國內外可降解塑料的現(xiàn)狀及其應用前景

1、國內外可降解塑料的現(xiàn)狀及其應用前景成 鋼(上海石化股份公司塑料部, 200540)塑料是生產(chǎn)和生活中不可缺少的合成材料, 隨著人們生活水平的提高和環(huán)保意識的不斷加強, 研究廢棄塑料的回收途徑, 開發(fā)降解塑料, 解決日益惡化的環(huán)境污染是當今高分子材料領域重要的研究課題。 介紹可降解塑料的分類, 國內外 降解塑料的研究現(xiàn)狀及降解塑料的應用前景。關鍵詞: 降解塑料 分類 現(xiàn)狀 應用前景塑料是生產(chǎn)和生活中不可少的合成材料。 目 前全世界每

2、年生產(chǎn)約 120 M t, 用后廢棄的量大約 是生產(chǎn)量的 50%～ 60% 。在我國城市垃圾中塑料 廢品約占 7% , 有的地區(qū)高達 15% , 這些廢塑料不 易降解, 危及人們的生存環(huán)境, 以至于形成 20 世 紀以來最大的公害之一。 針對這一問題, 一些國家 采 取 的 對 策 是 實 施 3R 工 程, 即 減 少 使 用 ( R edu c t io n )、 重 復 使

3、 用 ( R eu se ) 和 回 收 循 環(huán) (R ecyc le)。 但是在一些回收困難、 不宜回收或回 收后需要追加很大能量的塑料應用領域 ( 如食品 包裝、 衛(wèi)生用品等) , 3R 工程的實施有很大困難, 因此, 可降解塑料就成了當今廣大塑料工作者研 究的重點領域。 本文概述了國內外可降解塑料的 現(xiàn)狀, 并對其應用前景作了展望。反應而分解的塑料。 光降解塑料制備方法大致有 兩種: 一是在高分子材料中添

4、加光敏感劑, 由光敏 感劑吸收光能后, 所產(chǎn)生的自由基, 促使高分子材 料發(fā)生氧化作用后達到劣化的目的。 另一種方法 是利用共聚方式, 將適當?shù)墓饷舾袆敫叻肿?結構內賦予材料光降解的特性。感光性官能基引入型光分解性塑料, 現(xiàn)在已知的有乙烯2 CO 共聚物、 乙烯酮2乙烯共聚物、 熱塑性 1, 22聚丁二烯、 聚環(huán)氧異丁烷等, 這些塑料的分解速度隨季節(jié)而異。 感光性試劑添加在光分 解性塑料中, 分別有添加三重項光增感劑的聚合

5、物和添加金屬化合物的聚合物。 1 . 2 生物降解塑料生物降解塑料是由土壤中微生物能分解的塑 料, 借助于細菌或其水解酵素將材料分解為二氧 化碳、 水、 蜂巢狀多孔材質和鹽類。 制備方法有三種: 一是微生物生產(chǎn)方法, 生產(chǎn)微生物高分子; 二 是天然高分子 ( 植物或動物天然高分子) 生產(chǎn)方 法; 三是合成高分子 (化學合成高分子) 生產(chǎn)方法。降解塑料的分類 1降解塑料是一類在使用期間具有優(yōu)異的使用性能, 而使用后又能迅速降解而

6、進入自然界的碳 循環(huán), 不再對所使用環(huán)境造成污染的高分子材料。 它可分為光降解塑料、 生物降解塑料、 生物和光雙 降解塑料。1 . 1 光降解塑料光降解塑料就是靠吸收太陽光、 引起光化學2 國外降解塑料的現(xiàn)狀本文于 2000 2 06 2 07 收到。金 山 油 化 纖 ·46· 2000國內降解塑料的現(xiàn)況 四川聯(lián)大的高分子材料研究中心采用 5 種淀粉改性劑 ( 即含乙烯基硅烷物質、 淀粉酶、 多甲

7、基 硅烷、 O P 乳化劑類、 磷酸酯類化合物) 對淀粉進行改性。研究了改性淀粉與 P E 的相容性、 熱性能和力學性能, 得到的改性淀粉與 P E 的相容性都 有不同程度的改進, 其中以乙烯基硅烷物質更為明顯。 中國科學院成都有機化學所對新型可生物降解高分子材料聚酰胺及其共聚物進行了研究, 該 類聚酰胺及其共聚物具有良好的可生物降解性,根據(jù)結構的不同, 實現(xiàn)降解周期可調節(jié)和控制, 降 解后對環(huán)境無毒并可生物吸收。3我國光降解塑

