可降解塑料的原理范文1
关键词：淀粉；性能；降解材料
一、引言
伴着我们物质生活水平节奏的不断提高，在我们身边一次性的塑料包装袋、包装膜正在大量的投入使用中，这些物品都对环境造成了严重的污染。在铁路沿线、旅游景点我们随处可见散落的一次性购物袋、包装膜，这些带给人们的是严重的视觉污染和景区生态环境的影响。
塑料由于性能优良，成型加工方便，广泛应用于各个领域。然而，由于塑料的降解缓慢性，其使用及废弃后对环境带来了严重威肋。而且塑料主要来源于石油类的不可再生资源，其大量消耗，势必引起严重的能源和人类生存危机。
可降解包装应运而上，它既能对食品起保护作用，又能防止因抛弃包装袋而形成的环境污染。20世纪80年代以后，国内外开展了可降解塑料的研究和生产。可降解塑料的应用减少了石油类资源的消耗，减轻了塑料废弃物对环境的严重污染。
所谓的可降解塑料是指完全在自然的条件下就可以完全降解的材料，以光降解和生物降解为主。
生物降解塑料的主要来源于淀粉、纤维素、壳聚糖及其他多糖类天然材料。其降解的最终产物为CO2和H2O，可完全为自然界吸纳。淀粉又是绿色植物光合作用的产生物，是丰富的可再生资源，它最主要的特点是为易受微生物侵蚀，为微生物提供养分，具有优良的生物降解性能。因此，淀粉在生物降解的材料领域得到了广泛的应用。
二、粉的结构和性能
淀粉是自然界中分布极为广泛的物质，分布于植物的根、茎、叶和果实中，目前常用的淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等。淀粉的分子式为（C6H5O10）n，n为聚合度，一般为800―3000.在我们日常生活中淀粉可分为两种，一种是可溶的，称为支链淀粉；另一种是不可溶的，称为直链淀粉。
天然淀粉是在其内部有结晶结构的小型颗粒状态存在着的，他的结构分为直连和支链两种，直链淀粉和支链淀粉的性质也是截然不同的，直链淀粉难溶于水且它的水溶液也是不稳定的，凝沉性也是比较强的，支链淀粉易溶于水，溶液稳定，凝沉性弱。直链淀粉可以制成强度高，柔软性好的透明薄膜，它无臭、无味、五毒，具有抗水和抗油性能，是一种良好的食品包装材料，支链淀粉也可以制成薄膜，但是性能差，遇水即溶。
三、淀粉及生物可降解材料
以淀粉为基质的降解塑料中有很重要的一部分，是以天然淀粉作为填充剂或是以天然淀粉和其衍生物为共混体系组成的塑料都属于此类，主要可以分为以下几种：
1.共混型
淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料，主要成分为淀粉（30%～60%），少量的PE的合成树脂，乙烯/乙烯醇（EVOH）共聚物，聚乙烯醇（PVA），纤维素，木质素等，其特点是淀粉含量高，部分产品可完全降解。
2.填充型淀粉塑料
所谓填充型淀粉塑料，又称生物破坏性塑料，其制造工艺是在通用的塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂，然后加工成型，淀粉含量不超过30%。严格地说，淀粉在塑料中并非仅仅起到一个填充的作用，而是在一定条件下，活化了淀粉与塑料中的羟基，使之形成了高聚物共混体。天然淀粉分子中一般都含有大量的羟基，使其分子内和分子间形成极强的氢键，分子极性较大，而合成树脂的极性较小，为疏水性物质。因此必须要对天然淀粉进行表面处理，以便于提高疏水性和其与高聚物的相容性。
3.全淀粉型
由于填充型塑料在降解性能上还是存在着一定的局限性，全淀粉塑料被人们所寄予厚望。将淀粉分子变构而无序化，形成具有热塑料性的淀粉树脂，再加入极少量的增塑剂等助剂，这就是所谓的全淀粉塑料。其中淀粉的含量在90%以上，而加入的少量其他物质也是无毒且可以完全降解的，所以全淀粉是真正的完全降解塑料。几乎所有的塑料加工方法均可应用于加工全淀粉塑料，但传统塑料的加工要求几乎无水，而全淀粉塑料的加工则需要一定的水份来起增塑作用，加工时含水量以8%―15%为宜，且温度不宜过高，以避免烧焦。全淀粉塑料是目前国内外认为最有发展前途的淀粉塑料。
可降解塑料的原理范文2
关键词：白色污染
在现实生活中，人们随意抛弃的白色废旧塑料包装制品(如塑料袋、塑料薄膜、农用地膜、快餐盒、饮料瓶、包装填充物等)飘挂在树上、散落在路边、草地、街头、水面、农田及住宅周围，这种随处可见的污染现象，称为“白色污染”。“白色污染”正破坏着我们的生存环境，威胁着我们的身体健康。
1、废旧塑料包装制品的危害
塑料制品的广泛使用，确实给人们带来了不少方便，但由于人们对废旧塑料造成的环境污染缺乏足够的认识，将用过的废旧塑料制品随意丢弃，给环境造成了严重危害。这种危害主要有两种：即“视觉污染”和“潜在危害”。
所谓“视觉污染”，是指塑料袋、饭盒、杯、碗等一次性不可降解塑料制品散落在城市、旅游区和河流水面等，给人们的视觉带来不良的刺激，影响城市和风景点的整体美感。
