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国内外可降解塑料的开发及应用(上)

国内外现状及趋势

资源与环境是人类在21世纪实现可持续发展所面临的重大问题，生物技术将成为解决这一问题的关键技术。在造成环境污染的诸多因素中，塑料废弃物造成的公害已引起了社会的广泛关注。有关方面的资料表明，21世纪初我国的塑料包装材料用量很大，年用量将达到5000万吨，如果这其中有30％为一次性发泡塑料，那么全国每年将有1500万吨以上用电力和创新来驱动他们的汽车的废弃塑料。另外，全国有5亿亩土地可以利用地膜，目前仅有30％的土地利用了地膜，再加上育苗钵和农副产品保鲜膜，这些塑料废弃物每年也有1000万吨，其它方面的废塑料也有1000万吨。这样每年全国废塑料总量将达到3500万吨，其污染所造成的环境压力不言而喻。如果在这些所弃废塑料中有30％为可降解塑料，那么我们的环境将会得到大大的改善。

目前，我国降解塑料的研制还仅仅是一个起步阶段，同国外技术相比还有一定的差距。据不完全统计全国仅有100多家生产降解塑料的厂家，生产能力不到10万吨，远远赶不上市场的需求。为了加速降解塑料的生产，全国各地正在兴建一批年产2－3万吨降解塑料的工厂。

降解塑料按引起降解的环境条件可分为光降解塑料、生物降解塑料、化学降解塑料、组合降解塑料等。光降解塑料就是靠吸收太阳光，引起光化学反应而分解的塑料；生物降解塑料是土壤中微生物能分解的塑料，借助于细菌或其水解酵素将材料分解为二氧化碳、水、蜂巢状多孔材质和盐类；化学降解塑料是通过空气中的氧气或者土壤中水分的作用而分解的塑料，包括氧化降解塑料和切刀水解降解塑料。目前世界主要生产降解塑料的国家有美国、日本、德乙丙橡胶国、意大利、加拿大、以色列等国，品种有光降解、光／生物降解、崩坏性生物降解、完全生物降解塑料等。

降解塑料今后的开发趋向：一是根据不同用途及环境条件，进一步深化研究，并通过分子设计研究，改进配方，开发准时可控性环境降解塑料，已成为许多国家的重点攻关课题。二是积极研究开发高效价廉光敏剂、氧化剂、生物诱发剂、降解促进剂、稳定剂等，进一步提高准时可控性、用后快速降解性和完全降解性。三是为有利于一次性塑料废弃物的处理，同时保证获得取之不尽、丰富的原料来源，以天然高分子、微生物合成高分子和具有生物降解性的合成高分子为原料的完全生物降解塑料愈来愈受到重视，但为了克服其价昂、用途受限的缺点，加速研制生物因此板材本身其实不会燃烧降解塑料或普通塑料与淀粉、纤维素或无机材料填充共混或合金化技术以及完全生物降解塑料与天然材料涂覆层合技术更成为热点中的热点。四是水解性塑料和可食性材料由于具汽车锁有特殊的功能和用途而受到世界瞩目，从而成为环境适性材料的又一热点。五是为加速降解塑料的发展，各国正致力于加速研究和建立统一的降解塑料的定义、降解机理、评价方法和标准。六是探索及培育能降解普通塑料的菌株，使目前广泛使用的普通塑料用后具有易降解性，以适应环保要求。同时十分重视培育可生产聚酯的生物性植物等，以降低生物降解塑料的成本，有利于推广应用。

可以看出，生物降解塑料在可降解塑料中最具发展前途。目前，世界上的生物降解塑料主要是采用脂肪族聚酯或者脂肪族聚酯混合淀粉制造的。脂肪族聚酯主要包括以石油为原料合成的聚己酸内酯（ P CL）、聚丁烯（ P BS）及其共聚体，还有以可再生资源为原料生产的聚乳酸、由微生物生产的聚羟基酪酸（ P H B）等。生物降解塑料被分解后，成为水和二氧化碳，因此不会对环境产生危害。同时，它还能够用来制作堆肥，作为肥料或土壤改良剂回归大自然。最近特别引人注目的是采用聚乳酸同时造纸企业亏损范围也有所扩大制造生物降解塑料的技术。美国卡基尔道聚合物公司宣布，它已开始建设生产聚乳酸的工厂，到2001年底，年产14万吨的设备已投产。日本的三菱树脂、钟纺合纤、尤尼其卡、库拉雷等4家企业先后与这家美国公司签订合同，在日本扩大聚乳酸的应用。三菱树脂公司正在建设年产3500吨规模可降解薄膜制造设备，到2002年扩大到年产1万吨，争取成为日本最大的制造可降解塑料的厂家。

为了改善脂肪族聚酯的物性，各国正在用脂肪族聚酯与芳香族的对苯二甲酸或尼龙聚合物共聚的方式生产生物降解塑料。不久，高性能的可降解性塑料将会不断地被开发出来。作为环境保护技术之一的使用酶催化剂代替重金属化学催化剂合成高分子材料的工艺也将会面世。除了脂肪族聚酯外，多酚、聚苯胺、聚碳酸酯、聚天冬氨酸等已相继开发成功。

目前，生物降解塑料仅能用来制作一些体育用品（钓鱼用丝线、高尔夫球座等）、农林水产业用材料（薄膜、保湿材料、苗床材料等）、垃圾袋和卫生用品（一次性尿布等）。它的新用途则十分广阔，如用于制作化妆品容器、牙刷、缓冲材料、包装材料、购物袋、一次性使用手套等。如果安全性问题解决了，它还能用来制作食品容器。作为新的高分子功能材料，生物降解塑料也能应用到肥料、农药的游离基包装材料和医疗用品包装领域。今后在粘合剂、印刷油墨等非塑料领域里也可开辟用途。<迷你音响/p>

(待续)