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可降解塑料的研究与开发

知识介绍可降解塑料的研究与开发许晓扬林泳，草编玩具杨晓东汕头出人境检验检疫局5154l定义分类。法并提出了目前降解塑料存在的问及发展前景。

塑料作为种材料，其用途己渗透到国民经济各部门以及人民生活的各个领域。随着塑料产试的不断增长和用途的不断扩大，废弃物也；日具由厂它们在自然环境或垃圾场中难以降解腐烂。

因此带来了严重的污染问，对生态平衡造成了很大的破坏。这已经引起了社会的极大关注。采用传统的焚烧掩埋等处理技术均存在定的缺陷。而回收利用又存在定的局限，因而开发环境可接受难于回收利用的次性用品污染问的重要途径，成为目前塑料领域的个热门课，并获得了较快降解塑料的主要优点是在失去塑料的利用价值而变成垃圾之耵，不但+会破坏尘态环境，而会提高大地的生物活性，降解性塑料废弃在环境中，在各种环境因素作用下经过定的时间能自动降解为付环境无染的小分子物质。甚至进而可参与生物代谢循环而被同化吸收1.有关资料显，降解塑料的研究除了要解。决物地化学上的以外，还需主要解决两个问是提高经济性，即昭去降低成本提为社会所容纳和接受的能力，以替代现有通用塑料；是提高降解速度的可控性，即可以控制降解速度降解时间生产降解速度+同的多种牌号产品。以适应+1的需求1降解塑料的定义降解槊料个；今世界还没，统的国际标准化定义，但美国材料实验协会人310通过的有关塑料术语的标准人388392对降解塑料所下降解机理性能等，归纳了国内外常的试验评价方化的塑料，这个定义基本上和国际标准130472塑料术语及定义对降解和劣化所下的定义相那么，如何评价降解塑料的降解性能呢或者说怎样判断降解塑料或降解树脂认为，必须具备下面3个基本特征才能称其为降解塑料或降解树脂该塑料在自然界受到阳光氧潮湿微生物等条件的影响，在较短的时间内，其外观发生明显的变化例如，从制品袋制品盒变成粉末并进步消失的过程；力学性能也会明显降低甚至完全丧失；该塑料在上述条件下，分子量应大幅度下降例如，由降解前的十几万或几十万，下降到万或以下该塑料述条件化学结构发生重人的改变，产生大量的含氧化合物如酮醛酸醋过酸过酯氢过氧化物等。

只有出现上述的这些变化，降解后产生的小分子含氧化合物才可能被微生物菌类吞食，并放出氧化碳和水从而达到使塑料降解的目时2降解塑料的分类及降解机理降解塑料按照降解机理可大致分为光降解塑料生物降解塑料和光4物降解塑料，2.1光降解塑料聚合物在光照下受到光氧作用吸收光能主要为紫外光能而发生光引发断链反应和自由基氧化断链反应即⑴光化学反应而降解成付环境安站变化。及休滩的，谬娜降解塑料，根据其制备方法可分为合成型和添加型两种类型。

