国内外生物合成可降解塑料的发展现状及方向

——聚乳酸的研究与发展

人类在21世纪的最大课题之一是保护环境。塑料在日常生活中扮演着重要的角色。塑料制品作为一种新型材料，具有质轻、防水、耐用、成本低等优点，自从问世以来，便被广泛地应用于工业、农业、渔业等领域，深受人们的欢迎。中国塑料行业 2009 上半年经济运行与市场发展研究报告显示，仅2009年1～5月份，我国塑料产量就已达到1600万吨。但塑料在广泛使用的同时，也存在着巨大的隐患。橡胶、塑料和合成纤维等材料大多性能稳定，与人类的生活密切相关，但大多在自然环境中很难被微生物利用、分解，其废弃物会造成白色污染。据报道，聚烯烃类材料在土壤中即使100年也不能完全降解。塑料包装制品由于不注重捡拾、回收使用，导致废旧塑料大量残留在自然环境中，严重影响人们的日常生活。开发可降解材料可以减少传统塑料的使用，解决由于过量使用塑料而给自然环境、人类社会所带来的不利影响，因此，发展可降解材料已经是大势所趋。可降解塑料的应用研究越来越受到国内外众多学者和科研单位的重视。

自20世纪60年代以来人们开始研究和开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境．20世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(Poly-lactic Acid，PLA)是其中最有发展前景的一种，它是一种真正的新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料。

1 可降解塑料概述

1.1 可降解塑料行业发展现状

随着世界各国对环境保护的日益关注，可降解塑料成为各国研究的主要课题，生物降解塑料作为可降解塑料发展的主要方向。欧、美、日等发达国家在生物降解塑料研究开发方面投入了大量的资金，可降解塑料的品种也越来越丰富。

目前，欧洲的超市中已开始大量推广使用淀粉系列和聚乳酸系列可生物降解的购物袋及食品包装袋，每年消费量可达260亿个，意大利利用玉米淀粉生产生物可降解塑料生产能力达3.5万吨/年；美国已有50多家公司生产可降解塑料，其产品已广泛应用于食品包装领域；东欧生物降解包装也保持着高增长率，在2006年821 t的基础上保持24.6%的年均增长率；中国、日本、泰国等亚洲国家也出现了许多公司生产可降解塑料包装，每年产量也都在万吨级别。可见，发展可降解塑料产业的优势不仅仅体现在对自然环境的保护方面，在经济效益方面也有巨大的发展潜力。

1.2 生物降解塑料的定义

生物降解塑料是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料或者以淀粉等天然物质为基础生产的塑料，大到电视机的支架电脑框体，小到小摆件、厨房垃圾袋等。按其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。按其来源则可分为天然高分子材料、微生物合成材料、化学合成材料、掺混型材料等。与烃类聚合物不同。生物聚合物可被微生物破解并用作堆肥。

1.3 可降解塑料评价方法

近年来，国内外都在努力寻找一个能被人类所接受的降解塑料的定义及其评价方法。影响比较大的是，欧洲制定的CEN标准，强调包装材料的回收再利用以及堆肥处理；英国标准组织BSi 则强调了包装材料的环境效应，着重于薄膜的氧化降解；其中，被大家所共识且认可程度最高的是美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials，ASTM)对降解薄膜所作的定义及评价方法。对可降解塑料的评价可分为两方面，一方面是塑料的基本性能评价，另一方面是塑料的降解性评价。一种好的降解材料应该同时具备耐用性和可降解性。

1.3.1 塑料力学性能评价

塑料的基本性能评价包括：力学性能、抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性、抗氧化性、物理外观（透光性、表面光滑程度）等，均有相应的国家标准。材料性能的评价最简单也是最常用的方法是塑料的力学性能检测，这类方法可判断材料的强度及耐用性。

表1 力学性能试验国家标准

标准序号标标准名称

GB/T 1039—1992 塑料力学性能试验方法总则

GB/T 1040—1992 塑料拉伸性能试验方法

GB/T 10654—2001 高聚物多孔弹性材料拉伸强度和拉断伸长率的测定

GB/T 13022—1991 塑料薄膜拉伸性能试验方法

GB/T 16421—1996 塑料拉伸性能小试样试验方法

1.3.2 塑料降解性能评价

世界上对可生物降解的试验评价已经进行了三十多年，很多国家都提出了一些试验评价方法，同时也制订了一系列标准，我国制定的塑料降解性能国家标准如表2所示。其中ISO 14851、ISO 14852和ISO 14855属于需氧实验法；ISO 14853属于厌氧实验法；GB/T 17603、GB/T 15596属于光解实验法。

