常见绿色包装材料.doc

成绩评卷人 2011学年第二学期课程名称：环境材料 任课教师：廖颖敏论文题目：常见天然生物分子材料学号：ESE08076姓名：陈则宏 年级：2008级 专业：环境科学与工程 班级：2班提交日期：2011年5月29日常见天然生物分子材料陈则宏 ESE08076（厦门大学嘉庚学院 环境科学与工程系，福建 龙海 363105）摘要：随着人们生活水平的提高以及包装工业的迅速发展，绿色包装材料的应用前景广阔。而天然植物纤维包装材料、变性淀粉包装材料、微生物发酵物包装材料、转基因植物包装材料则是其中应用最广的几种主流包装材料。虽然这些新兴材料工艺发展还不完善，但是从国民经济持续健康发展的全局角度来看，绿色包装材料无疑是未来发展的趋势。关键词：天然植物纤维包装材料；变性淀粉包装材料；微生物发酵物包装材料；转基因植物包装材料1.包装的概念包装不仅使商品便于运输与携带，而且还可保护与美化商品，起到延长商品货架期和促进销售的作用。随着生活水平的不断提高，人们对商品的包装要求也越来 越高，从而导致包装工业的迅速发展。然而，包装在为人们带来方便不口效益的同时，也对人类生存的环境造成了严重的危害，一方面包装消耗大量的资源和能源，另一方面曰益增多的包装废弃物已经成为人类仅次于水质污染、海洋湖泊污染和空气污染的第四大污染源。2.绿色包装的发展当包装与环境的矛盾激化后，人们提出了发展“绿色包装”的概念，所谓“绿色包装”，就是指从原料到产品的加工生产对环境无污染、可以回收循环使用或再生利用、可在大自然中自行化解的包装。“绿色包装”是二十一世纪最震撼人心的包装革命，绿色浪潮的重要组成部分。要广泛采用绿色包装，发展绿色包装，就需要人们正确选择包装材料。因此，绿色包装实质上就是包装材料的绿色化。所谓绿色包装材料 ( green packaging material)是指在生产、使用、报废及回收处理再利用过程中，能节约资源和能源，废弃后能够迅速自然降解或再利用，不会破坏生态平衡，而且来源广泛、耗能低，易回收且再生循环利用率高的材料或材料制品。3.几种主流天然生物分子材料类目前社会上主要使用的几种天然生物分子材料有：天然植物纤维包装材料、变性淀粉包装材料、微生物发酵物包装材料、转基因植物包装材料。3.1天然植物纤维包装材料天然植物纤维如蔗渣、棉杆、谷壳、玉米秸秆、稻草、麦秆等是一种来源十分丰富的可再生自然资源。据调查，我国每年的农作物秸杆在5亿吨以上。植物秸杆作为包装材料有许多优点，例如良好的缓冲性能，无毒，无臭，通气性能好，使用后能完全自然降解。目前广泛用于包装的典型品种是纸浆模塑和蜂窝纸板制品。特别是纸浆模塑制品，被用来取代难降解的发泡塑料，广泛应用于餐具、禽蛋托盘、鲜果托盘、工业托盘、食品及其半成品包装、医疗器具包装等。 3.1.1蜂窝纸板的主要特点(1)质轻、用料少、成本低。蜂窝夹层结构与其他各种板材结构相比，具有最大的强度质量比，因而其制成品的性能价格比好，这是蜂窝纸板成功的关键。(2)高强度，表面平整，不易变形。蜂窝夹层结构近似各向同性，结构稳定性好，不易变形，其突出的抗压能力和抗弯能力是箱式包装材料需要的最重要的特性。(3)抗冲击性、缓冲性好。蜂窝纸板由柔性的纸芯和面纸做成，具有较好的韧性和回弹性，独特的蜂窝夹芯结构提供了优异的缓冲性能，在所有的缓冲材料中具有更高的单位体积能量吸收值，高厚度的蜂窝纸板可替代现己大量使用的EPS塑料泡沫缓冲垫。(4)吸声、隔热。蜂窝夹层结构内部为封闭的小室，其中充满空气，因此具有很好的隔声保温性能。(5)无污染，符合现代环保潮流。蜂窝纸板全部由可循环再生的纸材制作，使用后可以百分之百地回收再利用。3.1.2纸浆模塑制品特点它是以废纸为原料、添加部分化学药品，然后根据不同的用途制成各种形状的模型制品，用来作为鸡蛋、水果、精密器件、易破易碎的玻璃、陶瓷制品、工艺品等的包装衬垫，有良好的缓冲保护性能。生产纸浆模塑技术设备发展很快，基本工艺过程是浆料制备、模塑成型，干燥，整形四道工序。 3.2变性淀粉包装材料淀粉是一种天然的高分子材料，且可以再生，废弃后在自然环境中完全自然降解，也可以被食用或者作为饲料。淀粉本身很脆，不宜单独用作降解材料使用，必须要通过物理改性、化学改性改变其分子结构，使其无序化而具有热塑性能。目前变性淀粉在绿色包装材料上的应用主要集中在食品包装盒应用上，也就是常用的快餐盒。用变性淀粉制的食品包装盒具有无毒和易降解的特性，使用安全无污染且成本低廉。3.3微生物发酵物包装材料许多微生物在以有机化合物作为碳源时，具有合成脂肪族聚酯的能力。微生物合成的高分子主要是聚羟基烷酯(PHAs)，已发现40余种，其中最常见的是聚羟基丁酸酯(PHB)和聚羟基戊酸酯(PHV)。其中PHB是理化特性类似于聚丙烯的天然可降解的热塑聚合物。聚L乳酸(PLA)也是一类良好的生物降解包装材料，它是某些细菌在以淀粉、糖蜜等碳水化合物为发酵基质制得L乳酸后，再通过化学合成方法制得的。PLA可塑性与聚苯乙烯相似，可采用传统的成型加工方法生产，具有良好的生物降解性，一般土壤掩埋后36个月破碎，612个月变成乳酸，在土壤微生物的代谢作用下最终转变成CO2和H20，不会给环境带来污染。可用于食品包装、农用薄膜及医用材料等领域。 虽然目前利用微生物发酵生产生物降解包装材料的研究和开发工作已取得突破性进展，但仍存在如下问题：生产效率低，熔点和降解起始温差不大，结晶速度慢，加工困难，价格昂贵，实际应用受到限制。因此培育转基因植物生产PBH等PHAs 就 成为研究和开发生物降解塑料的热点领域。 3.4转基因植物包装材料 随着植物基因工程的迅速发展，针对微生物发酵生产PHB存在价格昂贵等问题，一些大公司相继开展了利用转基因植物作为反应器生产PHB等包装材料的研制工作。英国的ICIZeneca种子公司确立的长期目标是将细菌生物合成PHB的途径导入合适的作物以利用转基因植物大规模生产PHBV包装材料。美国Monsanto公司1996年启动了一个重大项目，旨在建立用转基因油菜生产包装材料的技术体系。 4.绿色包装材料应用展望绿色包装材料的研制和开发，大大减少了不可降解包装材料的使用量，在一定程度上缓解了生态环境的压力，降低了日益枯竭的石油资源消耗，减少了环境污染，也解决了国际上禁止使用不可降解包装材料而对我国出口商品的限制。绿色包装材料的广泛应用，无论是从地球保护的实际角度，还是从国民经济持续健康发展的全局角度，抑或是从高新包装材料技术的学术角度来说，