21.1合成型合成型光降解塑料要通过共聚5应在高分，链引入规基型感光基以而赋其光降解特性，牛通过调节羰基基团含量可控制光降解活性。通常采用光敏单体，或烯酮类如甲基乙烯酮甲基丙烯酮与烯烃类单体共聚，可合成含羰基结构的光降解型，1和，人等，目前心义观工业化的光降解忡聚合物有乙烯共聚物和乙烯乙烯酮共聚物21.2添加型将光敏助剂添加到通用高分产村料，制得光降解性高分子材剌实验明在紫外光谱1200，40，1处各种光敏剂均出现了强度不等但有明从吸光强度的吸收峰。由厂光敏剂能被紫外光诱导，当它添加到塑料中时能引发并加速塑料的光氧化塑料分结构对波长大于20，1的紫外光线吸收能力很小，不宜为紫外光所分解，在塑料高分子链上产生了能吸收波长约为280 321紫外光的羰基，从而实现了塑料的可控光降解5，可，在光的作用下光敏剂可离解成具有活性的自由基，进而引发聚合物分子链断链连锁反应达到降解作用，通用的光敏剂有过渡金屈络合物如硫代氨基甲酸盐硬脂酸盐如硬脂酸铁卤化物Ntfcl5MiHKjMWi1酮类化合物如苯甲酮多核芳香化合物如茂及某些光敏聚合物如聚异丁烯和合成型光降解聚合物等，光降解特性决定厂光敏剂种类饥成和⑴量等。122生物降解塑料下可降解的塑料为生物降解塑料，理想的生物降解塑料在微生物作用下，能完全分解为0，2和只2研宄发现，生物降解的实质是酶对塑料氧化水解反应的作叫。从而导致主链的断裂，相应地降低分子4.也失力了原对的机械性能，迟易尹被微生物所摄取。因此，生物降解必须满足下列条件1存在如细菌真菌放线菌等微生物；2有氧气定的湿度和无机物培养基；3温度范围20601；41值58.酶是种结构复杂带有如0002之类亲水性，般只对脂肪族聚酯聚氨酯聚酰胺等和天然大分子结构相似的材料作用敏感。7按照其降解特性，生物降解塑料可分为部分生物降解型和完仝生物降解型按照其来源则可分为化学合成型天然高分子型掺混型微生物合成型转基因生物生产型等。1 1化学合成型也称官能团型化学合成的生物降解性高分子材料大多是在分，结构中引入酯基结构的脂肪族共聚酯，在自然界中其酯基易被微生物或酶分解。目前己工业化聚琥珀酸丁酯05们等。，认具有良好的生物相容性和生物降解性，可完全参与人体内代谢循环，因而在医用领域获得大量应甩如手术缝合线缓释药物载体体内埋植材料等。此外还可用作食品包装卫生用品等。，1人在湿气中，无光照条件1也，发生水解，在微4物作用下进步分解为水和2.81 2天然高分子型也称纤维素类生物降解塑料2利用淀粉纤维素甲壳素。木质素等可再生的天然资源可制备生物降解高分子材料。这类材料来源1富，且属天然高分。几有完全生物降解性。

近年来我国有研究单位采用从稻草麦秸等草本植物中提取的纤维素为原料，经定的处理后加工制成地膜，开发应用取得了定的进展。目前尚需改进该类地膜性能，还有许多技术难有待解决。

3掺混型也称共混型1将两种或两种以上的高分子物共混复合，其中至少有种组份为生物可降麻由此可制得掺混型生物降解高分子材料。选用的生物降解组份或组份之大多采用淀粉纤维素木粉等天然高分子，其中又以淀粉居多。淀粉掺混型生物降解高分村料大致可分为3种类型淀粉添充型淀粉基质型生物降解高分子共混型。这类生物降解材料是通过微生物昏先摄，与土壤或水接触的聚介物中的淀粉添加剂，留下多孔的海绵状结构。这余下部分的分解包合1午多连续不断的酶反应，而均分子量相应地逐步减少，这是个漫长的过程。7 2.2.4微生物合成型也称生物含成降解塑料户微生物通过生命活动可合成高分子。这类高分多糖，其中微生物鸡精聚酯方面的研究较多。研宄发现，目前可用于合成微生物聚酯的细菌约有80多种，发酵底物主要为，化合物，如甲醇乙醇0羟基乙酸3羟基丁酸4羟基丁酸。丙酸戊酸。厂醉。葡萄糖免，如聚烃墙酯8就是种可产生于生物体内的微生物聚醋，是可降解材料研究领域中*令人兴奋的发现它是细菌体内为应付食物紧张储存原料的物质，可被许多细菌激活，导致快速解聚，研究发现，解聚细菌酶可看作截然不同的两类，第类酶将高分子聚合物降解成聚体，另类则将聚体降解为单体。，1生物降解的第步是膜面的改变，即面水解从而导致面，和0数量的，加。细菌始繁殖。卞长速投取决于温度与值，*终降解为3羟基丁酸，它是人体血液的正常代谢物22.5转基因生物生产型韩国科学技术院生物工程开发中心研宄人员利用现代生物技术从种细菌中获取合成高分子的基因，转入大肠杆菌中获得有效达建构工程大肠杆菌这种程人肠杆馆在1反应器的底物中发酵401可。产801以上的生物降解高分子。

