全生物降解塑料的研究与应用研究

全生物降解塑料的研究与应用研究

王思宇 ,李治纲

陕西省产品质量监督检验研究院 陕西西安  710048

摘要：塑料制品由于其自身的价格较为低廉、加工过程简易，因此被广泛应用到人们生活的各个领域当中，这类材料在给人们带来便利的同时，也对人们的生活环境造成了一定的威胁。针对这些环境问题，人们开始着手研发全生物降解塑料，以此来缓解一次性塑料制品对环境的污染问题。本文针对全生物降解塑料的研究与应用进行简要分析，明确各类降解塑料的优缺点及加工应用情况。

关键词：全生物；降解塑料；研究；应用

引言：目前，人们在对塑料制品进行处理时通常会采用焚烧、填埋、回收利用等多样化的方式进行处理，约有1/10的废弃物因其应用领域较为特殊且体积较小可进行回收处理，而大部分的塑料制品仍是白色污染的主要来源之一。因此，通过科学技术不断研发可降解的绿色塑料，逐渐成为人们所关注的热点话题之一，人们针对可以完全生物降解的塑料进行研发，以此来减少白色污染，在提升经济效应的同时努力改善生态环境。

一、全生物降解塑料的研究前景

近些年来，我国对于塑料包装材料的需求逐年递增，塑料制品已渗透到人们生产生活的各个领域中，尤其对于一次性包装材料，农用地膜，医疗材料等多个领域所运用的塑料制品均不易回收利用且难以降解，人们对这类塑料制品的需求量较大，但这些塑料制品会对环境产生严重污染，严重破坏生态平衡。针对这一问题人们加快对于降解塑料的研究，且获得了较快的发展，用降解塑料能够满足人们生产生活的各类需求，并减少生活中所产生的白色污染，对高效降解材料进行开发研究，已经成为全球瞩目的重点研发方向。现阶段对于降解塑料的研究发展主要经历了四个阶段：对淀粉等天然材料进行开发利用、崩解型材料开发、全生物分解高分子材料开发、廉价通用型全生物分解塑料开发。降解塑料在进行研发的过程中，由于全生物分解材料自身的优势，可以使微生物在动植物体内酶的催化作用下分解为水和二氧化碳降解到自然界中，与天然的大分子相比具有较强的耐水性和力学特性，生产过程较易加工能够满足塑料使用的各类需求。人们通过对其化学结构的调整能够实现可控性的降解，因此，全生物分解材料成为降解塑料研发的主要发展方向。

二、全生物降解塑料品种

（一）天然高分子型生物降解塑料

作为天然的化合物之一，淀粉常常被应用于各类生物降解材料的生产加工中，在含有淀粉和果胶的水淀性薄膜中加入增塑剂能够使塑料薄膜被细菌分解，塑料薄膜中的淀粉含量越高，其薄膜的脆性也越强。在生产含有天然淀粉、高直链淀粉的复合型材料时还需要加入增塑剂，为了能够有效降低生物降解材料的成本，在生产各类塑料制品时可以加入滑石粉等填充材料混合的粗淀粉进行加工生产。部分公司在进行淀粉生物降解材料研究时，将生物降解粒料通过注射成型生产为一次性塑料制品，这类塑料制品在30摄氏度条件下堆肥，经过两个月便可降解。降解过程中还会产生有利于植物分解的物质，因此这类降解性较好的材料有广阔的发展前景。

（二）合成生物降解聚合物

人们通过开发含聚酯类生物降解复合材料，使其实现大规模生产堆肥，这类生产制品具有较高的物理机械性能，且生产成本人们能够接受。在世界范围内研发的BDP品种多达几十类，实际进入批量生产和工业化生产的种类仅包含：微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯与化学合成的聚乳酸、二元醇二羧酸脂肪族聚酯、聚己内酯、脂肪族/芳香族共聚酯、二氧化碳/环氧化合物共聚物、聚乙烯醇等，各类天然高分子淀粉基塑料及其BDP混合物、塑料合金等。

三、降解塑料的应用情况

（一）生物降解塑料

通过对各类降解材料的研发及实际状况进行分析可以发现，生物降解塑料当前大多被应用于生产类脱水袋、垃圾袋、育苗钵、土木建筑材料等领域。这些降解塑料在使用过程中可以满足人们生产生活的各类需求，并实现废物塑料的可降解，减少塑料制品对人们生态环境所造成的污染，在一定程度上缓解了对于环境所产生的影响。

（二）生物降解塑料的潜在发展

除去已经大规模生产的各类领域外，生物降解性材料仍具有较大的发展前景。还可被应用在生产渔网、钓鱼丝、医院卫生用品、各类塑料瓶、医疗用品包装膜，农用地膜、食品包装袋、容器、托盘、餐饮、缓冲材料等各个领域中。

（三）可降解材料的特殊用途

利用可降解材料可以生产满足人们各类需求的新型款式包装材料，或卡片类、粘合剂、非吸着性食品包装等领域。在这些领域中使用可降解塑料可以获得较高的附加值，不断拓宽可降解塑料制品的使用范围。

（四）医用材料范围

通常医用材料具有较高的生产要求，尤其是进入人体的各类高分子材料需要具有较强的生物性相容性、且无毒、无刺激性、机械强度较高。已投入临床使用，实现工业化生产的品类包含：PLA、PHA、PHB、PCL等多种类型材料，这些材料与人体的各类器官组织具有较高的相容性，在使用过程中不会发生排异反应，也不会引起组织周围的各类炎症。材料的降解产物可以参与人体的代谢循环，不会在体内产生残留物。因此这类材料可以被应用于手术缝合线、胶囊、骨科用器材等多个医疗领域中。

四、降解塑料的市场容量

降解塑料自备研发生产后被广泛应用在各个领域当中，其中包含包装材料、农用地膜、日杂用品、一次性医疗材料、人造骨骼、手术缝合等、纺织纤维及其他多个方面。我国在利用降解塑料生产的包装材料产量不断增长，每年消耗的快餐和一次性制品逐年递增，可见，可降解塑料制品的市场需求量较大。在各个领域中的生产用量逐年增长，可见降解塑料具有较好的发展机遇及潜在市场容量较大。

五、全生物降解塑料存在的问题

虽然降解塑料具有较大的使用前景，但从实际的市场应用情况及技术研发角度进行分析可以发现，现阶段研发的降解塑料仍然存在一些问题，这些降解塑料的透明度较低，且不可反复进行生产利用，在生产过程中，许多塑料制品的性能无法满足人们多样化的需求且生产价格较高。塑料制品的自身技术仍有待进一步提升，可以通过对其工艺配方的不断完善，运用更为先进的技术和设备来提升塑料制品的快速降解性及完全降解性。对降解塑料的产品研发及应用仍有待进一步提升，通过多方实践加强对降解塑料的跟踪研究重视程度，并通过收集系统完善的评价数据，不断开拓降解塑料市场。

结语：通过对各类降解塑料的分析可以发现，在人们生产生活的各个领域中均对塑料制品有较大需求。现代化可降解塑料制品能够基本满足人们的使用需求，但从保护环境实现资源循环利用的角度看，仍需要不断加大对全生物降解塑料的研究，使塑料制品能够实现可持续发展。充分运用各类可再生资源，实现降解塑料的进一步创新研究，不断降低生产成本，提升降解性能。

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