料的应用研究现状和发展方向汇总生物可降解塑料是指由可再生生物质或微生物合成的塑料,具有优良的可降解性能,能够在自然环境中被微生物分解并最终转化为二氧化碳和水。

与传统塑料相比,生物可降解塑料具有较低的能耗、较少的污染,具有更好的环境友好性和可持续性。

以下是对生物可降解塑料的应用、研究现状和发展方向的汇总:应用领域:1.包装领域:生物可降解塑料可用于食品包装袋、一次性餐具等,符合环保和卫生要求。

2.农业领域:生物可降解塑料可以应用于农膜、肥料包装袋等,可以有效减少农业用塑料的污染。

3.医疗领域:生物可降解塑料可用于医疗器械、医疗包装等,不仅具有良好的安全性,还可以降低医疗废弃物的处理难度。

4.纺织领域:生物可降解塑料纤维可用于制造纺织品,具有抗菌性和温感性能,且易于降解。

5.3D打印领域:生物可降解塑料可应用于3D打印材料,可以减少废弃物产生,降低对环境的影响。

研究现状:1.材料种类丰富:目前已经研发出多种生物可降解塑料,包括聚乳酸(PLA)、混酯(PHA)、聚酯淀粉酯(PBS)等,可以根据具体需求选择不同的材料。

2.性能改进:研究人员正在努力改善生物可降解塑料的力学性能、氧气透过性、水分敏感性等方面的问题,以提高其实际应用性能。

3.复合材料:将生物可降解塑料与其他材料进行复合,可以获得具有更好性能的材料,如生物降解塑料与木材粉末的复合材料等。

4.微生物合成:通过微生物发酵合成生物可降解塑料,不仅可以减少对化石能源的依赖,还可以提高材料的可持续性。

发展方向:1.实现规模化生产:目前,生物可降解塑料的生产成本相对较高,规模化生产仍然是一个挑战。

未来的发展方向是降低生产成本,提高生产效率,使其能够替代传统塑料。

2.提高性能稳定性:目前生物可降解塑料在高温、高湿等环境下的稳定性较差,需要进一步提高其热稳定性、湿热稳定性等性能。

3.新材料开发:继续开发新的生物可降解原料和新型生物可降解塑料,以满足不同领域的需求。

可降解塑料的研究利用现状

可降解塑料的研究利用现状

可降解塑料的研究利用现状可降解塑料是一种能够在特定条件下自行分解为无害物质的塑料,并且不会对环境造成污染。

随着全球对环境保护意识的增强,可降解塑料的研究和利用越来越受到重视。

本文将从可降解塑料的定义、分类、研究现状和利用前景等方面进行讨论。

首先,可降解塑料是指能够通过微生物、光照、氧化等方式分解为无害物质的塑料。

根据分解方式的不同,可降解塑料可分为生物降解塑料和光降解塑料。

生物降解塑料主要通过微生物的作用将塑料分解为二氧化碳和水,光降解塑料则是通过光照将塑料分解为无害物质。

可降解塑料与传统塑料相比,具有环境友好、减少对地球资源的依赖、降低能源消耗等优点。

目前,可降解塑料的研究正在蓬勃发展。

例如,生物降解塑料的研究主要关注降解机制、微生物种类和塑料的降解速度等问题。

研究者通过筛选具有降解能力的微生物,利用基因工程技术改良微生物的降解能力,并研究影响微生物降解能力的因素,以提高生物降解塑料的应用效果。

光降解塑料的研究则主要关注塑料的分解路径和光降解的机理。

研究者通过控制光照条件,例如光强度和波长等,来提高塑料的降解速度。

此外,还有一些新型可降解塑料的研究,如PHB、PCL等,这些塑料以天然物质为原料,具有很好的可降解性能。

可降解塑料的利用前景广阔。

一方面,可降解塑料具有广泛的应用领域,如包装材料、农业薄膜、医疗器械等。

在这些领域中,可降解塑料不仅能够满足使用需求,还能够减少塑料垃圾对环境的影响。

另一方面,可降解塑料的研究和利用将推动塑料循环利用的发展。

当前,塑料垃圾污染严重,垃圾填埋和焚烧等处理方式造成了严重的环境问题。

而可降解塑料的使用可以减少塑料垃圾的产生,并在分解过程中产生无害物质,为塑料资源的循环利用创造条件。

然而,可降解塑料的研究和利用还面临一些挑战。

首先,可降解塑料的成本较高,目前无法与传统塑料相竞争。

其次,可降解塑料的降解速度和降解产物对环境的影响仍需进一步研究。

另外,可降解塑料的大规模生产和使用需要与政府、企业和公众共同努力,形成全社会的共识和行动。

可降解塑料的应用现状及发展前景

可降解塑料的应用现状及发展前景

可降解塑料的应用现状及发展前景摘要:人们环保意识的增强和政策实施,都要求可降解塑料加快开发和应用。

本文介绍了可降解塑料的分类,阐述了我国可降解塑料在供给端和需求端的市场发展现状,最后分析了我国可降解塑料的发展前景。

关键字:可降解,塑料,发展1.引言我们生产的塑料制品大部分会通过填埋处理后进入自然环境,而塑料的自然降解时间可以达到上百年,长期将形成对土壤、水资源、生态的污染和破坏。