表2 降解性能试验国家标准

标准序号标标准名称

ISO 15462 水质量——用于生物降解能力的试验选择

ISO 1459 水体系培养液中有机组分最终需氧生物降解能力的评价—通过分析密封容器中无机碳的方法（CO2顶部试验）

ISO 14851 水系培养液中需氧条件下塑料材料生物降解能力的测定—通过测定密封容器中氧气消耗量的方法

ISO 14852 水系培养液中需氧条件下塑料材料生物降解能力的测定—通过分析释放的二氧化碳的方法

ISO 14855 可控堆肥条件下塑料最终需氧生物降解能力和崩裂的测定——分析释放的二氧化碳的方法

ISO 14813 水培养液中的厌氧生物降解试验——在无氧环境中测定二氧化碳和甲烷的发生量

GB/T 17603 光解性塑料户外暴露试验方法

GB/T 15596 塑料暴露于玻璃下日光或自然气候或人工光后颜色和性能变化的测定

2 生物降解塑料

降解塑料按照降解机理可大致分为光降解塑料、生物降解塑料和光-生物双降解塑料。其中，具有完全降解特性的生物降解塑料和具有光-生物双重降解

特性的光/生物双降解塑料，是目前主要的研究开发方向和产业发展方向。

光降解塑料由于价格较高，又只能在光照下降解，受地理环境、气候制约性很大，埋地部分不能降解等表现出来的诸多缺点使得光降解最终退出历史舞

台，而生物降解所变现出的优良的全降解性能，使得各国开始把研究目光转向生

物降解。目前研究开发的生物降解材料有天然高分子材料、微生物合成高分子材

料、人工合成高分子材料以及共混性高分子(添加型)材料。天然高分子型是利用

淀粉、纤维素、甲壳质、蛋白质等天然高分子材料制备的生物降解材料。

生物合成的完全生物降解塑料是微生物把某些有机物作为食物源，通过生命活动合成的高分子化合物。通过微生物合成而得到的生物降解塑料以聚羟基脂

肪酸酯 (PHA) 类为多，其中最常见的有聚 3- 羟基丁酸酯 (PHB)、聚羟基戊酸

酯(PHV) 及 PHB 和 PHV 的共聚物 (PHBV)。

3 聚乳酸

3.1 聚乳酸的基本性质

聚乳酸(PLA)是以微生物的发酵产物L_乳酸为单体聚合成的一类聚合物，有独特的可生物降解性能、生物相容性能和降解后不会遗留任何环保问题等特

点，将成为未来应用发展前景广阔的生态环保材料。

聚乳酸耐水但是不能耐高温。虽然不是水溶性的，但是海洋环境中的微生物也能使之降解成二氧化碳和水。这种塑料类似透明的聚苯乙烯，表现出很好的外

观（有光泽和透明度），但它是硬为且脆的材料，在大多数实际应用中需要改性

（例如用增塑剂来提高其柔韧性）。它可以和许多热塑性塑料一样被加工成纤维、

薄膜，热成型或者注塑成型。

表3 聚乳酸的基本性能

性能PDLA PLLA PDLLA

溶解性均可溶于二唖烷、氯仿、二氯甲烷等．PDLLA溶解性最好．不溶于脂肪烃、乙醇、甲醇等固体结构结晶性结晶性无定形性

熔点/℃180 80 —玻璃化温度/℃—58 —

热分解温度/℃200 215 185 ~ 200 拉伸率/％20~30 20~30 —断裂强度/g.d-1 4.0~5.0 5.0~6.0 —

水解性（37℃的生理盐水中强

4~6 4~6 2~3

度减半时间/月）

3.2 聚乳酸的性能

聚乳酸(PLA)是一种典型的合成类可完全生物降解材料，由于其具有可靠的生物安全性、生物可降解性、对环境友好、良好的力学性能及易于加工成形等优

点，目前已被广泛应用于生物医用高分子、纺织行业、农用地膜和包装等行业。

3.3 聚乳酸类生物可降解材料的合成

合成聚乳酸的原料是乳酸，其分子中含有一个手性碳原子，具有旋光性。

因此，聚乳酸具有左旋聚乳酸(L-PLA)、右旋聚乳酸(D-PLA)、外消旋聚乳酸（D，

L-PLA)和内消旋聚乳酸(meso-PLA)等几种光异构聚合体，其中最常用的是左旋异构聚合体L-PLA。各种异构PLA的合成方法相同，均以乳酸或其衍生物乳酸酯为原料，其具体合成工艺大致可分为间接合成二步法、直接合成法和共聚改性法3种。合成技术的进展主要体现在对具体工艺的改进和完善上。

图1 聚乳酸的合成路线

3.4 聚乳酸的应用

聚乳酸类材料具有很高的附加值，其研究与开发对国民经济的增长和社会的发展具有极其重要的意义。可完全生物降解聚乳酸现已广泛应用于医药、纺织、农业和包装等领域。

3.4.1 药物控制释放体系

用可降解的生物高分子作药物载体长期植入体内后，可以控制药物的释放速度，并实现药物的靶向释放，提高药效。

3.4.2 骨科组织工程材料

PLA是骨组织工程中的优选材料之一，在硬骨组织再生、软骨组织再生、人造皮肤、神经修复等方面均可作为细胞生长载体，并取得了令人满意的结果。

3.4.3 可吸收手术缝合线

聚乳酸类材料用作外科手术缝合线时，由于其具有良好的生物降解性，能在伤口愈合后自动降解并被吸收而无需二次手术。随着伤口的愈合，缝合线缓慢降解。

3.4.4 在其它领域中的应用

PLA在富氧及微生物的作用下会自动分解，并最终生成C02和H20而不污染环境。PLA作为可完全生物降解塑料，越来越受到人们的重视。可将PLA制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。

随着 PLA 等可生物降解塑料材料的应运而生，在原有聚乙烯等传统不可降解塑料制品中加入适量PLA 等生物材料制成的塑料制品，既可部分实现生物降解，原有的力学性能又没有明显的改变。这一技术突破为解决废旧塑料制品污染找到了一条新途径，也为塑料价值链带来了新机遇。生物塑料和普通塑料共混使

用，在日本已经比较普遍，如丰田汽车公司的塑料零部件中，30%使用了可生物降解塑料，70%为传统塑料这样既提高了塑料部件的可降解程度，成本增加又不是很大，市场接受起来也相对容易一些。

4 聚乳酸降解作用探究

4.1 PLA降解微生物及降解酶

已有研究表明，自然界中目前已知的能够降解聚乳酸的微生物十分有限。通过对不同土壤环境中能够降解聚酯的微生物情况进行评价，结果显示自然界中降解PHB(聚-β-羟基丁酸酯)、PCL和PTMS(聚四亚甲基琥珀酯)的微生物数量是基本相似的，大约都在0．8％～11％，这能与这些聚酯材料的酯键极易被相关脂肪酶水解有关：而降解PLA的微生物数量则不到0.04％。土壤掩埋的对照实验也显示，PLA在土壤中的降解速度相对比较缓慢，一般需要几年时间。目前，人们通过土壤和菌种库筛选，已经分离到了大约几十种能够降解PLA的菌株，其中大部分降解菌都属于放线菌，例如Amycolatopsis属菌株，Kibdelosporangium aridum和Saccharothrix waywayandensis等。

