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可降解塑料研究范文第1篇

關(guān)鍵詞：生物降解性能；合成塑料；可生物降解塑料

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ321.4；X384 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）11-2481-05

塑料是人工合成的長(zhǎng)鏈高分子材料[1]。由于塑料具有優(yōu)秀的理化性能，如強(qiáng)度、透明度和防水性等，合成塑料已廣泛應(yīng)用于食物、藥物、化妝品、清潔劑和化學(xué)品等產(chǎn)品的包裝。塑料已經(jīng)成了人類(lèi)生活中不可缺少的一部分，目前全世界大約有30%的塑料用于包裝，而且仍以每年高達(dá)12%的比率擴(kuò)展。

塑料材料在世界范圍內(nèi)的廣泛使用，在給人類(lèi)生產(chǎn)和生活帶來(lái)巨大益處的同時(shí)也帶來(lái)了很多問(wèn)題：如石油資源的大量消耗和塑料垃圾的日益增加等，它們會(huì)給人類(lèi)未來(lái)的生活帶來(lái)難以估計(jì)的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。尤其是各種廢棄塑料制品的處理問(wèn)題，已經(jīng)不單是簡(jiǎn)單的環(huán)境治理方面的問(wèn)題，世界各國(guó)普遍已將其發(fā)展認(rèn)識(shí)成為值得重視的政治問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。由于塑料在自然進(jìn)化中存在的時(shí)間較短，因此塑料可抵抗微生物的侵蝕，自然界中一般也沒(méi)有能夠降解塑料這種合成聚合物的酶[2]。目前塑料垃圾一般是通過(guò)填埋、焚化和回收處理掉。但不恰當(dāng)?shù)乃芰蠌U棄物處理往往是環(huán)境污染的重要來(lái)源，不僅直接危害人類(lèi)的生存，而且潛在地威脅社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。比如聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）塑料的燃燒會(huì)產(chǎn)生二惡英的持久性有機(jī)污染物[3]。

由于與傳統(tǒng)塑料有相似的材料性質(zhì)，又具有非常好的生物降解性能[4]，以聚羥基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates，PHAs）、聚乳酸（Polylactic acid，PLA）、 聚己內(nèi)酯（Polycaprolactone，PCL）等為代表的可生物降解塑料已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于各種包裝材料、醫(yī)療設(shè)備以及一次性衛(wèi)生用品生產(chǎn)，另外在農(nóng)田地膜生產(chǎn)中也已用作聚丙烯或聚乙烯的替代品[5]。可生物降解塑料的使用可降低石油資源消耗的30%～50%，進(jìn)一步緩解對(duì)石油資源的使用；另外可生物降解塑料制品的廢棄物可以進(jìn)行堆肥處理，所以與普通石油來(lái)源的塑料垃圾相比可避免人工分揀的步驟，這樣就大大方便了垃圾的收集和后續(xù)處理。因此，可生物降解塑料十分符合現(xiàn)在提倡的可持續(xù)發(fā)展的政策，以利于真正實(shí)現(xiàn)“源于自然，歸于自然”。

1 塑料降解概述

任何聚合物中的物理和化學(xué)變化都是由光、熱、濕度、化學(xué)條件或是生物活動(dòng)等環(huán)境因素引起的。塑料的降解一般包括光降解、熱降解以及生物降解等。

聚合物光降解的敏感性與其吸收來(lái)自對(duì)流層的太陽(yáng)輻射的能力直接相關(guān)。在非生物降解中，光輻射活動(dòng)是影響降解最重要的因素[6]。一般來(lái)說(shuō)，UV-B輻射（295～315 nm）和UV-A輻射（315～400 nm）會(huì)直接造成光降解；而可見(jiàn)光（400～760 nm）是通過(guò)加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)加快聚合體降解的；紅外光（760～2 500 nm）則是通過(guò)加快熱氧化作用實(shí)現(xiàn)降解。大多數(shù)塑料傾向于吸收光譜中紫外部分的高能量輻射，激活電子更活躍的反應(yīng)，導(dǎo)致氧化、裂解和其他的降解。