寻找塑料制品的替代物成为国内外关注重点。

2020年我国出台《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,再一次加大了对塑料污染的整治。

人们环保意识的增强和政策实施,都要求可降解塑料加快开发和应用。

可降解塑料具有传统塑料的功能,通过分子链的筛选可以实现自然状态下的生物降解,在一定存储条件下经过数十天到一年就可以从高分子聚合态降解成对环境无害的和,成为传统塑料的最佳替代方案。

1.可降解塑料的分类根据降解原理,可降解塑料分为光降解塑料、生物降解塑料和光-生物双降解塑料。

光降解塑料,是在太阳光照射下,塑料碳碳长链在紫外线辐射下发生光引发作用,被分裂成较低分子量的碎片,然后这些片段再被惊一步分解成水和二氧化碳。

光降解塑料可以通过添加光敏剂或采用共聚的方式导入光敏基团进行制备,降解过程需要充足光照。

生物降解塑料,是可以被自然界中的细菌、霉菌、藻类等微生物分解成对自然环境无害的小分子,进入碳素循环的材料。

生物分解的程度不同,有的可以完全降解,这种塑料是由淀粉、纤维素以及甲壳质之类的天然高分子组成,或者由农副产品经过微生物发酵形成具有降解性的高分子组成,均是天然生物分子,如聚乳酸(PLA)、聚羟基二甲脂(PHAs)等。

有的生物分解为生物破坏型塑料,由淀粉等天然高分子与聚乙烯、聚丙烯等合成高分子,通过天然成分的生物降解达到破坏共聚物结构的目的,如聚苯乙烯PS、聚丙烯PP等。

由于降解条件宽泛,生物塑料降解是目前市场化程度较高的可降解塑料类型。

光-生物双降解塑料,结合了光降解和生物降解机理,克服了光照不足不易降解和生物降解塑料加工工艺复杂的缺点,但目前处于研发阶段,市场化程度较低。

生物降解塑料的发展现状

生物降解塑料的发展现状

生物降解塑料的发展现状随着环保意识的不断提高,塑料污染问题成为了现代社会的一大难题。

传统的塑料制品通常采用石化原料,难以降解,对环境造成了严重的影响。

为此,科学家们一直在探索新型的生物降解塑料。

生物降解塑料,也称为可降解塑料,指的是在自然环境中能够被微生物完全分解的塑料。

与传统的塑料制品不同,生物降解塑料具有良好的环保性能,且不会对环境造成污染。

目前,生物降解塑料已经成为全球环保领域的一个研究热点。

一、生物降解塑料的分类生物降解塑料按照来源可以分为三大类:植物来源、动物来源、微生物合成。

1、植物来源植物来源的生物降解塑料主要从淀粉类和纤维类制品中提取原料制备而成。

淀粉类生物降解塑料是以玉米、木薯或其他淀粉质材料为原料生产的,具有优秀的生物降解性能,并且其可生产成本相比其他生物降解塑料较低。

纤维类生物降解塑料则采用棉、麻、草等植物纤维为原料制成,具有良好的生物降解性能,但是在工业化生产上还存在一定的技术难点。

2、动物来源与植物来源的原料不同,动物来源的生物降解塑料以动物骨骼、蹄、角等无害原料为材料,通过一系列生物发酵、浸出、精制等工艺制成。

这些生物降解塑料具有优秀的可降解性能和高强度,广泛应用于医疗、食品、包装等领域。

3、微生物合成微生物合成的生物降解塑料是使用微生物发酵法合成的,是目前生物降解塑料的新兴领域。

微生物合成的生物降解塑料因为采用微生物发酵法制成,相较于其他生物降解塑料,其制备工艺更为复杂,成本相对较高,但是其生物降解性能极佳,能够在自然环境中快速分解,不会造成环境污染。