4.2 PLA生物降解机制的研究

PLA是乳酸单体之间通过酯键连接的，其降解应该是以酯键的断裂为基础。但研究结果发现，大部分脂肪酶对PLA没有降解作用。

4.3 废弃物生物处理系统的探索

PLA产品废弃后，为了加快其生物降解和实现其有效循环利用，开发PLA 的循环处理系统是十分必要的。关于PLA循环利用的方法已经有过一些报道，例如在高于200℃下的温度下促使其分解和水解。随着越来越多PLA降解菌株和酶的发现，人们开始尝试开发PLA废弃物的生物处理系统。

5 展望

环境保护已成为人类在21世纪所面临的主要问题，聚乳酸是以淀粉等可再生资源为原料，最终完全生物降解为二氧化碳和水，符合当今世界所倡导的可持续发展战略。聚乳酸材料具有良好的可降解性、生物相容性，有着广泛的研究和应用前景。对于PLA来讲，其生物降解的研究刚刚处于起步阶段，分离到的降解菌株和降解酶相对较少，降解机制还不完全清楚，其生物循环还没有被实现。

今后聚乳酸类生物材料研究的重点将是研制无毒、高活性、反应条件温和、可控聚合物分子量及分布的催化剂，尤其是活性聚合催化剂。

但是聚乳酸也存在缺乏生物活性、过高的价格这些明显的缺点，限制了其广泛应用。所以，进行仿生设计，制备具有模仿细胞微环境的聚乳酸生物活性材料或是制备具有特异性生物功能的聚乳酸生物活性医用材料，是今后一个重要的研究内容。目前，聚乳酸主要用于高附加值的医用材料，还未能广泛应用于其他行业。

相信在不久的将来，在国内外学者的共同努力下，随着聚乳酸的合成方法及生产工艺研究的不断深入及其生产成本的大幅度降低，将会在生物医药、农林业、食品工业、包装等方面展现出广阔的应用前景。因此，聚乳酸类生物材料势必成为21世纪最重要的生物高分子材料之一！

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氧化生物降解塑料

氧化生物降解塑料摘要：本文主要从概念、降解原理、开发趋势、应用领域四个方面介绍了氧化生物降解地膜。分析了氧化生物降解地膜优点，介绍了现有的氧化生物降解地膜生产厂家。氧化生物降解塑料是指在降解过程中同时发生氧化降解和生物降解的一种可完全降解的环保型塑料。 1.概念氧化生物降解塑料是指在降解过程中同时发生氧化降解和生物降解的一种可完全降解的环保型塑料。氧化生物降解塑料技术是通用在高分子材料（PE、PP和PS）中加入降解添加剂（氧化生物降解母粒），使塑料在光或/和热作用下，发生氧化反应。与此同时，如存在微生物，则可发生生物降解，最终降解产物为水、二氧化碳和腐殖质。 2.降解原理氧化生物降解塑料的降解过程主要涉及生物降解，光氧降解和热氧降解。这三种主要降解过程相互间具有增效、协同和连贯作用。例如，光氧化降解和热氧化降解，光热氧化降解和生物降解常常同时进行并互相促进；生物降解更易发生在光热氧化降解过程之后。 3.开发趋势近年来，“白色污染”造成的生态灾难使得“生物降解”塑料越来越吸引公众的视线。然而，氧化生物降解降解塑料被认为是解决塑料包装垃圾及其一次性用品可接受的方法。降解塑料技术在某些领域中的应用已经带来越来越多的社会和经济利益。首先要提及的是时控降解聚烯烃在农业中的应用（如氧化生物降解地膜）。这项技术已经在增加农作物产量和减少农田管理成本带来了巨大的益处。其次是时控降解聚烯烃技术在缓释肥，时控杀虫剂等方面的应用前景巨大。 4.应用领域农业

我国是一个农业大国，塑料农用地膜覆盖栽培技术自1979年在我国试验应用并推广以来，已成为农业增产的一项重要技术，并在农业增产增收中发挥着重大作用，广大农村对农用塑料薄膜的需求也在不断增长。随着塑料薄膜使用量的不断增加，普通塑料薄膜暴露出越来越多的缺点：如影响土地的物理性能、降低土壤肥力、影响作物的生长发育、降低作物产量、危害环境造成白色污染等等。氧化生物降解地膜是一种可完全降解的生物环保型地膜，可以根据不同的作物和环境而制作不同的地膜。在所设计的时间（包括存储期和使用期）这种降解地膜具有和普通非降解地膜相同的物料力学及使用性能，可以起到提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。是使用时间结束后可以完全降解，不会对作物和环境有任何副作用。日用品塑料已成为人们日常生活中不可或缺的材料，超市购物袋，产品包装等与我们生活息息相关。但随着塑料制品的大量使用，塑料也成为环境污染的又一主要因素。氧化生物降解塑料具有和普通塑料相同的力学性能和使用性能，在使用时间结束后，可以完全降解，最终产物为CO2、H2O和腐殖质对环境没有危害。因此深受广大消费者欢迎。 5.优点分析（1）环保性氧化生物降解塑料使用结束后，可以完全降解，对环境没有危害。（2）实用性氧化生物降解塑料与普通塑料有相同的力学性能和使用性能，实用性很强。（3）经济性氧化生物降解塑料与其他降解塑料相比，生产成本低，性价比高。 6.生产厂家河北奥科柏环保科技有限公司河北奥科柏环保科技有限公司在氧化生物降解技术方面在世界范围内处于