聚合物的熱降解是由過(guò)熱引起的分子降解。在高溫下，聚合物分子鏈的遷移率和體積會(huì)發(fā)生改變，長(zhǎng)鏈骨架組分?jǐn)嗔?，發(fā)生相互作用從而改變聚合物特性[6]。熱降解中的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致材料學(xué)和光學(xué)性能的改變。熱降解通常包括聚合物相對(duì)分子質(zhì)量變化和典型特性的改變；包括延展性的降低、脆化、粉末化、變色、裂解和其他材料學(xué)性能的降低。

生物降解是塑料降解的最主要途徑，一般來(lái)說(shuō)，塑料在自然狀態(tài)下進(jìn)行有氧生物降解，在沉積物和垃圾填埋池中進(jìn)行厭氧降解，而在堆肥和土壤中進(jìn)行兼性降解。有氧生物降解會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和水，而無(wú)氧生物降解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、水和甲烷[7]。通常情況下，高分子聚合物分解成二氧化碳需要很多不同種類(lèi)的微生物的配合作用，一些微生物可將其降解為相應(yīng)的單體，另一些微生物能利用單體分泌更簡(jiǎn)單的化合物，還有一些微生物再進(jìn)一步利用這些簡(jiǎn)單化合物以實(shí)現(xiàn)聚合物的完全降解[1]。

生物降解是受很多因素控制的，包括微生物類(lèi)型和聚合物特性（遷移率、立構(gòu)規(guī)整度、結(jié)晶度、相對(duì)分子質(zhì)量、功能團(tuán)類(lèi)型以及取代基等），另外添加到聚合物中的增塑劑和添加劑等都在生物降解過(guò)程中起著重要作用[8]。降解過(guò)程中聚合物首先轉(zhuǎn)化成單體，然后單體再進(jìn)行礦化。大多數(shù)聚合物都難以通過(guò)細(xì)胞膜，所以在被吸收和生物降解進(jìn)入細(xì)胞前必須先解聚成更小的單體或寡聚體[9]。微生物降解起始于各種各樣的物理和生物推動(dòng)力。物理動(dòng)力（如加熱/冷卻、冷凍/熔化以及濕潤(rùn)/干燥）會(huì)引起聚合物材料裂化的機(jī)械破壞；微生物進(jìn)一步滲透，造成小規(guī)模溶脹和爆破。至少有兩種酶在聚合物降解中起著重要作用，它們分別是胞內(nèi)解聚酶和胞外解聚酶。胞外解聚酶將聚合物分解成短鏈分子，短鏈分子小到足以透過(guò)細(xì)胞膜，被胞內(nèi)解聚酶進(jìn)一步分解。

2 天然可生物降解塑料的生物降解

天然可生物降解塑料一般是指以有機(jī)物為碳源，通過(guò)微生物發(fā)酵而得到的生物降解塑料。主要以PHAs較多，其中最常見(jiàn)的有聚3-羥基丁酸酯[Poly（3-hydroxybutyrate），PHB]、聚羥基戊酸酯[Poly（3-hydroxyvalerate），PHV]和其共聚物[Poly（3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate），PHBV][10]。微生物在營(yíng)養(yǎng)缺乏的情況下產(chǎn)生并儲(chǔ)存PHAs，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)不受限時(shí)微生物會(huì)將其降解并代謝[11]。但是微生物儲(chǔ)存PHAs的能力未必能保證環(huán)境中微生物對(duì)PHAs的降解能力。微生物必須先分泌胞外水解酶，將聚合物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的羥基酸單體[7]。PHB水解產(chǎn)物為3-羥基丁酸，而PHBV的胞外降解產(chǎn)物為3-羥基丁酸和3-羥基戊酸[12]。這些單體都是水溶性的，可透過(guò)細(xì)胞壁，在有氧情況下進(jìn)行β-氧化和三羧酸循環(huán)，完全氧化為二氧化碳和水，厭氧情況下還會(huì)生成甲烷。實(shí)際上，在所有高等動(dòng)物血清中都發(fā)現(xiàn)了3-羥基丁酸，因此PHAs可用于醫(yī)學(xué)方面，包括用于長(zhǎng)期控制藥物釋放、手術(shù)針、手術(shù)縫合線、骨頭和血管替代品等。