美国学通过转姑因方式，将从豌豆植物中提取的1片段外源基闪转拟南芥菜细胞。使其叶绿体能产生3幻；颗粒，产生3的能力提高了3倍，这种转基因植物将成为生物降解高分子开发的个新的方向。

23光生物降解塑料这是类结合光和生物的降解作用。达到较完全降解目的的嗯种它廉具光，生物双重降解功能，是目前的开发热点之。制备方法目前是采用在通用高分子材料如，中同时添加光敏剂自动氧化剂等和作为微生物培养基的生物降解助剂为淀粉型和非淀粉艰两种，代中求用天然高分淀粉作为生物降解助剂的技术目前较为普遍1.如在，膜中填充512的淀粉和0.1剂，在自然曝露条件下可控膜的使用寿命，该脱在光敏剂作用首先出现明从的光氧化降解段，间后，其面出现裂纹，裸露出填充的淀粉细粒寸产生生物侵蚀达到光斗物降解的复介效原剌并添加合有光敏剂光氧稳定剂等组成的光降解体系和含有41等多种化学物质作为生物降解体系的浓缩母料，6成7非淀粉型光和4物降解体系，挤出吹塑可制成可控降解地膜，经应用考核，该降解地膜不仅具备普通地膜的保温保墒和力学性能，而且可控性好，诱导期稳定，在曝晒埋于土壤下的条件下，也可促进生物繁殖生长。3有关降解塑料的标准及试验评价方法降解塑料为高科技环保新产品，产品的卫生性安全性降解性和降解后对环境的影响等与人们的生活息息相关，影响面较广，目前，世界各国均投较人的人乃物力。财乃致力厂降解塑料的定义试验评价方法和标准的研宄制定，并向标准化迈进3.1为国内外有关降解塑料的部分标准及试骀价法，4存在问及发展前景近年来，内外对降解塑料的研究开发，了定程度的进展，目前正从资源技术环保经济场等多方位综介考虑。研制新技术开发新产品开拓新市场。但从总体情况看，当前降解塑料仍处在技术行待进步深化研究。工艺进步完善，并致力于提高性能降低成本拓宽用途和逐步推向市场的阶段35，主要存在以下问价格偏高，由于降解塑料的生产成本高，价格比普通塑料贵，因此，在没有国家法规强制规定使用的情况下，推广上有难度，很少有销售商会主动使用这种广品；降解技术尚不成熟，前，呜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。淀粉可以波微1.物所分解，们1树脂分子骨架在很长时间内仍分解不了，反而为废弃塑料的回收处理增加了困难。光降解塑料则是在塑料中加入光降解剂，叫料日光照肘降解，但受地理环境和气候的制约性大，很难准确控制降解时间，且埋地部分和进垃圾填埋系统的也不能降解些笮位在推，己的降解技术降解产品时，对于降解机理含糊其辞，很少提及，常常给人们形成误导23；3对于降解塑料，世界上尚没有统的定标准号试验评价方法次性可降解餐饮具通用技术条件次性可降解餐饮具降解性能试验方法包装用降解聚乙烯薄欺行业标准包装制品环境标志产品技术要求可降解塑料，1装制品技术要求测试合成高分子材料抵抗细菌的标准操作法测试合成高分子材料抵抗真菌的标准方法采用拉伸试验测定可降解聚乙烯及聚丙烯降解终点的标准规则可光降解唧料晒用水氙灯弧晒仪标准操作则降解塑料残余固体物水萃出物的毒性试验标准可光降解塑料曝晒用荧光紫外线及冷凝仪标准操作规则城市污水淤泥中，测定可降解塑料需氧生物降解性的标准试验方法城市污水淤泥中。测定可降解塑料厌氧生物降解性的标准试验方法采有特定微生物测定可降解塑料需氧生物降解性的标准试验方法光降解唧抖广外曝露试验标准规则受控堆肥化条件下测定可降解塑料需氧生物降解的试验方法塑料在海洋漂浮曝露状态下耐候试验标准规则塑料曝露于模似堆肥环境中的标准规则塑料曝露于采用外加热器的模拟堆肥环境中的标准规则固体废弃物中的塑料可生物降解性试验方法环境降解塑料堆肥性评价的标准准则固体废弃物中的塑料经可生物降解试验方法进行毒性和堆肥质量试验后配制的剩余固体物的标准规则生物降解塑料测试方法标准日本通过堆肥实验检测生物降解塑料生物降解性标准德国水系培养液中需氧条件下生物降解率试验方法以氧气消耗量评价水系培养液中需氧条件下生物降解率试验方法以氧化碳发生量评价水系培养液中厌氧条件下生物降解率试验方法堆肥条件下的需氧生物降解试验方法以氧化碳发生量评价塑料在真菌和细菌作用下的行为测定用直观检验法或用测量质量或物性变化的评价使缺乏正确统的认识和确切的评价，产品市场比较混乱，真假难辩从长远发展看，随着人们环保意识的加强，降解塑料的生产使用将是必然的发展趋势。当前，光降解塑料技术相对较成熟，生物降解塑料则处在不断发展的阶段，是开发的热点，技术量高，应用前景看好，而光生物降解朔料具有光生物双重降解功能，足应当前降解塑料耍开发方向之。

