可降解塑料應(yīng)用概述及發(fā)展現(xiàn)狀

塑料工業(yè)發(fā)展迅速，當(dāng)前世界塑料總產(chǎn)量已超過1.7億噸。其用途己滲透到國民經(jīng)濟(jì)各部門以及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域，與鋼鐵、木材、水泥并列成為四大支柱材料。但塑料的缺點(diǎn)是用后在自然環(huán)境或垃圾場中難于降解，因而成為污染環(huán)境的垃圾。資料顯示，城市固體廢棄物中塑料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)已達(dá)10%以上，體積分?jǐn)?shù)則在30%左右。發(fā)展可降解塑料能減少白色污染，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 目前降解塑料的研制開發(fā)十分活躍，并部分進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。從總體上看，當(dāng)前降解塑料仍有待于對技術(shù)進(jìn)行更深入研究、提高性能、降低成本、拓寬用途并逐漸推向市場。 當(dāng)前，生產(chǎn)降解塑料的國家主要有美國、意大利、德國、加拿大、日本、中國等。美國是開發(fā)降解塑料的主要國家之一，主要有十幾家單位，如塑料降解研究聯(lián)合體（PDRC）、生物/環(huán)境降解塑料研究會(huì)（BEOPS）等，其宗旨在于進(jìn)行有關(guān)降解材料合成、加工工藝、降解試驗(yàn)、測試技術(shù)和方法標(biāo)準(zhǔn)體系的建立。近年日本相繼成立了生物降解塑料研究會(huì)、生物降解塑料實(shí)用化檢討委員會(huì)，日本通產(chǎn)省已將生物降解塑料作為繼金屬材料、無機(jī)材料、高分子材料之后的“第四類新材料”。歐洲Bhre-Eurae更是對生物降解塑料建立了完善的降解評價(jià)體系。 近年來，在發(fā)達(dá)國家以完全生物降解塑料的研發(fā)最為活躍。據(jù)報(bào)道，1998年全世界完全生物降解塑料年產(chǎn)量約為3萬噸，到2001年，美國、西歐、日本等的產(chǎn)量已增加到7萬噸左右。目前國外的可降解產(chǎn)品主要是完全生物降解塑料，這仍將是今后中長期的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。 降解塑料按其降解機(jī)理主要分為光降解塑料、生物降解塑料和光-生物雙降解塑料。 國外已采用的光降解技術(shù)有合成型和添加型兩種。前者是在烯烴聚合物主鏈上引入光敏基團(tuán)，后者是在聚合物中添加有光敏作用的化學(xué)助劑�，F(xiàn)對乙烯共聚物類光降解聚合物研究最多。研究表明，聚乙烯降解成分子量低于500的低聚物后，可被土壤中的微生物吸收降解，具有較好的環(huán)境安全性。美國杜邦、陶氏化學(xué)，德國拜爾等公司和加拿大多倫多大學(xué)都已利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。 生物降解塑料是指在自然環(huán)境下通過微生物的生命活動(dòng)能很快降解的高分子材料。按其降解特性可分為完全生物降解塑料和生物破壞性塑料。按其來源則可分為天然高分子材料、微生物合成材料、化學(xué)合成材料、摻混型材料等。 天然高分子型是利用淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)、蛋白質(zhì)等天然高分子材料制備的生物降解材料。這類物質(zhì)來源豐富，可完全生物降解，而且產(chǎn)物安全無毒性，日益受到重視。美國Warner-Lambert公司開發(fā)了由70%支鏈淀粉和30%直鏈粉制成的新型樹脂，有良好的生物降解性，可替代農(nóng)業(yè)上使用的各種生物降解材料。日本以纖維素衍生物和脫乙�；�多糖復(fù)合，采用流延法制得薄膜，其強(qiáng)度與聚乙烯膜相近，兩個(gè)月左右即可完全降解。天然高分子材料雖具有完全生物降解性，但是它的熱學(xué)、力學(xué)性能差，不能滿足工程材料的性能要求，因此目前的研究方向是通過天然高分子改性，得到有使用價(jià)值約天然高分開降解塑料。