二、生物降解塑料的应用前景生物降解塑料不仅可以代替传统的塑料制品,还可以在农业生产、医疗、包装等领域产生广泛应用。

在农业生产方面,生物降解塑料可以制作成农膜、果膜等农业材料,具有良好的降解性能,不会对土壤造成二次污染。

在医疗器械方面,生物降解塑料可以用来制作医用注射器、培养皿等,具有较高的生物安全性能,能够减少污染源。

可降解塑料的概述及其发展

可降解塑料的概述及其发展

可降解塑料的概述及其发展韩尧褚天李晶黄重行摘要 随着塑料制品在人们生活生产中的越发重要,它对于环境的破坏作用也已经被越来越多的关注。

对可降解塑料的研究和开发刻不容缓。

本文从可降解塑料的分类、机理、目前研究状况、发展方向及其不足之处展开讨论,综合性地对可降解塑料进行了介绍。

关键词塑料,降解,分类,现状,发展方向1 引言一百多年前,塑料从一位摄影师手中诞生,经过几十年的飞速发展,人们已经无法想象缺少了这种色彩鲜艳,重量轻,不怕摔,经济耐用,实用方便的材料的生活该是怎样的了,我们没有一刻可以离开塑料。

但是,在塑料给人们生活带来便利,改善生活品质的同时,其使用后的大量废弃物也与日俱增,给人类赖以生存的自认环境造成了不可忽视的负面影响。

据统计,全世界的高分子塑料的年产量已经超过1.4亿吨,消耗量正以年平均10%以上的速度增长;废弃塑料大约8000万吨/年,且每年正以惊人的速度增加。

我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。

1995年,我国塑料产量为519万吨,进口塑料近600万吨,当年全国塑料消费总量约1100万吨,其中包装用塑料达211万吨。

据调查,北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物,每年总量约为14万吨;上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物,每年总量约为19万吨。

天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。

北京市每年废弃在环境中的塑料袋约23亿个,一次性塑料餐具约2.2亿个,废农膜约675万平方米。

包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丢弃在环境中。

这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧,不仅影响景观,造成“视觉污染”,而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。

过去,对废旧塑料的处理办法主要是土埋和焚烧。

土埋浪费大量的土地,焚烧则会产生大量的二氧化碳及其他对环境有害的氮、硫、磷、卤素等化合物,助长了温室效应和酸雨的形成。

而且这些方法是治标不治本,治理必须要从源头做起。

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可降解塑料的概述及其发展韩尧褚天李晶黄重行摘要 随着塑料制品在人们生活生产中的越发重要,它对于环境的破坏作用也已经被越来越多的关注。

对可降解塑料的研究和开发刻不容缓。

本文从可降解塑料的分类、机理、目前研究状况、发展方向及其不足之处展开讨论,综合性地对可降解塑料进行了介绍。

关键词塑料,降解,分类,现状,发展方向1 引言一百多年前,塑料从一位摄影师手中诞生,经过几十年的飞速发展,人们已经无法想象缺少了这种色彩鲜艳,重量轻,不怕摔,经济耐用,实用方便的材料的生活该是怎样的了,我们没有一刻可以离开塑料。

但是,在塑料给人们生活带来便利,改善生活品质的同时,其使用后的大量废弃物也与日俱增,给人类赖以生存的自认环境造成了不可忽视的负面影响。

据统计,全世界的高分子塑料的年产量已经超过1.4亿吨,消耗量正以年平均10%以上的速度增长;废弃塑料大约8000万吨/年,且每年正以惊人的速度增加。

我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。

1995年,我国塑料产量为519万吨,进口塑料近600万吨,当年全国塑料消费总量约1100万吨,其中包装用塑料达211万吨。

据调查,北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物,每年总量约为14万吨;上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物,每年总量约为19万吨。

天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。

北京市每年废弃在环境中的塑料袋约23亿个,一次性塑料餐具约2.2亿个,废农膜约675万平方米。

包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丢弃在环境中。

这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧,不仅影响景观,造成“视觉污染”,而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。

过去,对废旧塑料的处理办法主要是土埋和焚烧。

土埋浪费大量的土地,焚烧则会产生大量的二氧化碳及其他对环境有害的氮、硫、磷、卤素等化合物,助长了温室效应和酸雨的形成。

而且这些方法是治标不治本,治理必须要从源头做起。

由此,人们将目光转向了塑料本身,各国都在大力开发和研究可降解塑料材料,这也成为20世纪70年代以来的重要课题,受到世界范围的关注。

2.可降解塑料的分类2.1 什么是降解?因为所有的聚合物都会以一种或另一种方式发生降解,所以为了使其定义更准确,有必要引入某种其他标准。

衡量聚合物的降解应使用与时间有关或与人的寿命相关的属于来做出解释;也就是说,一种聚合物如果不能在人的一生时间之内降解,那么就不能认为它是可降解的。

可用Deborah系数(D)的定义来区分可降解和不可降解聚合物(Reiner,1964),它的表达如下:D=降解时间人类寿命一般的,可降解聚合物的D值较小,而不可降解的聚合物的D值却非常大。