世界可降解塑料的应用现状和发展前景

世界可降解塑料的应用现状和发展前景金泰塑料色母粒厂信华一、可降解塑料世界发展现状与前景可降解塑料一般分为光降解塑料、生物降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大类。其中，生物降解塑料随着现代生物技术的发展越来越受到重视，成为国际上研究开发的热点。传统塑料如聚乙烯等降解性能和生物相容性差，造成了严重的“白色污染”。而羰基生物降解塑料可定义为含有可降解添加剂的石油基塑料。目前在生物基材料中，发展最快的是生物基塑料。这种极具发展潜力的材料可望在许多应用领域替代传统聚合物。近年来，石油资源的日益紧缺，导致塑料原料价格飞涨。尤其是随着可持续发展战略的深入人心，解决塑料材料与环保的协调发展问题愈加凸显。 1. 美日欧钟情于推广生物塑料美国：美国Freedonia集团于发布预测报告，认为在今后几年美国对生物可降解塑料的需求将以年率15%的速度增长，这将使其需求量从2008年4.0亿磅增长到2012年7.2亿磅，届时市场价值将达8.45亿美元。据称，不断上涨的原油价格使生物可降解塑料应用升温，生物可降解塑料来自于可再生资源如谷物，与石油基常规树脂相比，成本更具竞争性。该报告指出，淀粉基塑料的需求将以年率16.8%的速度增长，将达到2012年2.93亿磅。奥巴马抑制温室气体排放的绿色新政正在助推基于可再生资源的聚合物应用，这将有助于提高美国生物聚合物的需求。分析人士指出，即使经济状况不佳，大量用户仍都愿意购买环境友好的产品。美国业已提出新的能源和环境法案预计将包括排放交易法规或碳税，这使人们更加重视环境。与传统的塑料相比，生物聚合物将更受青睐。日本：近年来，日本政府大力推广生物塑料，这类外观和普通塑料差别不大却有益环境的塑料有望成为解决白色污染的途径之一。日本政府为推进生物塑料等可再生资源的使用出台了《生物技术战略大纲》和《生物质日本综合战略》，

分析生物降解塑料种类

本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/034583587.html,）分析生物降解塑料种类降解塑料（degradableplastic）是指，在规定环境条件下，经过一段时间和包含一个或更多步骤，导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能（如完整性、分子量、结构或机械强度）和/或发生破碎的塑料。应使用能反映性能变化的标准试验方法进行测试，并按降解方式和使用周期确定其类别。降解塑料按照其设计的最终降解途径分为生物分解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、热氧降解塑料。生物分解塑料（biodegradableplastic）是指，在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和海藻等作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。也就是通常所说的生物降解塑料。一、生物基生物降解塑料：主导产品为PLA生物基生物降解塑料是指以天然高聚物或天然单体合成的高聚物为基所制造的可生物降解塑料。这类塑料目前主要包括聚乳酸（PLA）和聚羟基烷酸酯（PHA）两大类。 1、聚3-羟基烷酸酯（PHA）聚羟基脂肪酸酯是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）及PHB和PHV的共聚物（PHBV）。

聚烃基脂肪酸脂（PHA）是由很多细菌合成的一种细胞内聚酯，具有生物可降解性、生物相容性等许多优良性能，在生物医学材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及包装材料等方面将发挥其重要的作用。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯（PHB）和聚羟基戊酸酯（PHV）及PHB和PHV它们的共聚物（PHBV）。通过共聚（PHBV）可以改善PHB因其结晶度高、较脆的弱点，提高了其机械性能，另外耐热性、耐水性也好。由于价格高目前主要还是应用在医学和其他要求高的领域。 2、聚乳酸（PLA）聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。然而，工业实际生产聚乳酸的工艺流程却比化学反应式复杂的多：如何增加聚乳酸的分子量，以获得更优异的物理性能是聚乳酸塑料生产商共同面对的问题。其中，拥有世界最大聚乳酸产能的NatureWorks公司采用两步法制备聚乳酸，这一方法的核心是使乳酸生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚成聚乳酸。我国中科院研制的聚乳酸生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再经过精制、脱水低聚、高温裂解，最后聚合成聚乳酸。日本在真空下使用溶剂使聚乳酸直接脱水缩聚方面进行了大量的研究，但目前尚没有产业化。聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密闭性，在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动降解。聚乳酸的降解分成两个阶段： 1、首先是纯化学水解成乳酸单体；

可降解塑料的应用研究现状及其发展方向

中山大学研究生学刊(自然科学、医学版) 第28卷第1期　J O U R N A LO FT H EG R A D U A T E S　V O L.28№1 2007　S U NY A T-S E NU N I V E R S I T Y(N A T U R A LS C I E N C E S、M E D I C I N E)　2007 可降解塑料的应用、研究现状及其发展方向＊俞文灿 (阿克苏.诺贝尔工业油漆(苏州)有限公司, 04硕,广州510240) 摘　要:综述了国内外降解塑料的研究现状及降解机理,并介绍了可降解塑料的发展方向,展望了降解塑料,尤其是生物降解塑料的光明前景。关键词:可降解塑料;机理;光降解;生物降解 1　前言半个多世纪以来,随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过1.7×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害[1-8]。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注[2]。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400年[6]。为了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体;而对于回收利用,往往难以＊收稿日期:2007-01-01

生物可降解塑料袋

1.生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。 2.从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：（1）聚己内酯（PCL）：这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。（2）聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物：以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。中科院理化研究所已经和山东汇盈公司合作建成了年产25000吨的PBS及其聚合物的生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。清华大学在安庆和兴化工有限公司建成了年产10000吨PBS及其共聚物的生产线。 ( 3）聚乳酸（PLA）：美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。中国产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/ 年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。 ( 4）聚羟基烷酸酯(PHA) ：国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。国内生产单位有天津国韵生物材料有限公司（规模1万吨/年） [2] 、宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司等。利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。国内研究和生产的单位很多，其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司（规模4万吨/年）、浙江华发生态科技有限公司（8千吨/年）、浙江天禾生态科技有限公司（5千吨/年）、福建百事达生物材料有限公司（规模 2千吨/年）、肇庆华芳降解塑料有限公司（规模5千吨/年）等