目前已在多種環(huán)境中分離出大量可以降解PHAs的微生物[13，14]。在土壤中發(fā)現(xiàn)的Acidovorax faecilis、Aspergillus fumigatus、 Comamonas sp.、 Pseudomonas lemoignei和Variovorax paradoxus，在活性污泥中分離出的Alcaligenes faecalis和Pseudomonas sp.，在海水中發(fā)現(xiàn)的Comamonas testosteroni，存在于厭氧污泥中的Ilyobacter delafieldii以及在湖水中發(fā)現(xiàn)的Pseudomonas stutzeri對(duì)PHAs均具有降解能力。

PHB胞外解聚酶是微生物自身分泌的，對(duì)于環(huán)境中PHB的新陳代謝發(fā)揮著重要作用。很多PHB解聚酶已從Alcaligenes[15]、Comamonas[16]和Pseudomonas[17]的微生物中分離純化出來(lái)。對(duì)它們的基本結(jié)構(gòu)分析表明，這些酶由底物結(jié)合區(qū)、催化區(qū)和連接二者的聯(lián)合區(qū)域構(gòu)成。底物結(jié)合區(qū)域在結(jié)合PHB方面發(fā)揮著重要作用。催化部分包含一個(gè)催化單元，由催化三聯(lián)體（Ser-His-Asp）構(gòu)成。目前對(duì)于PHB解聚酶的性能研究已比較深入，研究顯示，PHB解聚酶相對(duì)分子質(zhì)量一般低于100 000，大多數(shù)PHA解聚酶相對(duì)分子質(zhì)量都在40 000～50 000；最適pH為7.5～9.8，只有來(lái)源于Pseudomonas picketti和Penicillium funiculosum的解聚酶的最適pH是5.5和7.0；在較寬的pH、溫度、離子強(qiáng)度等范圍內(nèi)穩(wěn)定；大多數(shù)PHA解聚酶都會(huì)受到絲氨酸酯酶抑制劑的抑制[18]。

3 聚合物共混材料的生物降解

聚合物共混材料是由可降解塑料和通用塑料混合制成的，其降解率取決于其中較易降解的成分，降解過(guò)程破壞聚合物的結(jié)構(gòu)完整性，增加了表面積，剩余聚合物暴露出來(lái)，微生物分泌的降解酶也會(huì)增強(qiáng)。目前常見(jiàn)的聚合物共混材料主要是以淀粉基為主要可降解部分的共混材料。

3.1 淀粉/聚乙烯共混物的生物降解

聚乙烯是一種對(duì)微生物侵蝕有很強(qiáng)抵御能力的惰性聚合物[19]。隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加，生物降解也會(huì)減弱[20]。將容易生物降解的化合物如淀粉添加到低密度的聚乙烯基質(zhì)中，可加強(qiáng)碳-碳骨架的降解。與純淀粉相比，淀粉聚乙烯共混物的碳轉(zhuǎn)移率降低，在有氧的情況下轉(zhuǎn)移率較高。Chandra等[21]研究發(fā)現(xiàn)在Aspergillus niger、Penicillium funiculom、Chaetomium globosum、 Gliocladium virens和Pullularia pullulans混合真菌接種的土壤環(huán)境中，線性低密度聚乙烯淀粉共混物可有效地被生物降解。添加淀粉的聚乙烯的降解率取決于淀粉含量，而且對(duì)環(huán)境條件和共混物中的其他成分很敏感[22]。很多研究者在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，在淀粉/低密度聚乙烯共混物中添加改性淀粉后，改性淀粉可增強(qiáng)其在共混物中的可混合性和黏著力[23]。但是與未改性的淀粉/聚乙烯共混物相比，這種改性淀粉的生物降解率較低。

3.2 淀粉/聚酯共混物的生物降解

淀粉和PCL共混物被認(rèn)為是可完全降解的，這是因?yàn)楣不煳镏械拿糠N成分都是可生物降解的[24]，Nishioka等[25]已在活性污泥、土壤和堆肥中研究了不同等級(jí)商用聚酯Bionoll的生物降解能力。PHB解聚酶和脂酶均可以打開(kāi)PHB的酯鍵，由于其結(jié)構(gòu)的相似性，這些酶還能降解Bionolle。Bionolle和低成本淀粉的混合物的開(kāi)發(fā)研究可進(jìn)一步提高成本競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)在可接受的程度上維持其他性能。有研究表明，淀粉的添加大大提高了Bionolle組分的降解率[26]。