所谓“潜在危害”，是指聚乙烯等塑料原料是人工合成的高分子化合物，分子结构非常稳定，很难被自然界的光和热降解，并且自然界几乎没有能够消化塑料的细菌和酶，难以对其生物降解，所以塑料埋在土壤里可能会二三百年不腐烂。正是因为塑料降解时间长，潜在的危害才更大。不可降解塑料制品进入土壤里，会影响土壤内的物、热的传递和微生物生长，改变土壤的特质。作为生活垃圾进入垃圾场填埋或散落在田野进入土壤后，废塑料制品混在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。废弃在地面和水上的废塑料袋，容易被马、牛、羊等动物当作食物吞入，塑料袋在动物肠胃里消化不了，导致动物肠胃肌体损伤和死亡，在动物园、牧区、农村和海洋，这种现象屡见不鲜。目前大多数人对“白色污染”的潜在危害缺乏清醒的认识。
2、废旧塑料包装制品的治理对策
造成污染的主要原因是塑料垃圾没有得到妥善的管理和处理，如：城市环卫基础设施拖欠帐多，垃圾收集容器、处理设施严重不足；垃圾未分类收集，能回收的未回收利用；垃圾的最终处置方式基本上停留在堆放或浅埋的水平；一些城镇将江、河、湖岸作为天然垃圾场；在交通，旅游等窗口行业，除铁路系统外，还没有建立起与生产经营相配套的垃圾收集系统，对经营过程中产生的垃圾放任自流；管理薄弱。
对塑料包装废弃物缺乏相关法规，以及人们的环境意识比较淡薄，造成滥用和随意乱扔乱倒和现象相当普遍所致，并非塑料材料本身的责任。
治理污染是一个系统工程，需要通力合作，需要广大群众的积极配合。
一是利用各行政单位和组织、新闻媒介，学校教育等多种形式广泛宣传，普及有关知识，大力宣传造成白色污染的原因及其危害。提高公众环保意识，积极参与废塑料的回收，提倡使用有利于环境保护的包装材料，减少包装，节约资源，不用或者少用一次性包装产品。提供垃圾分类回收，制止随手丢弃垃圾，减少垃圾产生量。
二是限制或禁止使用难以收集处置的一次性塑料包装物。在形成污染的废旧塑料中，几乎全部为塑料包装物，尤其是一次性发泡塑料餐具和一次性超薄塑料袋等。前者由于重量轻、体积庞大，清洗困难等原因造成回收成本高、难以有效利用。后者，由于使用面非常广、很薄等原因造成环境中污染物随处可见，回收困难。因此，限制或禁止使用难以收集、处置的一次性塑料包装物，减少和控制使用塑料包装材料。
三是政府部门可以出台一些有关政策和措施限制生产和销售，号召人们行动起来，用手中的布袋子代替用量很大的塑料袋，达到控制和减少“白色污染”的目的。
四是提高人们的环境意识，大城市居民的环保观念虽比前几年有所提高，开始关注环境问题，但还没有落实到自身的行动上，随手抛弃废弃物，乱倒，乱扔生活垃圾的行为随处可见。新闻媒介的报导应加强对居民日常行为的引导教育。产生塑料废弃物的生产、经营单位要增强责任感，充分认识到自身应履行的义务。
3、废旧塑料包装制品的利用
在管理上一是要对塑料包装废弃物进行立法。国家颁布的《中华人民共和国固体废弃物处理法》，其中对一次性塑料包装材料和制品、塑料地膜等明确规定应当采用回收利用、易处置或在自然环境中易降解的产品。国家环保总的《固体废弃物污染环境防治法实施条例》，对有关包装废弃物的原则规定做了进一步的细化。二是强制生产者回收包装废弃物的试点。从1997年开始，国家选择北京、天津两市作为试点，要求生产一次性发泡塑料餐具的企业按一定比例回收使用后的餐具。具体收集、处理工作由回收公司承担。生产企业根据各自的产量向回收公司交纳收集处理费。十几年来，此项工作进展比较顺利，北京市的回收率已达60％，天津市已达50％。
在技术方面要运用科技手段，借鉴国外3RID，采用减量、回收再用、再生利用、降解等措施，达到省资源化(减容、减量)、再资源化(回收利用)、无害化(可降解)的目的。
(1)省资源化(减容、减量)
省资源化即减容、减量，是减少或抑制塑料废弃物的产生量，包括少用，即可用可不用的尽量不用或少用；或通过填充天然有机材料或无机材料，减少塑料用量，不仅节省有限资源，也可减少污染；或通过提高产品质量、增加功能，延长寿命，一物多用，减少一次性的塑料包装的消费量；减薄，即在保证应用性能前提下，通过改变原材料配方和产品结构设计，使产品达到轻量化，薄壁化；减容，即通过压实、溶解、消泡等方法减少塑料废弃物的体积，以及开发适量包装，抑制过剩包装等。
(2)再资源化(回收利用)
再资源化即回收利用，不仅仅是一个技术问题，而更重要的是包括从立法、回收、生产、检验、销售等一整套系统工程问题，是各国积极开发，保证国民经济持续发展，经济、资源、环境相互协调的有效方法，从塑料废弃物总体而言，相当一部分是易回收利用的。但对一次性塑料废弃物而言，必须根据各地废弃物的种类、质量、数量、流向及处理方法，易回收又具有回收利用价值、经济合算的应尽最大力度去回收、利用，包括材料、热能、燃料油、化学品等，这不仅仅有利于保护环境，而且从节约地球有限资源，有效利用再生资源的角度均具有重大意义。但目前回收利用无论在废弃物的分类、收集、回收体系的建立，高效回收技术和设备的研制开发以及回收料的产品方向等均会面临许多技术经济方面的难题，待于政府和民间加科技投入，能力合作作为重点问题研究解决。
(3)无害化(可降解)
在现实生活中，有许多一次性塑料废弃物是很难收集的，如堆肥袋、垃圾袋、超市和早市用的轻型塑料包装袋、中餐餐具、地膜等，这些领域可采用降解塑料就比较适宜。
可降解塑料的原理范文3
