可降解塑料·1的研究进展

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1、可降解塑料的研究进展摘要：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，化学降解塑料以及光/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；化学降解；光/生物双降解1.前言塑料作为20世纪被产业化的一种新型材料，以其轻便、耐用、加工性能好等优点在农业、工业、医药和日常生活等主要领域都有广泛应用[1]。我国是塑料制品生产和消费大国，每年都有大量塑料制品报废，除少量被焚烧处理外，绝大部分最终作为塑料垃圾进入环境，而塑料大多性能稳定，在自然环境中被微生物利用、分解至少需要2

2、00年，若在地下堆积填埋，不仅会破坏土壤的通透性，使土壤板结影响农作物的生长，还会占用和浪费大量土地。日益增长的塑料垃圾越来越严重的威胁着生态平衡和环境，由于建填埋场的空间有限，焚烧设施不仅需投入大量资金，还会带来环保问题，专家们一致认为从消费终端治理“白色污染”收效甚微。要从根本上解决废塑料的环境污染问题，就应该用能降解或易降解的塑料制品代替当前的塑料制品。1972年，G.J.L.Griffin申请了世界上第一个淀粉填充聚乙烯塑料的专利，开创了降解塑料的先河，从此降解塑料成为风靡全球的环保概念。世界许多国家尤其发达国家把开发降解塑料作为治理塑料废弃物——“白色污染”、保护环

3、境和生态平衡的有效途径之一，特别是作为减轻一次性塑料废弃物对景观和土地污染的有效措施而竞相开发和开拓市场[1]。降解塑料的出现是部分解决了塑料废弃物造成的白色污染难题，几十年来国内外在降解塑料领域理论研究、材料研究、产品开发与应用、宣传推广及其评价标准等方面所做的大量努力今天已拙见成效[2,3]。降解塑料在我国的研究和应用起步稍晚，但发展较快，特别是最近五年的发展，形成了以降解地膜、地膜降解母料、可降解快餐饭盒为龙头全面发展的格局。2.可降解塑料的定义可降解塑料（degradableplastic）是指在使用和保存期内能满足原来应用性能要求，使用后在特定环境条件下，使其能在较

4、短时间内化学结构发生明显变化，而引起某些性质损失的一类塑料。3.可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、光-生物双降解塑料和化学降解塑料。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。3.1.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)导入高分子

5、结构内赋予材料光降解的特性。因此光降解塑料可分为添加型和合成型两类。合成型光降解塑料是通过共聚反应在塑料的高分子主链上引入羰基等感光基团而赋予其光降解特性的，并可以通过调节光敏基团的含量来控制光降解活性。现在已知的有乙烯-CO共聚物、乙烯酮-乙烯共聚物等。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)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)等光降解聚合物。添加型光降解塑料是在聚乙烯、聚苯乙烯等通用塑料中添加光敏性添加剂，制成的光降解塑料制品。在紫外光作用下，光敏剂可离解成具有活性的自由基，进而引发聚合物分子链断裂使其降解。常用的光敏剂有过渡金属络

6、合物、硬脂酸盐、N，N-二丁基二硫代氨基甲酸铁等，用量约1%~3%(质量)。另外可以根据添加剂本身所具有的光催化氧化作用以及氧化还原作用来促进聚合物的光降解。可控光降解塑料可以说是光降解塑料向深层发展的一种标准。它除具有光降解的必备特性外，还必须具有特定的光降解行为。美国伦斯勒理工学院的克里维络采用能同紫外线发生反应的化学物质，研制成功了该类塑料。国内有些研究单位和厂家在此方面做了大量的研究开发工作，并能生产一定量的可控光降解薄膜。研究发现可以通过调节光敏剂的添加量以及光敏剂与抗氧化剂的配比来实现薄膜的光降解可控性。3.2.生物降解塑料光降解塑料由于价格较高，又只能在光照下降

7、解，受地理环境、气候制约性很大，埋地部分不能降解等问题，使大面积应用受到一定限制。光降解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。2001年5月，美国的Bio-Corps公司生产出用热塑性淀粉材料制成的塑料杯上市销售。生物合成的完全