3.3 淀粉/水溶性聚合物聚乙烯醇共混物的生物降解

水溶性聚合物聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA）與淀粉有更好的兼容性，而且這種共混物擁有良好的薄膜性能。很多這樣的共混物已得到發(fā)展并用來(lái)制作可生物降解包裝設(shè)備[27]。PVA和淀粉共混物也被認(rèn)為是可生物降解的，因?yàn)檫@兩種成分在多種生物環(huán)境下都是可生物降解的。從城市污水廠和垃圾堆埋區(qū)的活性污泥中分離出的細(xì)菌和真菌對(duì)淀粉、PVA、甘油和尿素共混物的生物降解能力數(shù)據(jù)表明，微生物可消耗淀粉、PVA的非結(jié)晶區(qū)、甘油和尿素增塑劑[27]，而PVA的結(jié)晶區(qū)未受降解影響。

3.4 脂肪族-芳香族共聚酯的生物降解

脂肪族-芳香族（Aliphatic-aromatic，AAC）共聚酯結(jié)合了脂肪族聚酯的生物可降解性和芳香族聚酯的高強(qiáng)度性能。為了降低AAC的成本經(jīng)?；旒拥矸邸Ｅc其他可生物降解塑料相比，AAC和低密度聚乙烯有更相似的特性，特別是吹膜擠出。AAC也符合食品保鮮膜的所有功能要求，如透明度、彈性和防霧特性，所以這種材料很適合用于水果和蔬菜的食品包裝。雖然AAC以化石燃料為基礎(chǔ)，但是它是可生物降解和堆肥降解的。通常情況下，它在微生物環(huán)境中12周就會(huì)被降解得肉眼不可見(jiàn)。

4 合成塑料的生物降解

4.1 聚乳酸聚酯的生物降解

聚乳酸（Polylactic acid，PLA）是一種線性脂肪族聚酯，它是由天然乳酸縮聚或是丙交酯的催化開(kāi)環(huán)制得的。PLA中的酯鍵對(duì)化學(xué)水解作用和酶催化斷鍵都很敏感。PLA的應(yīng)用是其熱壓產(chǎn)品，如水杯、外賣(mài)食物餐盒、集裝箱和花盆盒。PLA在60 ℃或是高于60℃大規(guī)模的堆肥操作中可以完全降解。PLA的降解首先是水解成水溶性化合物和乳酸。這些產(chǎn)物被多種微生物快速代謝成CO2和水。Torres等[28]研究了Fusarium moniliforme、Penicillium roquefort 對(duì)PLA低聚物（相對(duì)分子質(zhì)量為1 000）的降解；Pranamuda等[29]報(bào)道了Amycolatopsis sp.對(duì)PLA的降解，而在Tomita等[30]的研究中也報(bào)道了Bacillus brevis對(duì)PLA具有降解能力。另外，已證明可使用專(zhuān)性酯酶如Rhizopus delemer脂肪酶降解小分子PLA（相對(duì)分子質(zhì)量為2 000）。

4.2 聚琥珀酸丁二酯的生物降解

聚琥珀酸丁二酯（Polybutylene succinate，PBS）具有優(yōu)良的機(jī)械性能，通過(guò)傳統(tǒng)的熔融技術(shù)可用于一系列終端產(chǎn)品。這些應(yīng)用包括地膜、包裝膜、塑料袋和易沖刷衛(wèi)生產(chǎn)品。PBS是水合式生物降解的，通過(guò)水解機(jī)制開(kāi)始生物降解。在酯鍵處發(fā)生水解，相對(duì)分子質(zhì)量降低，使得微生物可進(jìn)行進(jìn)一步降解。

4.3 改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的生物降解

改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）是在PET中添加乙醚、酰胺或是脂肪族單體共聚單體，由于它們的鍵能較弱而更容易通過(guò)水解作用進(jìn)行生物降解。這一降解機(jī)制包括酯鍵的水解與醚和酰胺鍵的酶促作用。改性PET可通過(guò)改變所使用的共聚單體調(diào)節(jié)和控制降解率。

