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浅谈降解塑料(下)

生物破坏型塑料对于生物破坏型塑料一般认为有淀粉系、脂族聚酯系和天然矿物系3大类

淀粉系生物破坏型

淀粉系生物破坏型塑料又分作物理改性淀粉系和化学改性淀粉系二系列。物理改性淀粉系：淀粉经物理方法处理可提高与塑料树脂的相容性。如把玉米粉经硅烷处理，可提高与聚乙烯的相容性，后加入一种不饱和油类氧化剂（玉米油），频率表充分搅拦后加以干燥，使水分在12%以下，即得到淀粉含量为40—60%的母料，再把它加入于低密度聚乙烯，线型低密度聚乙烯或高密度聚乙烯等中以生产破坏型塑料，经使用后与土壤接触，微生会消耗其中的淀粉部分，留下多孔结构，玉米油与金属教育界类相反应，形成过氧化物，使残留物碎成小块。MATERBI的成分为60%以上的农业原料（大部分为谷物淀 粉），40%以下为聚全物，无毒，亲水但不溶解，具有低密度聚乙烯相似的力学性能。且可用传统热塑性工艺加工成型。PE9321是低密度聚乙烯和淀粉的共混物，能在土壤和水中降解，可用作食品包装材料和容器。此外，也已开发了淀粉与聚丙烯共混的破坏型塑料。化学改性淀粉系：当前在生产聚乙烯生物破坏型薄膜时，最常用的改性淀粉为淀粉/乙烯/丙烯酸的共聚物。把该改性淀份与聚乙烯和淀粉共混，可用来制作垃圾袋和食品馐袋。最佳配方是40%玉米粉，30%聚乙烯和30%改性淀粉。预计5年内，这种薄膜将占全部聚乙烯薄膜的20%。美国PURDUE大学开发出淀粉与苯乙烯接枝的共聚物，可用作增容剂使淀粉与聚苯己烯共混良好，含淀粉为20—30%的该共混物具有类似聚苯乙烯的性能，但易被微生物破坏。另若采用马来酸酐改性淀粉与聚苯乙烯的共聚物可使淀粉与聚苯乙烯良好相混，可制得具有良好生物破坏性和化学降解性的塑料。也有人采用把经予处理的淀粉与乙烯丙烯酸共聚物（EAA）共混，且在加入1—5%碳酸辅助剂下可制得有生物破坏能力的薄膜。淀粉系塑料虽有可降解性，但细菌和其他微生物会被引入，从而危害人类健康。且其降解产物会污染水源。此外，其合成方法复杂和不易加工，一般在加热到塑料熔融温度前就会分解，故限制了它的扩大应用。

天然矿物系生物破坏型塑料如聚己内酯中加入30—70重量份的滑石粉或碳酸钙可制得“环境协调型塑料”，特别在使用碳酸钙的情况下，碳酸钙能中和由聚己内酯分解后的产生的有机酸，还有中和诸如甲酸、乙酸、丁酸之类的有机酸和酸雨，故宜于用作桂林用片材和盆等。因而这种材料既有生物破坏能力，也有化学破坏能力。

光降解塑料光降解塑料实际上是可见光中的紫外线可降解塑料，于相世纪70年代开始进行研究和开发，至今所应用的降解塑料大部分为光降解塑料。其主要制造方法和应用如下：<阀杆/p>

可光降解单体的均聚物

可光降解单体是指内含光敏基团的单体，作为光敏基团有：-N=N-，-CH=N-，-CH=CH-，-C=C-，-NH-NH-，-S-，-NH-，-O-，>C=O等基团，如用1.2-丁二烯合成的热塑性1.2-聚丁二烯可制造光降解塑料膜，不但有塑料薄膜的各种性能，且在光照下易于降解，另若加入不同含量的光敏剂，可调节其降解时间。此外，在聚乙烯中添加20%的这种1.2-聚丁二烯，还可制得在两个月内降解的地膜。再之，由化学合成方法制得聚异戊二烯、聚氧化异丁烯也是光降解制品，另若与聚乙烯共混所得产品也具有可光降解性。另外又已合成出聚乙烯基苯基酮和聚乙烯酮等光解塑料。

