三大可降解塑料的相关介绍

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1992020-10-23 收藏

可降解塑料分为三类,生物降解塑料为主流

与传统塑料被废弃后需要几百年的时间才能完全降解不同,可降解塑料力求在 自然条件下于较短的时间内自动分解成对自然条件无害的小分子,如二氧化碳 和水,从而达到解决“白色污染”,保护生态环境的目的。

在光降解和生物降解的两种降解机制下,可分为三大类可降解塑料:光降解塑料、生物降解塑料以及光—生物降解塑料。

光降解塑料的发展起步和成熟较早,但由于应用上的局限性,20 世纪 90 年代开始逐渐减产;

生物降解塑料 已经从研发阶段进入工业化生产阶段,全球需求和产能稳步提升,大幅降 低成本,将迎来爆发期;

光-生物降解塑料结合了前两者的优点,是未来可降解 塑料的发展方向,但目前尚处于实验室阶段。

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光降解塑料的降解原理:

是指通过光的作用可实现降解的塑料,该类塑料中的聚合物分子链 在紫外线等光线照射下可激发电子活性,进而发生光化学反应,再加上大气环 境中 O2 的影响,最终可发生光氧降解。在光化学作用下,光降解塑料的高分 子链因遭到破坏而失去强度,材料发生脆化,并在风、雨等自然环境的作用下 进一步细脆化,最终分解成为粉末融入土壤进入新一轮的生物循环。

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光降解塑料主要成分:

由光敏剂、光降解聚合物、光降解调节剂组成,生产工艺简单、 成本低。但缺点也十分明显,其降解性很大程度上受到温度、光照强度等自然 条件的约束。埋藏在地下的光降解塑料甚至会由于没有光照而收效甚微或根本 无法分解。由于光降解塑料的各种局限性,光降解塑料主要适用于日照条件较 好的地区。光降解塑料的适用面较窄,目前主要集中于农作物覆盖物。

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生物降解塑料降解原理

生物降解塑料可在细菌、真菌、藻类等自然界中普遍存在的一些微生物的作用 下,断裂高分子中的长链,从而达到降解目的,要求塑料最终能以代谢废物二 氧化碳、水的无害小分子的形式回归自然界的物质循环。

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生物降解塑料包括不完全生物降解塑料、天然高分子可降解塑料、合成生物降 解塑料、共混型天然高分子生物降解塑料四类,其中合成生物降解塑料用途最 广关注度最高,主要包括 PLA、PBS、PBAT 和 PHAs。

合成生物降解塑料按照合成的方法可以分为化学合成塑料和微生物合成塑料,按照原料的来源可以分为石油基塑料和生物基塑料。石油基塑料的原料来源于 石油、煤和天然气化工产业链的产品,如 PTA,AA 等;生物基塑料则以淀粉、 纤维素、木质素、甲壳质等来自于生物体的天然高分子物质为原料。值得注意 的是,不完全生物降解塑料由于不具备完全降解性,不属于严格意义上的生物 降解塑料,因此下文中“生物降解塑料”不包括不完全生物降解塑料。

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以合成生物降解塑料为代表的生物降解塑料凭借良好的使用性能和降解性成为 主流门类。PLA、PBAT 等合成生物降解塑料在力学性能、热学性能上与传统石 油基塑料较为接近,能够满足生产生活的对性能的需求。同时,生物降解塑料 具有良好的降解性,废弃后能不依赖光照自然分解,适合日常废弃塑料的情景。可降解塑料被广泛应用于包装、农用地膜、一次性餐具等领域。

光-生物降解塑料潜力大,仍处于研发阶段

光–生物降解塑料结合了光降解机理以及生物降解机理,有望突破性能和价格瓶颈。生物降解机制让光–生物降解塑料可在光照不足的情况下降解彻底,而且降 解速度能达到普通降解塑料的 5 倍以上。另外,光–生物降解塑料在很大程度上 改善了生物降解塑料加工困难、工艺复杂、成本较高等问题,克服了生物降解 塑料难以推广应用的弊端。


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