可降解塑料的概述及其发展

可降解塑料的概述及其发展韩尧褚天李晶黄重行摘要随着塑料制品在人们生活生产中的越发重要，它对于环境的破坏作用也已经被越来越多的关注。对可降解塑料的研究和开发刻不容缓。本文从可降解塑料的分类、机理、目前研究状况、发展方向及其不足之处展开讨论，综合性地对可降解塑料进行了介绍。关键词塑料，降解，分类，现状，发展方向 1 引言一百多年前，塑料从一位摄影师手中诞生，经过几十年的飞速发展，人们已经无法想象缺少了这种色彩鲜艳，重量轻，不怕摔，经济耐用，实用方便的材料的生活该是怎样的了，我们没有一刻可以离开塑料。但是，在塑料给人们生活带来便利，改善生活品质的同时，其使用后的大量废弃物也与日俱增，给人类赖以生存的自认环境造成了不可忽视的负面影响。据统计，全世界的高分子塑料的年产量已经超过1.4亿吨，消耗量正以年平均10%以上的速度增长；废弃塑料大约8000万吨/年，且每年正以惊人的速度增加。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料产量为519万吨，进口塑料近600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。据调查，北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物，每年总量约为14万吨；上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物，每年总量约为19万吨。天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。北京市每年废弃在环境中的塑料袋约23亿个，一次性塑料餐具约2.2亿个，废农膜约675万平方米。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成“视觉污染”，而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。过去，对废旧塑料的处理办法主要是土埋和焚烧。土埋浪费大量的土地，焚烧则会产生大量的二氧化碳及其他对环境有害的氮、硫、磷、卤素等化合物，助长了温室效应和酸雨的形成。而且这些方法是治标不治本，治理必须要从源头做起。由此，人们将目光转向了塑料本身，各国都在大力开发和研究可降解塑料材料，这也成为20世纪70年代以来的重要课题，受到世界范围的关注。 2．可降解塑料的分类 2.1 什么是降解？因为所有的聚合物都会以一种或另一种方式发生降解，所以为了使其定义更准确，有必要引入某种其他标准。衡量聚合物的降解应使用与时间有关或与人的寿命相关的属于来做出解释；也就是说，一种聚合物如果不能在人的一生时间之内降解，那么就不能认为它是可降解的。可用Deborah系数(D)的定义来区分可降解和不可降解聚合物（Reiner，1964），它的表达如下： D=降解时间人类寿命

生物降解塑料的应用领域分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/034583587.html, 生物降解塑料的应用领域分析作者：许多来源：《科技风》2016年第21期摘要：随着社会经济的不断发展，各行各业对于塑料制品的需求量不断加大，塑料制品的适用范围也不断扩展。然而，常用的聚乙烯、聚丙烯等塑料制品降解难度大，环境污染问题严重，尤其在农业、医疗、重工等行业，塑料制品给周围环境带来的污染问题不可估量，生物降解塑料的研究、开发、推广成为重要课题。本文介绍了国内外生物降解塑料行业的发展现状，尝试阐述该行业的发展趋势。关键词：生物降解塑料；环境污染；环境保护；研究现状；发展趋势社会经济的快速发展推动农业、包装、工业等行业进入极速发展期，塑料制品的使用也连年攀升最高值。然而，塑料制品存在难降解、易污染的缺陷，多数塑料制品仅使用一次，且使用量往往非常大，最终会导致严重的环境污染问题，治理难度大。为了降低塑料制品对自然生态造成的污染，研究者将目光投到降解塑料上。近年来，生物降解塑料行业发展速度明显加快，经济效益与社会效益都得到了各方人士认可，已成为全行业瞩目的焦点。一、生物降解塑料的研究现状关于生物降解塑料的具体降解过程，可以分为三种，即生物物理作用，随着生物细胞的生长，致使物质出现机械性破坏；生物化学作用，在微生物的影响下，聚合物会逐步分解，产生其他物质；酶的作用，受到微生物侵蚀的部分会发生氧化崩裂与分解，实现降解效果。从全球情况来看，生物降解塑料的研发已经取得了一定的成就。（一）国外生物降解塑料的现状目前，行业内人士均达成共识，生物降解塑料是目前可以达成的，治理塑料制品可能带来的环境污染问题最有效的途径之一，其强大的降解能力还可以在一定程度上缓解石油资源的开采与保护矛盾。近年来，国际上一些发达国家均加强了对生物降解塑料技术的研发支持，为了尽快达成原料可再生、产业废气可降解目的，投入大量人力物力，并于21世纪初致力于将生物降解塑料投入产业化，加快实用化。目前，全球生物降解塑料市场已经呈现爆发趋势增长，其中，美国、欧洲、日本等国的生物降解塑料技术走在国际前端。在全球情况来看，已经研发成功的生物降解塑料多达数十种，根据其生产方式可分为微生物发酵合成、化学合成、可降解塑料与淀粉合成等，种类多样，已逐步投入批量生产或工业化生产的道路中，多用于垃圾袋、餐具、尿布、农膜、托盘、薄膜类产品、发泡材料、坤包材料、文具、工业包装袋等物品的制造中。