二氧化碳是温室效应的主要“元凶”，同时又是一种廉价的碳氧资源。为摘掉塑料这顶“白色污染”帽子，以来源充足的二氧化碳为原料合成生物降解塑料成为全球热点。
最新消息称，德国拜耳材料科技决定自2016年起使用二氧化碳替代石油生产塑料产品，并在德国多马根设计了一条产能达5000吨的生产线。
此前，英国也启动了二氧化碳基生物塑料的研究项目，由政府全额拨款，旨在通过前沿科技将废弃生物质和二氧化碳转换成塑料原料。
相比欧美国家，我国二氧化碳基塑料的研发水平并不落后，产业化水平甚至处于国际领先地位。但摆在眼前的难题是，由于生产规模小、产品售价高、政策倾斜力度不足等原因，二氧化碳基塑料产品的市场推广仍步履维艰。
优势显著
据统计，全球每年因燃烧化石能源而产生的二氧化碳多达240亿吨，其中约150亿吨被植物在进行光合作用时吸收，剩下的90亿吨永远停留在大气层中。为将资源丰富的二氧化碳变废为宝，基于二氧化碳共聚物的全生物降解塑料成为开发热点。
中国科学院长春应用化学研究所研究员王献红告诉记者，二氧化碳基塑料的主要原料为二氧化碳、环氧丙烷及丙烯。其中，二氧化碳被大量利用，质量百分比在40%左右。
除了具有资源再生利用的意义，二氧化碳基塑料的环保效应也使其优势一览无遗。王献红表示，由于二氧化碳基塑料是脂肪族聚酯，因此具有100%的生物降解性能，避免了传统塑料产品对环境的二次污染。
不仅如此，与其他生物降解塑料相比，二氧化碳基塑料也是原料成本价最低的品种之一。“二氧化碳成本低于1000元/吨，而通常的高分子工业的单体成本超过5000元/吨。”王献红说。
除了成本，对于工业化产品来说，性能也至关重要。二氧化碳基塑料是全生物降解塑料中气体阻隔性最好的材料之一，具有优良的阻氧和阻水性，可用于对阻隔性要求较高的食品、药品包装材料等。
另外，二氧化碳基塑料为无定型材料，具有透明的特点，主链的柔性结构也使其成为制造薄膜的最佳选择，在薄膜包装和农用地膜等方面大显身手。
中国塑协降解塑料专业委员会秘书长翁云宣评价道，相比以石油为原料制成的塑料制品，二氧化碳基塑料不仅可以减少二氧化碳排放，节约石油资源，还能从根本上解决“白色污染”难题是一种典型的循环经济技术模式。
我国产业化水平世界领先
随着人们环保意识的提高，近年来，二氧化碳基塑料的产业化进程不断加速，全球多家公司都已开始进行产业化的尝试。
德国拜耳材料科技日前就已经将重达25吨的化学反应器安置于生产线中心，价值1500万欧元的工厂项目进入最后建设阶段。而早在2010年，为加快美国Novomer公司二氧化碳制塑料生产线实现商业化，美国能源部还给予其1840万美元的资助。
我国在该领域产业化水平则处于领先地位，王献红告诉记者，2004年，中科院长春应化所与蒙西高新技术集团公司合作建成了世界上第一条千吨级中试线，实现了二氧化碳基塑料工业化从不可能到可能的突破。
此后又经过近10年的工业化积累，2013年1月，浙江台州邦丰塑料有限公司建立了3万吨/年的二氧化碳基塑料生产装置，生产出世界上第一个二氧化碳基塑料的成熟产品，二氧化碳基塑料树脂和薄膜产品以“PCO2”的商标在美国以百吨级销售。
2013年8月，中科院长春应化所又与富士康公司签署协议，在吉林省建立3万吨/年的二氧化碳基塑料生产线，主要用于电子产品的包装，目前该生产线正在建设中。
虽然二氧化碳基塑料产业化已有突破，但截至目前，二氧化碳基塑料的大规模生产线仍未见报端。业内人士称，与传统聚乙烯塑料相比，二氧化碳基塑料工业化仍处于初级阶段，规模放大及市场推广依然面临不少难题。
诸多难题待解
二氧化碳基塑料规模化应用的第一道坎就是售价高。
台州邦丰塑料有限公司总经理赵云超对记者称，虽然原料成本较低，但售价高使得该环保材料在国内叫好不叫座。
王献红进一步指出了其中原因：“由于与传统聚乙烯材料相比，二氧化碳基塑料的生产规模小，初始投资较大，边际成本高，导致产品最终售价是传统聚乙烯材料的1.5～2倍，从而在与非降解传统塑料竞争中处于劣势。”
“售价如果要降下来，就要放大规模，实现量产。目前是3万吨，如果扩大到10万吨或30万吨，售价就会明显下降，但主要还得靠政策推动。”赵云超坦言。
不过，目前的情况却是，国内在可降解塑料制品产业上投资少、政策倾斜力度不够，这在一定程度上减缓了二氧化碳基塑料产业的发展速度。
另一点制约因素则是二氧化碳基塑料本身性能还存在一些不足。王献红表示，二氧化碳基塑料使用温度范围很窄―20摄氏度以下是脆性材料，35摄氏度以上则强度很低―原因在于它的玻璃化温度在35摄氏度，且不结晶，因此这个温度下，其尺寸稳定性很差，必须进行改性，而改性的前提是生物降解，因此难度较大，通常会造成成本的大幅提高。
同时，在石油基塑料价格随石油价格持续走低的情况下，二氧化碳基塑料企业面临的压力越来越大。
如何破题
尽管降解塑料行业前景一片光明，但基于以上原因，很多企业难以支撑，掉头去做石油基塑料或专门做出口市场。
为此，赵云超呼吁，国家应该给予可降解塑料企业更多优惠政策。例如，在发达城市、旅游城市，都应该像吉林出台“禁塑令”一样，加大对可降解塑料的扶持力度；对于二氧化碳这种废弃物，企业将其采集利用，还应该得到税收全免等优惠政策。
