可降解塑料制品的研发和推广是当今世界各国实现可持续发展目标必须完成的一项任务。可降解塑料不仅可以解决白色污染问题,同时也是实现资源循环利用的有效途径,可以显著提高社会效益和经济效益。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、易转移的原子或基团,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,如淀粉、改性淀粉或其他纤维素、光敏剂、生物降解剂等。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。当前实际应用的可降解塑料主要有两种,一种是光降解塑料,另外一种是生物可降解塑料。
光降解塑料是指通过光的作用可实现降解的塑料。该类塑料中的聚合物分子链在紫外线等光线照射下可激发电子活性,进而发生光化学反应,再加上大气环境中O2的影响,最终可发生光氧降解。目前已经实现工业化生产的光降解塑料有乙烯酮共聚物、乙烯/CO共聚物、接枝共聚物等。西方发达国家广泛使用光降解塑料,其普遍应用于购物袋、垃圾袋、包装袋、塑料瓶以及农用地膜等。我国主要用于农用地膜,也逐渐开始用于新型快餐盒。
生物降解塑料是将天然高分子与通用型合成高分子进行共混和共聚得到的。生物降解是指通过微生物的侵蚀、分解作用实现降解过程。早期采用的是填充型淀粉塑料,在普通塑料中加入30%左右的淀粉,这类塑料在土壤中可迅速降解成塑料小片,但之后便不会再降解,因此这种生物降解塑料已基本被淘汰。目前,市场上比较提倡的可生物降解塑料是全降解塑料。它是由淀粉、维生素等完全降解物质和少量降解辅助剂组成,可以在土壤中完全降解。目前,常见的生物降解塑料有淀粉类降解塑料、纤维素类降解塑料等。例如,聚乳酸就是一种典型的淀粉类降解塑料。生物降解塑料制品广泛应用于日常生活、农业、医疗中,如用作食品包装和容器、电器外壳、手机外壳等。(www.xing528.com)
近几年,国内外对可降解塑料的研究集中于光-生物降解材料。光-生物降解材料,是对光降解塑料的光降解机制以及生物降解塑料的生物降解机制的结合应用,从而弥补了光降解和生物降解中的缺陷。如光-生物降解塑料的降解过程不再受光照程度的制约,可在光照不足的情况下快速降解,而且降解彻底。此外,还在很大程度上改善了生物降解塑料加工困难、工艺复杂、成本较高等问题,克服了生物降解塑料难以推广应用的弊端。但这种降解塑料仍处于研发阶段,相应的产品较少。
可降解塑料对绿色环保有着重要的意义,因此需要加强对可降解塑料的研究和推广。当前可降解塑料研发过程中还存在着技术有待改进、成本有待降低和应用范围较窄的问题。首先,光降解的时间和速度都比较难控制,生物降解的速度较慢,降解后的产物是否真的不会对环境造成污染都有待研究。其次,相比普通塑料,生产可降解塑料的材料价格比较高,技术工艺比较复杂,因此最终的产品价格也远高于普通塑料材料。此外,应该扩宽可降解塑料的应用领域,目前已经向建筑材料、汽车领域中发展,但运用塑料的领域十分广泛,还应不断扩大其应用的范围。
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