可生物降解塑料PHAs

可生物降解塑料PHAs现状及发展浅谈摘要：塑料从产生以来给人类带来很大便利，但是也产生了“白色污染”问题。本文主要介绍可生物降解塑料PHAs合成生产提取等方面状况，说明其存在问题，并展望可生物降解PHAs 今后的发展方向。关键词：可生物降解塑料PHAs 合成发展 1. 塑料因其具有密度小、强度高、耐腐蚀、价格低廉等优良特性，在人类生活各方面及工农业生产中获得了广泛的应用。然而，塑料垃圾在填埋、焚烧处理过程中已暴露出种种弊端。目前塑料垃圾以每年2500万t的速度在自然界中积累[1]，破坏自然环境，对人类和各种生物的生存造成了严重威胁。随着人类环保意识的加强，许多国家都开始关注可降解塑料的研究与开发，种种可降解塑料不断问世。在各种可降解塑料中，可生物降解塑料PHAs（聚-β-羟基烷酸Polyhydroxyalkanoates,简称PHAs）尤其受到关注。PHAs作为有光学活性的一种聚酯，除具有高分子化合物的基本特性外，其独特优点是还具有生物可降解性和生物可相容性，因此，用PHAs制作各种容器、袋和薄膜等，可大大减少这些废弃物对环境的污染。此外，PHAs还可用作医药方面的骨骼替代品、骨板和长效药物的生物可降解载体等[1,2]。 2. PHAs 的生物合成 2.1 传统的 PHA 合成方法 PHA通常通过两阶段的流加培养方式生产 ,即细胞生长期和 PHA 合成期。在细胞生长期 ,使用营养丰富基质以得到高细胞产量;在随后的 PHA 合成期 ,通过限制某些营养物质 ,例如 N、 P、 O等,使细胞生长受限制 ,从而达到使微生物的代谢转移到PHA 的合成[5]。糖类物质 ,例如葡萄糖和蔗糖是 PHA 合成最常用的碳源 ,因为它们的价格相对较便宜。 2.2 使用植物油或脂肪酸合成 PHA 脂肪油或它们的衍生物脂肪酸也是合成 PHA的较好碳源因为它们是不太昂贵且可再生的原料。此外 ,由脂肪酸合成 PHA 的产率系数(例如 ,丁酸的产率系数为 0.65～0.95kg/kg)比由葡萄糖合成的(0.32～0.48kg/kg)高得多[5]。然而 ,由植物油或脂肪酸合成PHA 仍然存在一些问题有待解决。其中一个主要问题是微生物相对较低的生长速率 ,并且细胞内 PHA 的含量较低。尽管由月桂酸合成PHA 的含量达到细胞干重的50%,但是科学家仍有许多工作要做 ,比如 ,筛选和开发能够高效利用植物油的菌种及发酵技术。

可降解塑料的研究现状及发展前景

可降解塑料的研究现状及发展前景 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

可降解塑料的研究现状及发展前景摘要:文章综述了国内外降解塑料的研究现状,介绍了降解塑料的定义、评价标准以及降解塑料的分类,以及光降解塑料,生物降解塑料以及光/生物双降解塑料的研究动态,展望了降解塑料的光明前景。关键词:降解塑料;光降解;生物降解;光/生物双降解中图分类号:TQ320文献标识码:A 文章编号:1009-2374 (2010)24-0006-02 随着现代社会农业科学技术的发展,薄膜的使用逐渐深入到农业生产的各个领域。曾给农业生产带来福音的“白色革命”在极大地促进我国农业生产发展的同时,也给我国的生态环境造成了极大的“白色污染”。农膜主要以化纤为原料,其主要成分是聚丙烯,聚氯乙烯以及聚乙烯,可在田间残留几十年不降解。连年不降解的碎膜逐年累积于土壤耕层造成土壤板结、通透性变差、根系生长受阻,后茬作物减产,有些作物减产幅度达到20%以上,并且这一情况正在进一步恶化。由此产生的环保负面效应已引起社会各界的严重关注和忧虑。 1降解塑料的定义以及评价方法降解塑料是一类新型功能塑料,从世界范围来看,其技术在不断发展,用途在不断开拓,定义、评价方法以及评价标准也均在不断规范和完善中。近年来,国内外都在努力寻找一

个能被人类所接受的降解塑料的定义及其评价方法。影响比较大的是,欧洲制定的Comite´ Europe´en de Normalisation (CEN)标准,强调包装材料的回收再利用以及堆肥处理;英国标准组织BSi则强调了包装材料的环境效应,着重于薄膜的氧化降解;其中,被大家所共识且认可程度最高的是美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)对降解薄膜所作的定义及评价方法。随着国内降解塑料的不断发展,与之相关的测试标准,规范也不断被制定出来。与ASTM一样,国标并没有对降解时间,降解产物以及检测方法做出明确的规定。 2降解塑料的分类降解塑料按照降解机理可大致分为光降解塑料、生物降解塑料和光-生物双降解塑料。其中,具有完全降解特性的生物降解塑料和具有光-生物双重降解特性的光/生物双降解塑料,是目前主要的研究开发方向和产业发展方向。光降解塑料光降解塑料一般是指在太阳光的照射下,引起光化学反应而使大分子链断裂和分解的塑料。一般光降解塑料的制备方法有两种,一是在高分子材料中添加光敏剂,由光敏剂吸收光能后产生自由基,促使高分子材料发生氧化作用后达到劣化;另一种是利用共聚的方式将光敏基团(如羧基、双键等)

可降解地膜的现状及发展趋势[教育]

可降解地膜的现状及发展趋势[教育] 可降解地膜的现状及发展趋势 1(可降解地膜的现状近年来已经进行过农田应用试验的降解地膜大致有以下几种: ?植物纤维(又称草纤维) 地膜; ?纸地膜; ?淀粉地膜; ?光降解地膜; ?光和生物降解地膜, 而能够实用的则是光降解、生物降解和光——生物双解地膜。光降解技术主要有两种: 合成型和添加型, 前者是在聚烯烃聚合时在其主链上引入某种光增敏基团, 如ECO共聚物, 乙烯单体共聚物等;后者则是在聚合物中添加具有光增敏作用的化学助剂, 过渡金属络合 [1]物等。生物降解主要分为淀粉填充型和人工直接合成型两类, 从资料报道看, 我国的 [2]生物降解研究几乎全部集中在淀粉填充型。据不完全统计, 目前从事降解塑料科研、生产和应用试验的单位有100个左右, 研究的方向有光降解、淀粉基生物降解、光—生物降解、纤维素生物降解及微生物合成脂肪族聚酯降解等, 均取得了一定程度进展。 2(可降解地膜的分类 2(1光降解地膜由于太阳光照是最廉价的引起降解的能源, 因此, 光降解地膜得到竞相开发。对光 [3]降解可控性的试验结果表明, 调节光敏剂的用量, 可粗略地调控地膜的光降解诱导期, 但较好的方法是采用稳定降解型控制剂和协同降解型控制剂。可控光降解地膜的特点是: 在完成农作物生长周期后迅速降解。光降解膜的降解过程拟以两个途径同时存在或交错