翁云宣也希望国家通过产业政策引导，支持生物基塑料更好发展，建议制定生物基塑料产品财政补贴、税收优惠等政策。王献红则建议，加速环保法规的完善，并进一步严格碳排放政策，建立国内碳交易机制，从而增强人们的环保意识。
除了政策扶持外，王献红表示，技术方面也应该积极进行催化剂技术和聚合工艺的升级，从而进一步降低二氧化碳基塑料的生产成本，减少与传统塑料的价格差距。产业开发方面则应加强产业链下游新产品的开发，完善二氧化碳基塑料在地膜、包装膜方面的应用。
可降解塑料的原理范文4
汽车制造、房屋门窗、3D打印原料、人工关节、人工晶体等生物医用材料都来自塑料……如今，传统塑料正在向环保、高性能等方面寻求突破，并推动了多个行业转型升级，颠覆了人们以往对塑料难降解、高污染的印象。
亚洲最大的国际橡塑展近期在广州拉开帷幕。记者从展会上了解到，在电子信息、生物医学、节能减排、环境保护及智能交通等方兴未艾的新领域，都将对功能性、轻量化、微型化、绿色化的新材料产生需求。针对这种情况，塑料加快在各领域的推广，绿色低碳环保成为塑料行业发展大趋势。
汽车：
塑料车架内饰减重又低碳
“这是碳纤维首次大规模地用于量产车型。”在橡塑展上，一款车身结构和框架完全采用碳纤维增强塑料制造的宝马i3吸引了不少人前来参观，黑色的车顶、银灰色的车架除了透出一身炫酷之外，其高性能塑料不但能够减低车重，从环保效应看，能同时减低油耗和二氧化碳排放。
“汽车座椅也是全塑料的，用复合材料代替金属，重量比传统座椅减轻20%。”巴斯夫中国有限公司的沈佳虹告诉记者。
现场专家介绍，汽车轻量化主要体现在汽车优化设计、合金材料及非金属材料应用上，其依次为汽车的轻量化减重10%～15%、30%～40%、45%～55%。
事实上，高度重视降低碳足迹早已成为汽车制造业的共识，日前，工信部《汽车有害物质和可回收利用率管理要求（征求意见稿）》，意味着产业“绿色”发展基调将进一步强化。
该《要求》提出，汽车生产企业作为污染控制的责任主体，应积极开展生态设计，采用合理的结构和功能设计，选择无毒无害或低毒低害的绿色环保材料和易于拆解、利用的部件，应用资源利用率高、环境污染小、易于回收利用的绿色制造技术。无疑，《要求》出台后，汽车生产企业将对零部件企业和汽车材料供应商在环保材料使用、绿色制造技术方面提出更高的要求。
塑料材料因为其拥有更轻的质量，相比玻璃和金属来说具有较低的碳足迹。中国工程塑料工业协会秘书长郑恺表示，工程塑料等非金属材料的“减重”效果明显，越来越多的汽车部件开始采用工程塑料替代金属制件。
据悉，发达国家将汽车用塑料量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志，每辆汽车塑料用量从上世纪90年代的100～130kg上升到2004年的152kg和2006年的174kg，现在用量是230kg。目前德国汽车塑料用量最多，占整车用料的15%以上。专家预计，到2020年，汽车平均塑料用量将可能达到500kg/辆以上，约占整车用料的1/3以上。
不少专家还表示，国外汽车品牌现在已经大规模使用塑料复合材料和高性能的工程塑料等，而国内自主品牌汽车在塑料复合材料上的应用（重量占比）却相对较少。这也反映了我们整车轻量化技术水平的差距。
建筑：
采用塑料建材无毒可循环
将塑料和木质粉料按一定比例混合后，经热挤压产出成型的板材，可作家具、天花板等。“这种木塑复合材料不仅比木材耐用性高，而且节省了木材，且可循环使用，无苯无甲醛等有害物质”。
来自青岛某塑料机械公司携带其最新研发的木塑家具板设备参展，记者看到，其所挤出的家居板直接带有花纹，免去了后续处理部分。据厂家介绍，该产品无甲醛、防火防潮、没有虫害，可直接取代市场现存的胶合板，并且可以回收利用。
“绿色建筑的推广，拉动了这些节能环保建材和相关制造技术的发展。”建筑专家介绍， 按照我国颁布的《绿色建筑行动方案》要求的旧房节能改造目标，以每平方米200元改造标准计，建筑节能材料未来市场容量高达2.6万亿元。塑料在建材中应用的增加，是未来建筑材料环保节能发展的趋势之一。
据展览主办方介绍，塑料建材是继钢铁、木材、水泥之后新兴的第四大类新型基础材料。近几年，中国这一行业年均增速超过15%，30%以上的地区应用了新型塑料管材，部分省市已经达到90%；东北三省、内蒙古等地的一些城镇，40%以上的新建住宅都使用了塑料门窗；青岛、大连80%以上的新建住宅使用了塑料窗。
“如今塑料建材在建筑工业和城镇建设中所做的贡献越来越大。”业内专家介绍，以聚氨酯保温材料为例，使用一立方米该材料，一年能减少二氧化碳排放量270千克。按1年消耗100万吨聚氨酯保温材料计算，则一年可减少二氧化碳排放量700万吨。到2030年建筑节能材料采用保温处理后，将使温室气体减排达到56亿吨。
“上述保温塑料建材在美国、日本等国建筑上的应用已十分成熟，节能效果良好。而在我国大规模的应用才刚刚开始，未来发展空间巨大。”中国塑协聚氨酯制品专委会理事长林永飞表示。
3D打印：
使用可降解塑料成新宠
精致的工艺品、眼镜都可以打印出来，而采用的是可降解的塑料。记者在广东银禧科技股份有限公司的展位看到，两台3D打印机被团团围住，工作人员演示将计算机上的三维图像数据发送至3D打印机，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，可以按照三维图像数据把“打印材料”一层层叠加起来，制作成实物。