5 聚氨酯的生物降解

聚氨酯（Polyurethane， PUR）是具有分子內(nèi)氨基甲酸酯鍵（碳酸酯鍵-NHCOO-） 的聚異腈酸酯和多元醇的縮合產(chǎn)物。據(jù)報(bào)道，PUR中的氨基甲酸酯鍵易受到微生物的進(jìn)攻。PUR的酯鍵水解作用被認(rèn)為是PUR的生物降解機(jī)制。已發(fā)現(xiàn)土壤中的4種真菌Curvularia senegalensis、 Fusarium solani、Aureobasidium pullulans和Cladosporium sp.可降解聚氨酯。Kay等[31]分離并研究了16種不同細(xì)菌降解PUR的能力。Shah[32]報(bào)道稱(chēng)在埋于土壤中6個(gè)月的聚氨酯薄膜中分離出了5種細(xì)菌，它們分別被定義為Bacillus sp. AF8、 Pseudomonas sp. AF9、 Micrococcus sp. AF10、 Arthrobacter sp. AF11和Corynebacterium sp. AF12。

FTIR光譜可用來(lái)證明聚氨酯生物降解機(jī)制是聚氨酯中酯鍵的水解作用。聚氨酯生物降解能力取決于酯鍵的水解作用[33]。酯鍵降低的比率大約超過(guò)醚鍵50%，這與測(cè)量到的聚氨酯降解的數(shù)量相吻合。FTIR分析埋于土壤中6個(gè)月經(jīng)真菌作用后的PUR薄膜[34]，顯示2 963 cm-1（對(duì)照）至2 957 cm-1（試驗(yàn)）波峰有輕微下降，這表明在1 400～1 600 cm-1處C-H鍵的斷裂和C=C的形成。FTIR分析Corynebacterium sp.降解聚氨酯的分解產(chǎn)物表明聚合物的酯鍵是微生物酯酶進(jìn)攻的主要地方[31]。目前已分離并表征了兩種PU酶，它們分別是與細(xì)胞膜結(jié)合的PU酯酶和胞外PU酯酶[35]。這兩種酶在聚氨酯的生物降解中發(fā)揮著不同的作用。與膜結(jié)合的PU酯酶可提供細(xì)胞介導(dǎo)接近聚氨酯的疏水表面，然后胞外PU酯酶吸附在聚氨酯表面。在這些酶的作用下，細(xì)菌可以吸附在聚氨酯的表面并將PU基質(zhì)水解代謝掉。

6 結(jié)論

傳統(tǒng)石油來(lái)源的通用塑料的過(guò)度使用已使得其成為當(dāng)今世界環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)?，因此可生物降解塑料取代通用塑料已?jīng)成為未來(lái)材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。這些可生物降解塑料的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在其可生物降解性和可再生性，此外還具有許多優(yōu)良的理化性能，如熱塑性、生物相容性、產(chǎn)物安全性、成膜后具有高透明度、纖維的高拉伸強(qiáng)度以及易于加工等。但是應(yīng)該看到的是相關(guān)可生物降解塑料在自然界中降解往往十分緩慢，而且在PLA經(jīng)改性或制成產(chǎn)品后，其在環(huán)境中的降解就更為緩慢，因此在進(jìn)行可生物降解塑料合成和改性研究的同時(shí)，其生物降解研究也應(yīng)該受到重視，以實(shí)現(xiàn)其廢棄物快速完全降解，并建立有效的生物循環(huán)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品物料循環(huán)。

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可降解塑料研究范文第2篇

你們好，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，塑料制品也在市面上逐漸增多。塑料制品給人們帶來(lái)了便利，可是卻給大自然帶來(lái)了巨大的災(zāi)難，減短了地球的壽命。

大家知道嗎，不可降解的白色垃圾給我們周?chē)沫h(huán)境帶來(lái)了多么大的破壞，可人們還是執(zhí)迷不悟地亂扔白色垃圾。只要你仔細(xì)觀察，幾乎每個(gè)地方都有白色垃圾的存在。

白色垃圾給自然界的動(dòng)物們?cè)斐闪司薮蟮膫?。近幾年?lái)有多少動(dòng)物是因?yàn)榘咨赖哪兀吭诿绹?guó)，有一只海龜把人們丟棄在海洋里的塑料袋誤以為是它最?lèi)?ài)吃的水母一口吞下，結(jié)果一命嗚呼；還有，我的一個(gè)朋友一直認(rèn)為塑料袋帶給人們?cè)S多方便，挺好。可是，有一次他的小狗突然嘔吐不止，他把小狗抱到寵物醫(yī)院，醫(yī)生竟從它的吸里取出了一個(gè)塑料袋，從此他對(duì)白色塑料袋深?lèi)和唇^……白色垃圾不但給動(dòng)物帶來(lái)了傷害，而且也給人類(lèi)帶來(lái)了影響。趕上不好的天氣，塑料袋就會(huì)漫天飛舞。人們都知道不可降解塑料袋的分解需要一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)間，它分解的過(guò)程中，對(duì)周?chē)臉?shù)木也會(huì)造成傷害，使它們不能正常生長(zhǎng)。