可光降解单体与其他单体的共聚物

作为可光降解单体与其他单体的共聚物如已合成出一氧化碳或乙烯基酮类与相应其他单体共聚的含羰基聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯鄞矣酰胺等光降解塑料，不仅可单独使用，还可以母料方式分别与同类树脂共混，制得各种光限解性塑料，还可通过改变共混比例控制终端产品的降解时间。且一氧化碳含量为1%左右的共聚型聚乙烯、聚丙烯、聚苯忆烯或聚氯乙烯已用于地膜生产，所得地膜在库存时不降解，但在阳光直射下降解。另如加拿大ECOPLASTICS公司用烯烃类单体与乙烯基酮共聚制取称作ECOLYTE的母料，再与同类树脂共混可制作各种可光解产品，其制品包括咖啡杯、牛肉饼合、肉碟、苗圃用棕色地膜等。

光降解塑料与其他聚合物的共混物

光降解塑料与其他聚合物的共混是一种简单易行和适应面广的方法。如可把1.2-聚丁二烯、聚异丁烯、聚异戊二烯等与聚乙烯共混，上述ECOLYTE与同类树脂共混。

加入光敏剂制成的光降解塑料

光每剂是一类易于吸收光线能量的物质，会使非光降解塑料中产生自由基，从而加快该塑料的光降解过程。这一方法有工艺简单、成本较低等优点。故用这种方法生产的光降解塑料占光降解塑料的大部分。光敏剂有无机和有机化合物两类。

无机光敏剂

作业无机光敏剂主要有铜、锰、铁、钴、镍、铬或铈等过渡金属离子的羟基盐、氧化物、螫合物及络合物等。如硫代氨基甲酸铁、乙酰丙酮铁、二茂铁及其衍生物、辛酸铈、硬脂酸铈及其他硬脂酸盐，以及铁、锌、锰、镍、铯、钴等金属离子的终合物等。此外，碳酸钙等常用无机填料能降低塑料分子之间的作用力，也能促进光降解。如我国采用在聚乙烯中加入重质碳酸钙，紫外光吸收剂和少量表面活性剂可制得在1—4日内降解的地膜，其分解物能促进农作物生长。上述铁、钴、镍和铈等过渡金属离子系化合物是应用最广和最重要的光敏剂，尤其宜用于聚烯烃类光降解制品之中。另外，二硫化氨基甲酸铁和二丁基二硫化氨基甲酸铁在国外已商品生产且已推出二丁基二硫代氨基甲酸铁作光增成剂和二丁基二硫代氨基基甲酸镍或钴作稳定剂的聚烯烃光降解母产。CABOT塑料公司的PE 9323母料是一种有机金属混合物，甚至能在无光照下继续降解，美国AMPACT公司的POLYGRADE是淀粉母料与含铁离子母料的混合物。

有机光敏剂

作为有机光敏剂主要有二苯甲酮，苯乙酮等芳族酮类，六氯丙酮，葸醌，萘和三苯胺等芳族化全物和各种有机过氧化物。这类光敏剂对塑料有不同的选择性，如二苯甲酮和N-溴代琥珀安胺等对聚乙烯和聚丙烯有效，若对聚苯乙烯则效果不好。

经改性得到的光降解塑料

对非光降解塑料进行适当的改性，也可使其具有光降能力。如把聚乙烯薄膜在氧气存在下用电子加速器加以辐照，固能在聚乙烯薄膜中引入氧基团而具有光降解性能，又如在聚乙烯中添加少量石蜡或油酸，能使聚乙烯在紫外线照射下较快地降解。再如，在再生聚乙烯中中入少量低分子聚乙烯和薰婢郾应适当增加B铊及C铊的重量芍频迷?/span>2~2.5个月内降解的薄膜。