[4]进行: 有膜?光解?无膜和有膜?微生物降解?无膜。光降解地膜要求在使用期后迅速降解,使它的分子量小到足以被土壤中的微生物降 [6]解, 但就目前的研究表明, 要达到这一要求技术尚不成熟。据外国科学家十年的研究 [6]试验结果: 光降解后的PE 虽可被细菌分解, 但分解时间很长, 光降解产物从发生生物降解到完全还原进入生态系统需要50年以上时间。光降解膜虽已进入实用阶段, 但埋 [5]在土壤里的部分时间得不到光照, 很难降解。据山西农科院棉花研究所试验, 埋入土中的光解膜人为出土后, 继续曝晒, 仍能降解; 光解产物对土壤矿质元素的含量无明显影响, 对土壤其它方面影响也较小, 未发现有害物质产生。据1993 年的农田试验表[2]明, 光解地膜的环境评价与普通地膜比较具有降低土壤污染、水体污染及自然景观污染三大优点。 2(2生物降解地膜生物降解与光降解有一定协同关系, 当PE光降解的分子量降到5000 左右时, 用释放的CO2来衡量, PE的生物降解率可达70% 左右。由于生物降解不会污染环境, 所以近年来受到各方面的重视。目前淀粉添加PE 型生物降解塑料的开发比较普遍, 但PE根本不是所谓的生物降解塑料, 微生物只是从淀粉——PE 体系中的PE表面移走了一部分淀粉而已, 残留的PE 膜仍以一种低强度的多孔 [6]结构的形态继续存在, 且淀粉的加入对PE膜的力学性能影响较大, 加工条件苛刻,因而单纯的淀粉填充型PE生物降解膜, 由于其不完全降解性, 用途受到很大限制。所以在这方面仍需进一步攻关, 其方向是将淀粉改性成热塑性淀粉, 把注

可降解塑料的研究现状及发展前景毕业论文

GDGM-QR-03-077-A/1 Guangdong College of Industry & Commerce 毕业综合实践报告 Graduation synthesis practice report 可降解塑料的研究现状及发展前景 Research status and development prospects of degradable plastics 系别：机械工程系班级：11材料2班学生姓名：方晓聪学号：1132201 指导老师：邓小艳完成日期：2014.5.10

广东工贸职业技术学院毕业(设计)论文内容提要摘要：目前,塑料已经成为人们生产和生活中常用的一种材料。随着塑料产量的不断增长及其用途的不断扩大,其废弃物也与日俱增，带来了严重的环境污染问题。使用高分子材料所造成的白色污染近年来受到各国的广泛重视，从而推动了可降解塑料的研究和发展。可降解性塑料是解决垃圾、海洋污染和城市固体废弃物处理的可靠办法。因此,在研究废旧塑料回收利用技术的同时,可降解塑料作为最可能解决塑料废弃物问题的途径已经成为了国内外研究热点。关键词：可降解塑料污染解决研究现状发展

目录毕业设计（论文）任务书 (i) 毕业设计（论文）题目 (i) 可降解塑料的研究现状及发展前景 (i) 内容提要.................................................................... i ii 目录........................................................................... i v 一、前言 (1) 二、降解塑料的定义 (2) 三、可降解塑料的种类 (2) （一）光降解塑料 (2) （二）生物降解塑料 (3) （三）光/生物双降解塑料 (3) （四）水降解塑料 (4) 四、降解原理 (5) （一）生物解原理 (5) （二）光降解原理 (5) （三）光/生物降解原理 (5) 五、降解塑料的主要用途 (6) （一）在普通塑料领域： (6) （二）在替代品领域： (6) 六、研究现状 (7) （一）我国可降解塑料的研究现状 (7) （二）国外可降解塑料的研究现状 (10) （三）可降解塑料尚存在的问题 (11) 七、可降解塑料的特性 (13) 八、发展前景 (13)

生物可降解塑料的应用、研究现状和发展方向汇总

生物可降解塑料的应用、研究现状及发展方向关键词：可降解塑料，光降解塑料，光和生物降解塑料,水降解塑料, 生物降解塑料绪论半个多世纪以来,随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过117×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害{1-3}。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注[4]。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400年[5]。为

了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体，而对于回收利用,往往难以收集或即使强制收集进行回收利用，经济效益甚差甚至无经济效益[6]。不可降解的大众塑料塑料对地球的危害: （1）两百年才能腐烂。塑料袋埋在地下要经过大约两百年的时间才能腐烂，会严重污染土壤；如果采取焚烧处理方式，则会产生有害烟尘和有毒气体，长期污染环境。（2）降解塑料难降解。市场上常见的“降解塑料袋”，实际上只是在塑料原料中添加了淀粉，填埋后因为淀粉的发酵、细菌的分解，大块塑料袋会分解成细小甚至肉眼看不见的碎片。这是一种物理降解，并没有从根本上改变塑料产品的化学性质。（3）影响土壤的正常呼吸。塑料袋本身不是土壤和水体的基本物质之一，强行进入到土壤之后，由于它自身的不透气性，会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长，从而改变土壤的特质。这些塑料袋经过长时间的累积，还会影响到农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。（4）易造成动物误食。废弃在地面上和水面上的塑料袋，容易被动物当做食物吞入，塑料袋在动物肠胃里消化不了，易导致动物肌体损伤和死亡因而越来越多的学者提倡开发和应用降解塑料,并将它看作是解决这一世界难题的理想途径。目前,世界发达国家积极发展降解塑料,美国、日本、德国等发达国家都先后制定了限用或禁用非降解塑料的法规。[7] 可降解塑料的出现，不仅扩大了塑料功能，而且在一定程度上可缓解和抑制环境矛盾，对石油资源是一个补充，而且从合成技术上展示了生物技术和合金化技术在塑料材料领域中的威力和前景，它的发展已经成为世界研究开发的热点。