對(duì)于改善環(huán)境，我的建議如下：

1、我們要積極宣傳大力提倡使用可降解塑料制品。

2、從源頭上制止不可降解塑料袋的生產(chǎn)，如發(fā)現(xiàn)必須嚴(yán)肅處理。

3、我們可以學(xué)習(xí)一些發(fā)達(dá)國(guó)家的做法，把垃圾進(jìn)行特殊處理，使其變成纖維，最后做成服裝進(jìn)入市場(chǎng)。這樣即使塑料袋不破壞環(huán)境，甚至還能盈利。

希望你們研究并采納的的建議。

可降解塑料研究范文第3篇

    在現(xiàn)代包裝設(shè)計(jì)中我們接觸到最多的,更新最快的莫過(guò)于食品的包裝。在我國(guó)食品工業(yè)發(fā)展迅猛的今天,人們的生活理念和消費(fèi)模式正在發(fā)生重大變化,包裝在人們生活中也越來(lái)越重要,對(duì)食品包裝也提出了新的要求,本世紀(jì)食品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上取決于包裝質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)?？茖W(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),食品包裝日新月異,而食品包裝理念也顯現(xiàn)出新特色,食品包裝要以多樣化滿(mǎn)足現(xiàn)代人不同層次的消費(fèi)需求;無(wú)菌、方便、智能、個(gè)性化是食品包裝發(fā)展的新時(shí)尚;拓展食品包裝的功能、減輕包裝廢棄物對(duì)環(huán)境污染的綠色包裝已成為新世紀(jì)食品包裝的發(fā)展趨勢(shì)。 

    在本次實(shí)習(xí)中我接觸到了一些綠色包裝,綠色包裝也是現(xiàn)在國(guó)家大力提倡的一種包裝,這種包裝現(xiàn)在在食品行業(yè)被廣泛運(yùn)用。這類(lèi)包裝是指對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)污染、對(duì)人體健康無(wú)害、能循環(huán)和再生利用的包裝。在人們對(duì)生態(tài)環(huán)境極為關(guān)注的今天,食品的綠色環(huán)保包裝也成為一種必需。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè),未來(lái)10年內(nèi)綠色食品將主導(dǎo)世界市場(chǎng),而綠色包裝則是綠色食品在消費(fèi)者中間的通行證,它對(duì)子塑造綠色食品品牌有著重要的意義。從協(xié)調(diào)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)出發(fā),世界各國(guó)都把減量、復(fù)用回收及可降解作為生態(tài)環(huán)保包裝的目標(biāo)和手段。 

    在清華大學(xué)和中科院微生物研究所共同努力下,已圓滿(mǎn)完成了用廢糖蜜為原料生產(chǎn)可生物降解塑料聚羥基丁酸酯(PHB);用基因工程菌生產(chǎn)可生物降解塑料PHB;用水解淀粉為原料生產(chǎn)可生物降解塑料PHB及其共聚物PHBV以及可生物降解塑料PHB的改性和應(yīng)用等研究成果。并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上首次規(guī)模化生產(chǎn)第三代PHA羥基丁酸共聚羥基已酸酯(PHBHHx),由微生物合成的生物可降解材料聚烴基脂肪酸PHA,具有優(yōu)良的生物可降解性、相容性、電壓性以及光活性,其結(jié)構(gòu)的多樣性,加上由結(jié)構(gòu)變化所帶來(lái)的新材料性能,使這種材料在食品包裝方向應(yīng)用前景十分廣闊。 

