环境降解材料

由微生物合成的生物降解塑料 简称生物塑料 包括生物聚酯 生物纤维素 多糖类和聚氨基酸等 是一类能完全被自然界中的微生物降解的塑料 微生物体内贮存的动植物脂肪或糖原 是一类脂肪族聚酯 称为生物聚酯 是微生物的营养物质 当无碳源存在时 这些聚酯可分解为乙酰辅酶作为生命活动的能源 聚乳酸 PLA 又称聚内交酯 是以微生物发酵产物乳酸为单体化学合成的 使用后可自动降解 不 会污染环境 聚乳酸可以被加工成力学性能优异的纤维和薄膜 其强度大体与尼龙纤维和聚酯纤维相当 聚乳酸 在生物体内可被水解成乳酸和乙酸 并经酶代谢为 CO2 和 H2O 故可作为医用材料 日本 美国已 经利用聚乳酸塑料加工成手术缝合线 人造骨 人造皮肤 聚乳酸还被用于生产包装容器 农用地 膜 纤维用运动服和被褥等 淀粉塑料 含淀粉在 90 以上 添加的其他组份也是能完全降解的 目前已有日本住友商事公司 美国 Wamer Lamber 公司 意大利 Ferrizz 公司等宣称研究成功含淀粉量在 90 100 的全淀粉塑料 在 1 月 1 年 完全生物降解而不留任何痕迹 无污染 可用于制造各种容器 瓶罐 薄膜和垃圾袋等 全淀粉塑料的生产原理是使淀粉分子变构而无序化 形成了具有热塑性能的淀粉树脂 因此又称为 热塑性淀粉塑料 其成型加工可沿用传统的塑料加工设备 以淀粉为原料开发生物降解塑料的潜在优势在于 淀粉在各种环境中都具备完全的生物降解能力 塑料中的淀粉分子降解或灰化后 形成二氧化碳气体 不对土壤或空气产生毒害 采取适当的工艺 使淀粉热塑性化后可达到用于制造塑料材料的机械性能 淀粉是可再生资源 取之不绝 开拓淀粉 的利用有利于农村经济发展 需要说明的是 我国目前生产的淀粉塑料绝大多数为填充型淀粉塑料 即在非生物降解的高分子材 料中添加一定比例的淀粉 通过淀粉的生物降解而致使整个材料物理性能崩溃 促使大量端基暴露以致 氧化降解 但这种 崩溃 后的剩余部分中的 PE PVC 等均不可能降解而一直残留于土壤中 日积月 累当然会造成污染 因此国外将此类产品归属为淘汰型 二 光降解塑料 光降解塑料是指在光的作用下能发生降解的塑料 3 光降解塑料举例 按制造方法可将光降解塑料分成合成型降解塑料和添加型降解塑料 a 乙烯 一氧化碳共聚物 E CO 光降解以主链断裂为特征 E CO 的光降解速度和程度与链所含的酮基的量有关 含量越高 降解 速度越快 程度也越大 美国德克萨斯州的科学家曾对 E CO 进行过户外曝晒实验 在阳光充足的六 月 E CO 最快只需几天便可降解 b 乙烯基类 乙烯基酮类共聚物 Ecolyte Ecolyte 分子侧链上的酮基在自然光的作用下可发生分解 Ecolyte 的光降解性能优于 E CO 但成本 也较高 这类聚合物的缺点是一旦见光就开始发生降解 几乎没有诱导期 需要加入抗氧剂以达到调节诱导 期的目的 2 添加型光降解塑料 添加型光降解塑料是在聚合物中添加少量光敏剂 在低浓度时是光氧化降解催化剂 经日光 紫外 光 辐照而发生反应 使聚烯烃高分子断裂 在 PE PP 等聚合物中添加酮类 胺类等光敏剂都可取得较好的光降解性 添加型光降解塑料成本低 生产工艺简单 做覆盖地膜使用效