生物降解塑料中英文对照

Poly(Butylene-Succinate) PBS 聚丁二酸丁二醇酯 Poly(butylene succinate-co-butylene adipate) PBSA丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物 poly(butylene succinate-co-terephthalate)s PBST聚丁二酸/对苯二甲酸丁二醇酯 Soft biodegradable material technology 软性生分解材料技术 Photodegradable Plastics光降解性塑胶 Disintegradable Plastics 崩解性塑胶 Biodegradable Materials生物可分解材料 Bio-Polymer生物高分子聚合物 Green Plastics绿色塑胶 Aliphatic-Aromatic Polyester Copolymers 脂肪族—芳香族聚酯的嵌段分子聚合物Aliphatic Polyesters脂肪族聚酯 CPLA, Polylactide Aliphatic Polyester Copolymers 聚乳酸—脂肪族聚酯的嵌段分子聚合物Polycaprolactone PCL 聚己内酯 Polyhydroxyalkanoates PHA聚羟基羧酸酯 Poly-beta-hydroxybutyrate PHB聚羟基丁酸酯 Polyhydroxybutyrate-valerate PHBV聚羟基戊酸酯 Polylactide PLA聚乳酸 poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) 己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT) Poly(butylene Succinate-co-butylene Fumarate) 聚(琥珀酸丁二醇酯-共-富马酸丁二醇酯) 目前可降解塑料除了PLA还有哪些种类？降解塑料（degradable plastic）是指，在规定环境条件下，经过一段时间和包含一个或更多步骤，导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能（如完整性、分子量、结构或机械强度）和/或发生破碎的塑料。应使用能反映性能变化的标准试验方法进行测试，并按降解方式和使用周期确定其类别。降解塑料按照其设计的最终降解途径分为生物分解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、热氧降解塑料。生物分解塑料（biodegradable plastic）是指，在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和海藻等作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、

浅析可生物降解泡沫塑料的现状

浅析可生物降解泡沫塑料的现状【摘要】泡沫塑料是一种使用广泛，性能优异的材料，但是用于泡沫塑料制备的高分子材料一般是不可降解的，而可生物降解泡沫塑料能很好地解决这一问题。本文简明扼要地分析了可生物降解泡沫塑料的主要类型及其研究现状，为下一步发展提供借鉴。【关键词】可生物降解泡沫塑料目前，塑料制品的广泛使用在带给人们生活便利的同时，也给人类赖以生存的环境造成了日益严重的污染，其中，泡沫塑料制品所占比例较为突出。如果采用可生物降解材料生产泡沫塑料，在微生物或生物酶的作用下可使制品降解成为“零污染”的二氧化碳和水，即可解决困扰全球的环境污染问题。可生物降解泡沫塑料的研究主要集中于淀粉类泡沫塑料、纤维素泡沫塑料，以及可生物降解聚酯泡沫塑料，其中，可生物降解聚酯泡沫塑料是研究较为深入的一类。 1 淀粉类泡沫塑料淀粉是一种来源广泛的可再生资源，价格低廉，但是淀粉结晶性强，加工成型困难，产品的力学性能也较差，而且淀粉是亲水性的，纯淀粉制品对环境湿度的要求较高，因此一般要对淀粉进行改性，以满足应用要求。近年来，在对淀粉进行改性的基础上，淀粉类泡沫塑料大致可以分为淀粉泡沫塑料和淀粉类复合泡沫塑料两大类。淀粉泡沫塑料：主要包括天然淀粉泡沫塑料和变性淀粉泡沫塑料。天然淀粉主要是小麦淀粉、玉米淀粉、土豆淀粉等，含有不同比例的支链和直链结构。变性淀粉主要是醚化淀粉、酯化淀粉、接枝共聚改性淀粉等。普通淀粉泡沫塑料多为开孔结构，泡孔不均匀，泡体易脆；高直链淀粉泡沫塑料多是闭孔结构，泡孔小而均匀，脆性降低。由乙酸酯淀粉制得的泡沫塑料，耐水、表面光滑，压缩强度、密度均高于聚苯乙烯泡沫塑料，但弹性稍差，加工时易发生部分降解。而由聚乙烯醇和高直链玉米淀粉制备的泡沫塑料在性能上已可取代聚苯乙烯泡沫塑料。淀粉类复合泡沫塑料：指将淀粉与可生物降解的聚合物共混，制备的泡沫塑料。常用的聚合物有天然聚合物（纤维素等）、可生物降解聚合物（聚酯等）、以及可与淀粉反应的聚合物。体系中常添加纤维以使泡沫塑料具有较高强度，尤其是在温度较低及湿度较高时作用比较明显，纤维搭建的网络结构在淀粉因湿度降低变脆时，起到“桥梁”的作用，连接断裂面；当湿度较高时，增加制品强度。将淀粉与聚乙烯醇共混烘焙制备所得的泡沫塑料，当湿度较低时，醇解度低的聚乙烯醇对泡沫塑料强度的提高较大，湿度较高时，则是醇解度高的较大。同时，泡沫塑料的弯曲强度随聚乙烯醇分子量的增加而提高。

生物降解塑料

生物降解塑料目录国内外生物降解塑料现状与发展趋势发展现状和趋势国内外政策生物降解塑料发展面临的问题和困难产业发展的政策和措施建议生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。破坏性生物降解塑料：破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。完全生物降解塑料：完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。编辑本段国内外生物降解塑料现状与发展趋势从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种： 1.聚己内酯（PCL）这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。 2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。 3.聚乳酸（PLA）美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。 4.聚羟基烷酸酯(PHA) 目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。国内研究和生产的单位很多，其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司（规模8千吨/年）、浙江华发生态科技有限公司（8千吨/年）、浙江天禾生态科技有限公司（5千吨/年）、福建百事达生物材料有限公司（规模2千吨/年）、肇庆华芳降解塑料有限公司（规模5千吨/年）等。 5.脂肪族芳香族共聚酯德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯（Ecoflex），其单体为：己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。 6.聚乙烯醇（PVA）类生物降解塑料如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料，需要经过一定的改性后方具有良好的生物降解性能，北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了一定成果。 7.二氧化碳共聚物国外，最早研究二氧化碳共聚物的国家主要为日本和美国，但一直没有工业化生产。国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术，已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置，产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产，品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物，用来作为聚氨酯发泡