    德國(guó)PSP公司近期開(kāi)發(fā)出泡沫紙生產(chǎn)新工藝,用它生產(chǎn)的包裝材料可代替泡沫材料。該種泡沫采用舊報(bào)紙和面粉作材料,先將回收的舊書(shū)報(bào)切成碎條,再碾成纖維狀的紙漿,將其和面粉以2比l的比例混合,混合后的紙漿注入擠壓壓成圓柱顆粒。擠壓過(guò)程中,原料受水蒸汽作用成為泡沫紙。用該種泡沫紙作原料,可以根據(jù)不同的需要生產(chǎn)出多種形狀的塑料包裝。泡沫紙可一次成型,不用化學(xué)添加劑,使用后還能回收加工。 

    運(yùn)用現(xiàn)代超級(jí)粉體技術(shù),將原材料粉碎成10~25ium之間的顆粒稱(chēng)為超微粉,近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),利用超微粉技術(shù)制備淀粉基生物降解塑料具有明顯的優(yōu)越性。超微淀粉粒度小,均勻,具有極大的比表面積,蓄含巨大的表面能,使其流動(dòng)性和填充性得到顯著提高,用于制備生物降解塑料時(shí)可有效地改善材料的力學(xué)性能,能夠在保證材料使用性能的前提下,大大提高淀粉的添加量,這對(duì)于降低成本,節(jié)約石油資源,開(kāi)發(fā)天然淀粉的應(yīng)用,提高塑料生物降解率都有非常重要的意義。 

    美國(guó)農(nóng)業(yè)研究局南部地區(qū)中心利用大豆蛋白質(zhì)、添加酶和其它處理劑制成大豆蛋白質(zhì)包裝膜,用于食品包裝,能保持良好的水份、阻止氧氣進(jìn)入,與食品一起蒸煮,既易于降解減少環(huán)境污染,又可避免食物的二次污染。 

可降解塑料研究范文第4篇

抵制白色污染呵護(hù)生態(tài)安全倡議書(shū)

生活中塑料袋為我們提供方便的同時(shí)不僅破壞了周邊環(huán)境、浪費(fèi)土地資源，而且危害生態(tài)安全，海洋生物的安全以及我們?nèi)祟?lèi)自身的生命安全。

根據(jù)市府辦2019( 325號(hào))文件精神的要求，為防止白色污染，倡導(dǎo)綠色、低碳、節(jié)能的消費(fèi)理念，建設(shè)生態(tài)環(huán)保旅游城市，現(xiàn)在我市全面推廣使用可生物降解塑料制品。

可生物降解塑料制品的加工原料主要以木薯淀粉為主，將木薯淀粉做成顆粒米，在機(jī)器里通過(guò)熱能和氣壓吹成塑料膜或塑料袋等完全可降解的塑料產(chǎn)品。目前生活中使用的塑料制品，在土壤里分解需要200-52019年，對(duì)土壤和地下水危害極大;焚燒時(shí)產(chǎn)生大量有毒氣體對(duì)大氣、生物及人類(lèi)自身造成極大危害。而可生物降解塑料制品降解時(shí)間短，在土壤中大約需要90天-2年時(shí)間就可轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥料;無(wú)需焚燒，對(duì)大氣和環(huán)境基本不會(huì)造成污染。在我市推廣使用，能夠提升我市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，更好地打造濱海旅游精品城市。

為了讓我們的地球母親永遠(yuǎn)飽有美麗的容顏，不被白色污染所蒙蔽，藍(lán)絲帶海洋保護(hù)協(xié)會(huì)、三亞市旅游協(xié)會(huì)，于4月22日地球日面向所有會(huì)員單位及社會(huì)公眾鄭重發(fā)出 抵制白色污染 呵護(hù)生態(tài)安全的倡議，倡議大家和我們一起，主動(dòng)承擔(dān)起保護(hù)生態(tài)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任，用實(shí)際行動(dòng)杜絕白色污染，拒絕使用普通塑料袋，全民自發(fā)自愿的加入到認(rèn)購(gòu)生物樹(shù)脂降解型塑料袋的行動(dòng)中來(lái)。

親愛(ài)的朋友們，抵制白色污染 呵護(hù)生態(tài)安全我們期待您的參與!

拒絕白色污染倡議書(shū)

尊敬的各位老師、親愛(ài)的同學(xué)們：

地球是人類(lèi)共同的家園，大自然是我們生死相依的朋友。我們?cè)谶@片凈土上,沉醉于花草的芬芳,沐浴著清凈的陽(yáng)光,享受著心靈的恬靜,生活變得簡(jiǎn)單而自然。但是，面對(duì)藍(lán)色天空下的白色垃圾，難道你們還沒(méi)有意識(shí)到鋪天蓋地的白色污染嗎?