8、料的研究始于 70 年代, 80 年代末開始對淀粉填充型生物降解塑料進行研究。90 年代國家把 “可降解塑料地膜” 列入 “八五” 、 “九五” 重點科技攻關項目, 從中央到地方、 大專院 校、 科研單位、 企業(yè)等上百家單位進入了降解塑料 開發(fā)的行列。 主要可歸納為以下幾方面的工作。311 可控光降解塑料國內有些研究單位和廠家在此方面作了大量 的研究開發(fā)工作, 并能生產(chǎn)一定量的可控光降解地膜。 這種地膜以L D P E

9、或L D P E / L L D P E 樹脂 為主要原料, 加入一定比例的光降解劑 ( 即光敏劑) 和壽命調節(jié)劑, 或加入含有這些組份的光降解 母料, 經(jīng)混合、 擠出吹塑制成。 它的特點是: ① 在陽光照射下, 經(jīng)過一個生產(chǎn)季節(jié)覆蓋應用后, 可自行光分解, 分解后的小殘體, 可被土壤中的微生物 繼續(xù)分解。 ② 使用壽命可以控制, 根據(jù)不同地區(qū) 和不同作物的要求, 通過配方設計, 調節(jié)、 控制其 有效試用期。 ③

10、 節(jié)省回收舊地膜的用工, 并為解決殘膜對土壤和環(huán)境的污染, 提供了一條可靠技術途徑。 通常光敏劑的主要種類包括: 金屬鹽類;二茂鐵衍生物類; 羥酸鹽類; 烷基硫代氨基甲酸鐵 類。312 生物降解塑料目前國內有些單位在淀粉降解塑料方面進行 了開拓應用研究, 使淀粉降解樹脂中淀粉添加量達到 30%～ 40% , 其相容劑 EA A 2乙烯丙烯酸共 聚物的含量達到最低水平, 且其樹脂在未加添加物和 P E 的條件下可以吹制

11、成薄膜, 其強度能達 到 P E 標準。這類地膜如淀粉/ 聚乙烯地膜、 淀粉/聚乙烯醇薄膜等產(chǎn)品在覆蓋使用后, 經(jīng)細菌或其它微生物吞噬、 會解體, 變成微孔結構和碎片, 再 進一步氧化降解, 最終被土壤微生物吸收。313 其它降解塑料可控光生物降解塑料。 天津大學、 北京高分子 材料科技開發(fā)公司在聚乙烯樹脂中, 加入一定比 例的光生物降解母料 ( 該母料由經(jīng)超微化處理和表面處理的淀粉和光敏劑等組合, 再混入一定量的聚乙烯樹

12、脂制得, 淀粉含量可達 70% ) , 經(jīng)混 合、 擠出吹塑生產(chǎn)可控光生物降解地膜。降解塑料的應用前景 4降解塑料主要應用在包裝材料, 這些材料大 多是短期性和一次性的。 就生物降解塑料而言, 美 國主要用于垃圾袋、 購物袋、 醫(yī)藥用材; 西歐主要 用于垃圾袋、 購物袋; 日本用于農膜、 帶、 刮胡刀、 高爾夫球。 就光降解塑料而言, 美國用于農膜、 垃 圾袋; 以色列用于農膜、 帶; 西歐用于垃圾袋、 購物 袋、 農膜、

13、 包裝材料; 日本用于農膜、 帶、 包覆肥料、 購物袋。 隨著降解塑料的不斷開發(fā)研究和它們的重要性不斷被人們認識, 無論在國外還是國內, 可 降解材料在很多領域都得到了應用, 見表 2。表 2 可降解塑料的應用領域類 型 應用領域一次性用品 快餐盒護理用品 尿布購物袋 垃圾袋容器 高爾夫球用品地膜 防水材料 漁網(wǎng)等日常用品體育休閑品農、 林、 水產(chǎn)用品圖 1 表明了世界整個塑料的消耗量, 據(jù)預測 到 2000 年可降解聚

14、合物的耗量將成倍提高, 約占 整個塑料消耗量的 2% , 即可降解聚合物的耗量 在 2000 年可達到 4 ～ 5 M t 左右, 其中美國將達到0 . 9 M t, 日本將達到 0 . 2 M t。 我國目前的生產(chǎn)能© 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.