光降解塑料和生物降解塑料.pdf

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1、万方数据2002年6月黔西南民族师范高等专科学校学报第2期JournalofSouthwestGuizhouTeachers’College2002No．2光降解塑料和生物降解塑料徐祖民(黔西南州民族师专化生系，贵州兴义562400)摘要在农业、工业、医药、医学等方面有着重要用途的降解塑料是解决“白色污染”环境问题的有效途径。本文介绍了光降解塑料和生物降解塑料的降解机理及制备方法，对研究现状和发展方向作了综述。关键词光降解塑料生物降解塑料文章编号：1009-----0673(2002)02—-0077珈5中图分类号：069文献标识码：A70年代以来11l由于塑料在生活、生产中的重

2、要作用，塑料工业迅猛发展，世界塑料年产量已超过1亿吨，其广泛应用使废弃物迅速增加，世界每年废塑料量为2000万吨，倾人海洋的塑料垃圾达数lo万吨，据统计，1985年我国农用薄膜为30万吨，1990年为50万吨，地膜覆盖面积达2．7×1010ITl2。1998年我国塑料总产量已达384．1万吨，居世界第六位，而农用薄膜居世界首位，1995年我国的塑料需求量为t21600—800万吨，包装用品为150—200万吨。美国、日本的塑料垃圾占垃圾总量的7％，据有关专家估计，每10年其产量将增加1倍。制品自动售货杯铝罐聚乙烯泡沫杯可处置尿布木制筷子塑料瓶(PET)时间／a>20>100>50

3、0>20>100表1各种塑料及相近制品在环境中被预期降解所需时间减少废塑料污染的有效方法是使用可降解型塑料。因为其与环境相容性的可降解(或循环)性能，降解塑料发展非常迅速。美国1987年可降解塑料销售量为2．3万吨，1992年为38．6万吨，预计今年年底可达88．5万吨，近几年来，美国、意大利等一些欧美国家甚至立法【31禁止或限制使用非降解型塑料，而强制使用降解塑料，我国也将有类似法规出台。目前，世界上研究开发的可降解塑料有两种类型：光降解塑料和生物降解塑料。本文介绍这两种降解塑料的研究近况。一、光降解塑料光降解塑料是指【41该塑料在日光照射下吸收紫外线后发生光引发作用，使键能减

4、弱，长链分裂成较低分子量的碎片，聚合物的完整性受到破坏，物理性能下降。较低分子量的碎片在空气中进一步发生氧化作用，产生自由基断链反应，降解成能被生物分解的低分子量化合物，最后被彻底氧化为C02和H：0。整个降解过程是由光降解和自由基断链氧化反应相结合的Norish反应：收稿日期：2002一03—07·77·万方数据2002年黔西南民族师范高等专科学校学报第2期OIIhuIlVVv—cH2CHz呼cH2CH一州瓦i一阴：叫2∞阱叫2“HlhuNorishlCH2CH2C4-CH2CH2CH2IOJRHCH3CH2COOH生物降解羰基聚合物的光降解C024-H20光降解塑料的制备方法

5、有两种：一种是将光敏基团(如>C=0)引入高分子结构中。另一种是在高分子材料中添加光分解剂，由光分解剂吸收光能(主要是紫外线)后产生自由基，然后促使高分子材料发生氧化反应达到劣化的目的。l、共聚合成光降解塑料。即用对光(紫外线)敏感的单体与其他单体共聚制得光降解塑料，是制光降解塑料的主要方法。在高分子聚合物链上引入光敏基团，且可根据光敏单体加入量的多少控制聚合物的降解时间。以一氧化碳或乙烯酮类为光敏单体与烯烃类单体共聚，可合成含羰基结构的聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(Ps)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰胺类(PA)等光降解聚合物。将这些聚合

6、物分别与同类树脂共混，可得到各种光降解塑料，并可通过改变共混比例来控制塑料的降解时间。加拿大的Guillet用烯类单体与乙烯基酮共聚，生成了一系列的光降解聚烯类树脂。加拿大Ecoplastics公司用Guillet方法，对PS和PVC用原先的方法，对PE和PP用分批工艺使其聚合物与光敏单体接枝共聚。对PET和PA可直接共聚，也可在挤出机中接枝共聚。这种商品名为Ecolet的系列共聚物作为光降解母料与同类树脂共混加工成热塑性塑料。由于母料在阳光下会发生光引发链反应，因此只要在塑料中混入少量光降解母料，即可使其在预定的时间内降解。作为母料其用量在5％一10％左右，调节母料的不同加入量

7、，塑料在室外环境下产生碎片的光降解时间为60一600天范围内。美国的化学品公司已商品化生产以乙烯和一氧化碳共聚而成的E／CO聚合物，其中的CO含量不超过2％，这种含羰基结构的E／CO共聚物吸收紫外光后，按Norish反应在羰基键附近的碳链断裂降解。2、在塑料加工过程中添加光敏剂制取光降解塑料。在塑料加工过程中加入少量光敏剂使之成为光降解塑料，加人的光敏剂带有发色团，因光敏剂的光引发作用和光化学反应而产生自由基引发源，加快其光降解速度。光敏剂分为无机物和有机物两类，无机光敏剂如铁、