2.2 可降解塑料的定义可降解塑料是在新型材料的化学结构上通过新的高分子合成技术引入了易分散的基团,易断裂的化学键、易转移的原子或集团,或分子上连接或整体成分中掺和一些微生物可吞食的成分。

这样在光照,机械震荡或微生物的作用下使分子链断链,结构被破坏,然后很快在自然中分解。

不污染环境,能回收再利用,而且质量轻,加工方便,包装性能好,易于表面装饰。

2.3 可降解塑料的分类及其原理可降解塑料种类很多,分类方法也很多。

按照它的降解机理可分为生物降解材料和非生物降解材料两大类,如图1所示。

目前,在包装领域中应用价值较大的可降解材料有光降解塑料、生物降解塑料、光/生物双降解塑料和水降解塑料。

生物降解塑料 是指通过自然界微生物,如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用可完全分解为低分子化合物的塑料材料(包括高分子化合物及其配合物)。

它具有如下特点:①可制成堆肥回归大自然;②因降解而使体积减少,延长填埋场使用寿命;③不存在普通塑料袋要焚烧问题,减少了有害气体的排放;④可减少随意丢弃对野生动植物的危害;⑤储存运输方便,只要保持,不需避光。

生物降解塑料的降解机理,即生物降解塑料被细菌等微生物作用而引起降解的形式大致有三种,1:生物物理作用,由于微生物侵蚀后其细胞的增长而使聚合物发生机械性破坏;2:生物化学作用,微生物对聚合物的作用而产生新的物质;3:酶的直接作用,微生物侵蚀部分导致塑料分裂或氧化崩裂。

生物降解塑料按照其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。

(1)完全生物降解塑料:指在微生物的作用下,在一定时间内完全分解为二氧化碳和水的化合物。

(2)破坏性生物降解塑料:指在微生物的作用下高分子仅能被分解成散乱碎片。

按照其来源则可以分为微生物合成材料、化学合成材料、天然高分子材料、掺混型材料等。

(1)微生物合成型:微生物合成高分子聚合物是由生物发酵方法制得的一类材料,主要包括微生物聚酯和微生物多糖,其中以前者研究较多。

目前可用于合成微生物聚酯的细菌约有80多种。

这类产品有较高的生物分解性,且热塑性好,易成型加工但在耐热和力学强度等性能上还存在问题,且其成本太高,还未获得良好的应用,现正在尝试改用各种其他碳源以降低成本。

(2)化学合成型:化学合成型材料大多是在分子结构中引入酯基结构的脂肪族聚酯,在自然界中其酯基易被微生物或酶分解。

对这一类降解塑料而言目前仍需研究如何通过控制其化学结构,使其完全分解。

另外,成本也是不容忽视的问题。

(3)天然高分子型:淀粉、维生素、甲壳质、蛋白质等都是天然高分子材料,这类物质来源丰富,可完全生物降解,而且产物安全无毒性,因而日益受到重视。

然而,天然高分子材料虽具有完全生物降解性,但是它的热学、力学性能差,不能满足工程材料的性能要求,因此目前的研究方向是通过天然高分子改性,得到有实用价值的天然高分子降解塑料。

(4)掺混型塑料:将两种或两种以上的高分子物共混聚合,其中至少有一种组分为生物可降解的,该组分多采用淀粉、纤维素等天然高分子,其中又以淀粉居多。

淀粉掺混型生物降解塑料可分为三种类型:淀粉填充型生物降解塑料、淀粉接枝型生物降解塑料、淀粉基质型生物降解塑料。

光降解塑料 是指该塑料在日光照射下吸收紫外线后发生光引发作用,使键能减弱,长链分裂成较低相对分子质量的碎片,聚合物的完整性受到破坏,物理性能下降。

较低相对分子质量的碎片在空气中进一步发生氧化作用,产生自由基断链反应,降解成能被生物分解的低相对分子质量的化合物,最后被彻底氧化为CO2和H2O。

光降解塑料的降解主要依靠紫外线的作用完成。

塑料氧化反应的活化能约为20.91~46.3KJ/mol,热分解活化能为125.4~334.4KJ/mol,各种化学键的离解能为167.2~418KJ/mol,而自然光由可见光、红外线、紫外光组成,其中只有紫外光对塑料降解起作用。