在咸阳可降解方血已经取得似大欠破。后应在降解塑料的降解可，也快，降解性和完乍降解性巧布面进行深入的研究，并进步提高产品性能，降低产品成本拓宽应用领域。

降解塑料是塑料家族中带降解功能的类新材料，它是为人类展了个环境科学化学生物保健护具学等多学科交叉的全新科学领域。即将到来的21世纪是经济资源能源环保相互协调经济持续发展的时代，随着科技的进步人们环保意识的 ，强降解技术的提高，我们相信，降解塑料必将拥有越来越广阔的应用前景。

I应宗荣。现代塑料加工应用，2000.王文英，张振亮。现代塑料加工应用。2000，1213唐赛珍，陶欣。降解塑料通讯。200，126 5陈庆华。钱庆荣。1料加1 7克政华道本。现代塑料加工应用，1997，28严刘忠范强调冰赵耀明。合成纤维，200， 9林宜超。合成树脂及塑料，2017，1310韩昌泰。尔英。胡海。塑料。1997，262714国内简讯新型建筑用铺贴砖防水胶粘剂通过鉴定新型建筑用铺贴砖防水胶粘剂是广州市科委科技攻关项江南产业集中区产业发展部负责人说目，该项目采用甲基丙烯酸异丁酯作主要原料，通过溶液聚合法合成建筑用铺贴砖防水胶粘剂，技术路线可行，工艺合理。生产过程基本无废污染。产品质量稳定，符合标准。产品施涂于铺贴砖间缝中，起防水补漏作用。经用户使用明，效果良好，主要性能达到比利时产品漏补王的指标，能替代进1产品，有较好如果不通时的社会效益和经济效益，该项目于2000年12月26日在广州市化学工业研究所通过鉴定。

吴文莉接枝共聚快干交联型金属漆丙烯酸改性醇酸树脂通过鉴定共聚快下交联型金，漆课。经过年多的小试中试试产以及在用户和市场上的推广应用，全部科研工作己经完成，于2000年12月22日通过了广州市科委组织的专家组对该课进行的技术鉴定。

醇酸树脂是涂料用合成树脂中用量*大用途*广的品种之，但是传统的醇酸树脂存在着十燥慢耐候性及耐水性差硬度低等问。同1寸。山于受到现有生产设备和工艺条件的限制。

给该类产品的施工及推广应方血形成障碍该项糍的研制。主要是针付上述存在的+锾以吸收目前，1现有的先进理论和技术。结合本笮位原有的生产经验，通过探索和试验。使新产品在原有产品的基础上，性能更趋良好和完善。

该课采用了以乙烯或丙烯系单体来改性醇酸树脂。仲其在成膜性能和应疗讪兼有乙烯和内烯酸树脂的特点和醇酸树脂的优点，以适用于金属涂饰。

如燥时间的减少，可缩短施工时间。提高工作效率；而涂层的物理化学性能好，则提高涂膜的耐候性能，延复涂的时间，节约了资源和能源同广州市利1委丁1999年达由珠江化工集团有限公司广州制漆厂与华南理工大学承，接枝淑时，该产品的狐含量却由72，降低到