“3D打印使用的材料几乎没有浪费，既节省成本，又带来环境效益。” 该公司3D打印事业部销售工程师苏官旺表示。他指着旁边放着的各种颜色的线材告诉记者，3D打印的材料十分关键，它决定了生产的环保价值。这种3D打印使用的是“PLA可生物降解线材”，其降解率达到了90%，而且打印出来的塑料产品，如果不需要使用了，可以进行填埋等处理，降解时间则需要根据填埋土地的湿度来决定。
值得注意的是，在整个3D打印过程中，记者并没有闻到传统塑料加工过程中的刺鼻难闻气味，反而闻到了一股类似玉米的清香。“PLA中文名叫聚乳酸，采用天然玉米提取物为原料，它可以用于食品的包装材料以及医疗中的手术缝合线。如果您用PLA打印出了一个杯子，您也可以直接用它来喝水。” 苏官旺向记者解释了PLA的环保无毒特性。
据了解，使用环保塑料的3D打印还能够实现产品生产本土化，减少运输需求，客户做好设计图，就可以在当地打印出需要的产品，减少了长途运输成本和温室气体排放。
不但用于3D打印，原材料的绿色环保性成为众多塑料原料供应商追求的目标，并逐渐通过认证制度建立起可追溯的渠道。
在本次国际橡塑展上，有知名外资企业就推出另一项可持续性举措――生态标签。目前，该标签已在该企业各业务单元中全面推广。生态标签包括由36项标准组成的可持续性评定，这些标准充分考虑到社会责任、产品性能与环境保护因素。获得该可持续性卓越标签认证的产品具有高度的差异化，但生态标签产品都是在不降低产品性能的前提下，积极协助客户提高产品的可持续性。“目前，我们已对80%的产品进行了审核，向其中50个产品标注了生态标签。”该公司高管说。
挑战：
成本差异考验厂家选择
中国是世界塑料消费量、塑料制品产量、塑料制品出口量、塑料机械产销量第一大国。
“然而，目前中国人均塑料产品的消费量仍然低于全球平均水平，中国市场具有巨大的增长潜力。”展会现场某外资化工企业市场负责人告诉记者。
“在中国市场，成本是很重要的考虑因素，大部分产家在选择材料的时候，都倾向于以最低廉的价钱把产品造出来。”在谈到节能环保的新材料在中国市场推广的瓶颈时，巴斯夫特性材料业务部亚太区副总裁楼剑锋表示。
据业内人士介绍，在一些附加值较低的产品中，新型塑料材料的普及并不顺利，如可降解塑料就遇到了这样的困境。“在饮料与食品包装材料行业中，每年包装材料的生产需求量达6700万吨，绝大部分包装材料对生态环境构成严重威胁。因此推广可降解塑料成为了当务之急。”
“可降解塑料的市场售价是普通塑料产品的2～3倍，若成功出售，利润水平在10%，而普通的塑料利润水平虽然只有1%～3%，但是售价便宜市场占有率高。在这种情况下，可降解塑料目前销售阻力较大，成本较高，资金占用较大，下游企业的接受能力较差是首要的原因。”有生产商指出，可降解塑料有一定的保质期，如果销售不畅，企业的亏损风险较大。因此企业陷入了成本和利润之间的考量，这就使得可降解塑料依旧处于宣传推广阶段。
可降解塑料的原理范文5
关键词：聚丁二酸丁二醇酯（PBS）；制备技术；应用前景；生物降解性；石油基产品 文献标识码：A
中图分类号：TQ323 文章编号：1009-2374（2015）15-0048-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.024
1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）综述
1.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）定义
聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为一种新型塑料材料，结构是丁二酸与丁二醇经常复分解反应后形成的酯，分子式为：HO-[CO-（CH2）2-CO-O-（CH2）4-O]n-H，
具有生物降解性优异、用途广泛等特点，常用于塑料包装、食用餐具、农用薄膜、医用高分子材料等领域。与其他降解型塑料相比，PBS的成本低、性能良好，能非常好地与其他不同材料进行有效聚合，因此其工业应用前景非常广阔，具有很好的市场与经济价值。
研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）以二元酸以及二元醇等化学物质为主要原料，通过一系列化学反应而合成。经过多年的科学实验与工业声场，PBS的加工性能已经比较成熟，可在绝大多数塑料设备上开展任何形式、任何类型加工。此外，PBS也可以与碳酸钙、淀粉等廉价填料共混，以此来以降低生产质保成本。
1.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能
研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）塑料除了具有普通塑料的性能外，同时还具有透明性好、光泽度强以及印刷性能好等多种特点，是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。具体来说，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能主要表现在以下四个方面：