当塑料大分子在吸收紫外线光量子后会处于激发态,从而具有降解的可能性。

紫外光主要来源于太阳的辐射。

其波长范围为290~400nm。

虽然紫外光只占太阳辐射光的6%左右,但相当于292.6~418KJ/mol的光能量。

这6%左右的紫外光所具有的能量在进攻塑料高分子化学结构,在致其断键断链等光化学降解的作用上威力巨大,其能量足以切断大多数塑料中键合力弱的部分。

致使传统塑料对日光辐射的吸收能力和吸收速度有限,所得到的反应性分子的数目较少,在日光下不能发生急剧的光降解。

因为聚合物链上引入光敏基团后,吸收紫外光后就能被引发,从弱键处引起聚合物断裂解降,所产生的较低相对分子质量的链段在空气中可进一步发生氧化作用,产生自由基断链反应,进一步发生降解,也就是著名的光降解Norrish反应,从而加速高分子材料的光敏降解。

另外,氧、热、水等自然环境也会加速其光降解过程。

光降解产物(粉末状)在自然界中继续被环境微生物分解而变成CO2和H2O,进入大自然良性生态循环。

光降解塑料的制备方法有两种:一种是将光敏基团(如羰基)引入高分子结构中得到的共聚合成型光降解塑料;另一种是在高分子材料中添加光分解剂,由光分解剂吸收光能(主要是紫外线)后产生自由基,然后促使高分子材料发生氧化反应达到劣化的目的,可称为添加光敏剂型光降解塑料。

光降解塑料在受紫外光照射下开始老化,同时空气中的氧也参与这一变化,因此实质为光氧化降解,但是这个自然降解过程相当缓慢,因此严格意义来讲,还不能称作降解塑料。

光/生物降解 光降解和微生物相结合的一类塑料(它包括合成高分子和添加光或生物助剂的高分子),它同时具有光和微生物降解塑料的特点。

水降解塑料 在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于水中即能溶解掉,主要用于医药卫生用具方面(如医用手套),便于销毁和消毒处理。

3.可降解塑料的发展现状及前景3.1 可降解塑料的研究现状可降解塑料的研究始于20世纪70年代,当时英国科学家G.J.L.Griffin就曾提出在对性聚合物中加入廉价的可生物降解的天然淀粉作为填充剂的观点并发表第一个淀粉填充乙烯塑料的专利,开发出一种采用淀粉与聚乙烯共混然后滚压成膜得到的“生物降解型”聚乙烯。

将其埋在土壤里,一段时间以后材料会变成粉末状,当时的研究者据此认为聚乙烯已被生物降解。

这种新材料的出现引起了人们对生物降解塑料的关注,从而进入了以淀粉基塑料研究与开发为主的浪潮,相继发表的专利与文献很多,并推出了系列产品,80年代末已经有些实现商业化。

但是20世纪九十年代初的研究指出,C-C 键不能酶解与水解,要断键除非光解与氧化,聚乙烯实际上只是成为碎片留存于土壤中,还不是真正的完全可降解材料。

因此,尽管到目前为止,国内外已经开发出很多生物降解塑料品种(见下表),但真正具有良好的生物降解性能且与传统塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等物理性质类似的只有聚己酸内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酯及其戊酯共聚物(PHB/PHV)和部分改性淀粉塑料。

3.2 可降解塑料的发展状况2 0 0 7 年初,德国网络机构“Plasticker-the home of plastics”在德国作了一个网络调查,2007年5月公布了调查结果:有55%的人认为生物塑料在未来10年将在许多领域发挥主要作用,36%认为在某些特定领域有用。

只有3% 的人认为用处很少,会消失。

由于市场的驱动,国外成立了许多大小不一的生物可降解材料公司,许多跨国公司也进入这个领域,大量的终端产品应用厂商如汽车制造商B M W 、T o y o t a 、F o r d 、M a z d a 以及轮胎制造商Goodyear等进入了这个领域。

美国NatureWork首先在聚乳酸PLA的市场开发上取得了成功,使国内许多企业认识到生物材料是可以在某些领域与传统塑料共存甚至竞争的。

于是国外内有了许多企业启动或已经开展了PLA的生产和应用研发。

2006年3月,美国Wal-Mart宣布其在美国市场的部分食品将采用PLA作为包装材料,促进了PLA市场的快速发展。

英国咨询公司Intertech Pira()最近做了一个全球生物基塑料的市场调查,写成了一篇题为“The Future of GlobalMarkets for BiodegradablePackaging(生物降解包装的未来全球市场)”的研究报告。

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