研究表明，一次性塑料餐具對(duì)身體健康和生活環(huán)境造成極大危害，目前已經(jīng)成為白色污染的主要來(lái)源。當(dāng)您習(xí)慣性地拎著塑料盒(袋)走出食堂、小賣(mài)部的時(shí)候，您有沒(méi)有意識(shí)到我們的健康正受到威脅，我們的校園環(huán)境正遭到破壞;當(dāng)您使用一次性筷子時(shí)，您是否知道每年為此要砍掉多少樹(shù)木;當(dāng)您隨手將塑料袋扔到路邊時(shí)，您是否知道這些垃圾需要22019年才會(huì)降解。

珍惜資源、保護(hù)環(huán)境是當(dāng)代青年熱愛(ài)祖國(guó)、關(guān)愛(ài)健康的具體表現(xiàn);提供安全衛(wèi)生的餐具、保障廣大師生的身體健康是各食堂餐廳義不容辭的責(zé)任。為此，我們向廣大師生發(fā)出倡議：

一、 正確認(rèn)識(shí)白色污染的危害。塑料是高分子聚合物，極難分解，需100至32019年才能分解，污染公害極大：它會(huì)破壞環(huán)境，影響景觀。會(huì)造成化學(xué)污染，危害人體健康。會(huì)使土壤板結(jié)，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。

二、拒絕使用一次性不可降解的泡沫塑料飯盒、塑料碗、塑料杯和一次性筷子，就餐使用飯?zhí)锰峁┑牟途呋蜃詭Р途摺?/p>

三、不把白色污染帶進(jìn)校園。購(gòu)物自備環(huán)保袋，不使用超薄塑料袋。

可降解塑料研究范文第5篇

［關(guān)鍵詞］高分子材料  可降解  生物

        我國(guó)目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬(wàn)噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進(jìn)行生物可降解，以盡量減少對(duì)人類(lèi)及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如細(xì)菌、霉菌及藻類(lèi)作用下，可完全降解為低分子的材料。這類(lèi)材料儲(chǔ)存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機(jī)理大致有以下3 種方式： 生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞； 微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機(jī)理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解機(jī)理

        生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

        生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式：生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞；微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認(rèn)為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過(guò)水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過(guò)種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

        因此，生物可降解并非單一機(jī)理，而是一個(gè)復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進(jìn)的物理化學(xué)過(guò)程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機(jī)理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機(jī)體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

        2、生物可降解高分子材料的類(lèi)型

        按來(lái)源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類(lèi)。按用途分類(lèi)，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類(lèi)。按合成方法可分為如下幾種類(lèi)型。

        2.1微生物生產(chǎn)型

        通過(guò)微生物合成的高分子物質(zhì)。這類(lèi)高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國(guó)ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點(diǎn)低，強(qiáng)度及耐熱性差，無(wú)法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點(diǎn)較高，強(qiáng)度好，是應(yīng)用價(jià)值很高的工程塑料，但沒(méi)有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨(dú)制成的薄膜的耐水性、強(qiáng)度均達(dá)不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙?；嗵堑裙不熘频?。

        2.4摻合型

        在沒(méi)有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的開(kāi)發(fā)

        3.1生物可降解高分子材料開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)方法

        傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通過(guò)化學(xué)修飾和共混等方法，對(duì) 自然 界中存在大量的多糖類(lèi)高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進(jìn)行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

        3.1.2化學(xué)合成法

        模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

        3.1.3微生物發(fā)酵法

        許多生物能以某些有機(jī)物為碳源，通過(guò)代謝分泌出聚酯或聚糖類(lèi)高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

        3.2生物可降解高分子材料開(kāi)發(fā)的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的 發(fā)展 ，酶在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒(méi)有的特點(diǎn)。

        3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

        酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開(kāi)始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來(lái)合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的應(yīng)用

        目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問(wèn)題，以保證人類(lèi)生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對(duì)高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國(guó)一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國(guó)的片劑制造水平與國(guó)際先進(jìn)水平有很大的差距。國(guó)外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹(shù)脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考 文獻(xiàn) ：