1.2.1 良好的加工性。工业研究与应用显示，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有良好的加工性能，加工温度比较高，一般在150℃～200℃之间。可在多种常用的塑料加工设备上开展注塑、挤出以及吹塑等各类成型加工，是学术界与工业加工行业公认的加工性能最好的材料。此外，该型材料还可以与碳酸钙、淀粉等其他物质进行混合，降低生产、使用成本。
1.2.2 良好的耐热性。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的耐热性也非常优异，多年的实验与工业研究表明，聚丁二酸丁二醇酯在各类塑料中的耐热性能最出色，能非常好地满足工业对塑料用品耐热性的需求，从而广泛应用于冷热饮包装和餐盒等塑料材料。
1.2.3 低降解性与化学性能稳定性。降解是与形成相反的化学反应，是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化学的过程。化学稳定性是指材料对来自外在因素腐蚀的抵抗能力。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的化学稳定性非常好，只有在化肥、土壤、水以及其他外在因素的环境下，缓慢的被微生物和动植物体内的催化酶分解，最终分解成二氧化碳和水。
1.2.4 良好的力学性能。与其他多种塑料相比，PBS具有更为优异的力学性，具有各类通用树脂的力学性能。
1.3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用
由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的上述性能，使它具有非常广的应用范围。
1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛应用于包装领域，主要有包装垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子、农用薄膜、种植器具与植被网等。
1.3.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛用于各类日化用品。一般来说，日化用品对塑料制品的机械强度的要求比较严格，所以需要在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等，满足日化用品的使用需求。
1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有生物相容性与可降解性等特点，从而广泛应用于医疗行业，如用于人造软骨、手术缝合线、手术支架等医用设备。
2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）应用的合成工艺
化学合成法在聚丁二酸丁二醇酯（PBS）合成中的应用最广泛，主要有溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。此外，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）也可采用生物发酵法进行合成，但其成本较高，应用范围不广。
2.1 溶液聚合法
溶液聚合法的具体原理如下：在一定温度与催化剂条件下，使丁二酸与丁二醇发生化学反应，完成二者的酯化反应，在反应过程中使用不同的溶剂，减少反应生成的水分，然后在高温条件下发生缩聚反应。
一般来说，如果不能及时分离溶液聚合反映产生的水分，将会给PBS的聚合反应带来不利影响。因此，有学者对溶液缩聚法进行了提升与改进，以十氢萘为溶剂，以二元酸和二元醇为原料，在合适的温度与催化加条件下发生聚合反应，并用油水分离器取代传统水分离方法。该种方法适用于工业对塑料的大规模生产。
2.2 熔融缩聚法
熔融缩聚法将合成PBS的过程分成酯化阶段和缩聚阶段两部分。具体步骤为：在较低的温度条件下，以丁二酸和丁二醇为化学反应原料，进行熔融酯化反应，然后在真空、高温条件下完成缩聚反应。
该方法对催化剂的要求比较高，催化剂能直接影响PBS分子量的大小。学者在35℃与31.99kPa的条件下，以三氟甲烷磺酸钪和三氟甲基磺酰亚胺为催化剂完成聚合反应，取得了较好的效果。
但是，通过传统合成工艺聚合得到的PBS分子量相对较低，限制了PBS的合成效果与应用范围。因此，学者又进一步创新和改进了PBS的合成工艺，将缩聚反应分为预缩聚和真空缩聚两步，从而进一步提高了PBS聚合的效果与效率。
2.3 扩链法
扩链剂是一种分子量相对较低的双官能团化合物，易同高分子聚合物链的末端基团发生化学反应，可增加聚合物的相对分子量，进一步加快聚合反应。