生物光降解塑料生物光降解兼是既以微生物，又以光降解的塑料。至今为数不多，如有淀粉/聚烯烃/光敏剂，淀粉/低密度聚乙烯/光敏剂，淀粉母料/欣离子系光敏剂等组份配4 实验机零件的已加工面制的各种产品。综上所述，可得到以下表2所示的研究开发简况：表2、降解塑料的研究开发概况类别

种类

商品名和研制单位

生物降解塑料

生物全分解型

微生物 合成高分子

铝合金额尔古纳门插销 QB/T 3885⑴9993HB-3HV共聚物

3HB-4HB共聚物

BIOPOL（ICI）（东京工业大学资源化学研究所）（日本林原研究所）

天然高分子

多糖类

（美陆军NATICH研究所）

化学合成 高 分 子

聚己内酯聚乙交酯聚乙烯醇α-氨基基酸共聚第1家正式落户园区的企业物丙烯酸共聚物聚乳酸聚酪酸聚乙烯酯共聚物聚酯压簿畚?/span>脂族聚酯尼龙共聚物

TONE（UCC）（日本学技术研究院，美ECOCHEM）VINEX（美室气产品和化学品公司）（UCC）（瑞士BELLAND公司）（CARGILL公司）（PURDUE大学）（日大阪工业技术试验研究所）（日工业技术微生物工业技术研究所）

生物破坏型

淀粉共混物

聚乙烯/淀粉（60%)聚乙烯/淀粉 (>60%)PE/淀粉/不饱和脂肪酸聚乙烯/酯/酯化淀粉聚乙烯/淀粉 (60%)

POLGLEAN （ADM公司）ECOSTAR （ST-LAWRENE STARCH）NOYON（WARNER-LAMBERT公司）（FERRUZZI公司）（COLOROLL公司）（COLOROLL公司）POLYGRADELL（AMPACET公司）（德BATTELE公司）（PURDUE大学）MATER-BI（MONTEDISON）

脂族聚酯共混物

聚己内酯/聚乙烯聚己内酯/碳酸钙聚己内酯/淀粉

（UCC，日微生物工业技术研究所）（日生物工业研究所）（日微生物工业技术研究所）

光降解塑料

乙烯——氧化碳共聚物（ECO）乙烯基酮系共聚物聚氧化乙烯系共聚物

Elvax (Du Pont,Dow,UCC,Bayer)Ecolyte (Ecoplasties,Guillet)Enviroplastic(PPF公司)

添加光敏剂

添加光敏剂

POLYGRADE （AMPACET）（法CDF，法POPLYANE，BASF PRINCETON 聚合物实验等公司）（G SCOTT公司）（俄罗斯工业研究所）PLASTIGONE (IDEA MASTERS公司)

添加光敏性接枝聚合物

Ecolytell (Ecoplastics,Guillet)

生物光降解塑料

淀粉/聚烯烃/光敏剂淀粉/低密度聚乙烯/光敏剂成分不明淀粉母料/铁离子类光敏剂

（瑞士PIVAG公司）（COLURSTYLE公司）Ecostar Plus (St-Lawrene Starch)Polygrade III (Ampacet)

降解塑料的应用的回用全球降解塑料的生产和应用日益增长，如1992年西欧生产的塑料袋和其他薄膜制品的三分之一由降解塑料制成。包装材料尤其是塑料包装材料多数供包装专用，故使用后基本上废弃，若回收和回用不力，会严惩污染环境，因而应用降解塑料是解决这一总是的较好办法，如已用来制作食品包装袋，防湿袋，垃圾袋，咖柴油啡杯，食品包装盒、碟、碗等容器，各种一次性食具，化妆器皿，捆包带等包装用品。此外在农林业中可用作地膜，育苗包装材料、植林用片材和盆、肥料或农药缓释我包囊、外科缝合线、骨接合材料、人体组织缺损垫补材料、节制生育器材、一次性手套等。在日常生活领域内可用来制作海绵、卫生用品、一次性剃刀、种种器皿、容器、食具和各种文娱体育用品等。由于降解塑料主要藉光照和微生物作用进行降解，故普遍存在条件和时限的问题，国我对生物降解塑料的回用问题研究得较多，比较