使用扩链剂后的扩链法可使聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的力学性能大幅提高，研究结果显示使用扩链法后的PBS的力学性能有所善、特性黏度有所增强、生物降解性也有所改善。
此外，使用扩链剂后的扩链法还可提高PBS的分子量，研究表明：采用该法后的PBS的分子量成倍增加，热稳定性也有所提高，但该扩链反应法所需的时间较长，反应条件也较为苛刻，因而使用范围较小。
2.4 酯交换法
在高温、高真空以及催化剂的作用下，使等量的二元醇和二元酸二甲酯进行酯交换，完成聚合反映，从而得到聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。由于酯交换法中未使用溶剂，而且参加反应的二元醇可通过水溶剂或加热等简单操作除去，最终得到的PBS杂质含量较低。
3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的改进
为进一步提高聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能，许多学者开展了大量的针对PBS的改进性分析与研究，在不断提高PBS各类常用性能与特点的同时，也有效地提高了生物相容性和生物降解性特性，具体改进方法分为共聚改进方法和共混改进方法两种。
在实施共聚改进方法时，把芳香族类聚酯添加到PBS制备之中，能明显提高其既有的物理性能与力学性能。研究表明，将芳香基团连接在PBS侧链上，能使PBS的断裂明显伸长、撕裂度明显降低、生物降解性明显加强。把脂肪族组分添加到PBS的制备过程中，可有效改善PBS的脆性，提高其生物降解性等。
4 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用及产业化发展
PBS是降解能力非常强的化学聚合物，在自然条件下，可完成分解，且其分解产物是对自然环境没任何污染与破坏的水和二氧化碳。因此，大力发展与推广PBS及其相关产业，是有效降低塑料产量、环减环境污染的重要途径之一。
4.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用
以PBS作为主要的原料，可制造出化学性能与物理性能都非常优良的复合纤维。此外，将带有金属离子的陶瓷材料与PBS纤维混合，能制造出抗菌性能非常好的纤维材料。研究还表明PBS在人体内部的适应性非常好，在人体内可以被完全分解和吸收，且几乎不产生副作用。因此，PBS也广泛应用于医疗手术缝合线等。
4.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的产业化发展
近年来，欧美发达国家越来越重视PBS可降解塑料的研究与应用，投入大量的人力与物力，加大研发力度，从而明显加快了产业化发展的步伐。研究表明，生物降解性塑料的需求呈几何指数增长率，预计欧洲2015年消费量将超过100万吨。
20世纪末，日本的高科技公司以异氰酸酯为扩链剂，对传统缩聚合成得到、分子量相对较低的PBS开展改进，成功实现了相对分子量为200000的PBS聚合，极大地扩展了PBS的应用范围、加快了市场化应用步伐。
在国内，中科院下属的研究所自主研发了特种纳米微孔载体材料复合高效催化体系，实现了对相对分子质量超过200000的PBS的聚合合成，并与相关公司签署协议，合资组建分子材料公司，建设世界最大规模的PBS生产线，成功实现其产业化发展，这标志着中国生物降解塑料产业开始大规模产业化的新纪元。此外，由于PBS具有优异的性能，中科院在常用塑料加工设备上对PBS及其相关产品开展再加工与再成型研究，从而制备出加工性能更加优异、工业用途更加广泛的PBS材料，且该材料对设备和工艺的要求进一步降低。
PBS生物降解性聚酯作为塑料家族的品种之一，因其良好的性能特征与低污染性，正以很快的速度实现产业化、规模化发展。目前已经进入实用推广阶段，随着社会对环境污染的日益关注以及对降解塑料的不断需求量，其产业规模必定将进一步扩大。与此同时，发酵法生产丁二酸已实现商业化发展，技术也已成熟，为大规模生产与发展PBS提供来源保障，使PBS变成真正的绿色塑料，且其成本也将进一步降低，产品的应用领域还会不断扩大。
5 结语
目前，虽然PBS作为一类新型的生物降解材料，且国内外学术界与工业领域对其的研究与应用逐渐增加，但其在很多领域的研究存在局限与不足。不同学者的观点仍存在一定的分歧。本文认为，随着理论研究与实践应用的进一步深入与成熟，PBS的综合性能将会不断提高、成本与价格也将不断降低，并逐渐取代传统塑料，进一步降低对环境的污染与危害，从而真正实现可持续发展。
参考文献
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可降解塑料的原理范文6
消息来源于国务院办公厅下发的《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》(以下简称《通知》)。除了“不得免费提供塑料购物袋”之外，《通知》还规定，从2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋(以下简称超薄塑料购物袋)
《通知》指出，我国每年都要消耗大量的塑料购物袋。塑料购物袋在为消费者提供便利的同时，由于过量使用及回收处理不到位等原因，也造成了严重的能源资源浪费和环境污染。特别是超簿塑料购物袋容易破损，大多被随意丢弃，成为“白色污染”的主要来源。
《通知》提出国家质检总局要加快修订塑料购物袋国家标准，制定醒目的合格塑料购物袋产品标志，研究推广塑料购物袋快速简易检测方法，督促企业严格按国家标准组织生产，保证塑料购物袋的质量。
23亿只
我国的“白色污染”形势日益严峻。据一些环保机构提供的数据显示，仅北京市目前塑料袋年消费量已近100亿只，每年未经处理就被抛弃的塑料袋约23亿只(约0.132万吨)。专家指出，塑料袋长期残留在土壤中，导致环境恶化，填埋后的场地由于地基松软，垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境。
200年
据了解，我国目前使用的塑料制品的降解时间至少需要200年，一般的大超市都使用环保型可降解塑料袋，虽然它的降解速度快一些，但大约也需时10年，还是会污染土壤和水质，而由此带来的土壤降解更会祸及子孙后代。
对人体生殖系统有毒害
安徽农业大学博士生导师樊美珍说：“目前多数地方使用的都是劣质、有毒的塑料袋，特别是国家这次着重提m的超薄塑料袋，它的原料是聚氯乙烯，是一种对人体产生毒害的化合物。”樊美珍解释，由于聚氯乙烯的性能差，所以加工成薄膜时需要加入大量的增塑剂，而增塑剂对人体生殖系统有毒害作用，且对男性毒害大于女性，并可导致肝肾功能下降，血中红细胞减少等。
可降解不能消除白色污染
国家塑料制品质量监督检验中心副主任翁云宣向记者介绍说，可降解塑料技术是在塑料的生产过程中加入一定量的添加剂，如光敏剂、淀粉等原料，这样，可降解塑料制品在使用完并废弃在大自然中暴露3个月后，可由完整的形状分解成碎片。
但也有专家认为，这项技术最大的缺陷是，这些碎片不能继续降解，只不过是由大片变成小片，不能从根本上胜任消除白色污染的任务。
多年消费习惯将改变
对于广大市民来说，这一举措的出台无疑将改变他们多年养成的消费习惯，他们能够接受吗?消逝多年的布袋子、菜篮子将“重出江湖”吗?我们在对60名市民进行随机调查后，发现七成多市民对此表示赞成，其中有60％以上的市民认为，一开始可能不习惯，但一旦要自己掏钱买塑料袋了，人们也会考虑重复利用，或者从家里带上菜篮子、布袋子。
但是，也有部分市民表示，不能理解为何要自己买塑料袋。“维护环保支出的费用不该只有我们承担，在哪买东西就应该由哪提供免费塑料袋，市民没有义务去花钱买塑料袋。”
一家超市的负责人表示，完全禁止塑料袋可能不太现实，但通过有偿向消费者提供塑料方便袋，至少可以大大减少使用数量，减少“白色污染”，更好地保护环境。对于何时收费、如何收费等问题，这位人士表示，目前还无法确定。但此次政府给了企业充分的准备时间和过渡期，他们已经着手准备制定政策，好迎接6月1日该规定正式实施的到来。
顾虑：纸袋危害更大
记者在街头随机采访市民的时候，有60％以上的市民表示，国家在给塑料袋戴上“金箍”后，纸袋将成为日常生活中的首选。环保专家李先生也提出了自己的担心：纸袋对环境的污染甚至比塑料袋更大。
他介绍，纸袋也是由树木制成的，使用纸袋必然大量砍伐树木，浪费森林资源。更主要的是，目前，全球还没有―个国家彻底破解造纸中的纸浆污水污染问题。在美国、日本等国家，国内没有一家造纸厂，纸浆全部进口，就是为了避免纸浆污染。
布袋也时尚
手袋是时尚人士最钟爱的单品，而环保手袋自然也最容易获得时尚界的宠爱。今年英国《卫报》将塑料袋列入“世界上最糟糕的设计”之一，塑料袋成为破坏环境的最大危害，于是著名时装设计师们纷纷推出时尚购物袋，引领了抵制塑料袋的流行风。
伦敦著名设计师AnvaHindmarch设计的限量版环保手袋“I'm not a plastic bag”在中国台湾和香港发售时，引起哄抢，毫无疑问，环保热潮已经在时尚界风行，习惯街头背着各种帆布袋的时髦女孩也多了起来。虽然掀起时尚环保风潮的仅仅是一个小小的帆布袋，但环保理念已经融入时尚生活的方方面面。
面对日趋严重的污染，我们都应该亮出时尚的环保态度。
孟加拉国――处罚最重
孟加拉国从2002年3月开始禁止使用塑料袋。法律规定进口或销售塑料袋的人可被判最高10年监禁，发放塑料袋者则被处以6个月的监禁。
不丹――吊销执照
不丹从1999年开始禁止使用塑料袋，此前花了3年时间讨论这个问题，提供塑料袋的商人可能将被吊销营业执照。
韩国――不提供购物袋
1999年开始实施禁塑，不管你买多么昂贵的东西，商场都不会赠送购物袋。客人可以花100韩元购买纸袋或塑料袋，但商店会原价收回这些袋子，顾客也可以拿旧袋子到商店或超市换新袋子。
南非――推广绿色购物袋
南非施行新购物袋规定，厚度在30微米以下的塑料购物袋将被禁止使用。除了标准的塑料购物袋之外，顾客也可以在店内购买商店提供的更大、更耐用的特制购物袋。
爱尔兰――对塑料袋征税
爱尔兰从2005年开始采取措施，对每―个塑料购物袋征收相当于13美分的税，所收资金全部纳入环保基金用于环境保护项目。
