可降解塑料开发及废弃塑料处理与利用

    慧聪塑料网讯：资源与环境是人类在21世纪实现可持续发展所面临的重大问题，生物技术将成为解决这一问题的关键技术之一。在造成环境污染的诸多因素中，塑料废弃物造成的公害已引起了社会的广泛关注。21世纪初，我国的塑料包装材料用量很大，年用量将达到5000万吨，如果其中有30％为一次性发泡塑料，那么全国每年的废弃塑料将有1500万吨以上；全国有5亿亩土地可利用地膜，目前仅有30％的土地利用了地膜，再加上育苗钵和农副产品保鲜膜，这些塑料废弃物每年约有1000万吨；其它方面的废塑料约有1000万吨；这样每年全国废塑料总量将达到3500万吨，其污染所造成的环境压力不言而喻。如果在这些废弃塑料中有30％为可降解塑料，那么我们的环境将会得到大大的改善，据不完全统计，我国仅有100多个生产降解塑料的厂家，生产能力不到10万吨，远远赶不上市场的需求。

    目前世界上主要生产降解塑料的国家有美国、日本、德国、意大利、加拿大和以色列等国，品种有光降解、光-生物降解、崩坏性生物降解、完全生物降解等类型。

    生物降解塑料在可降解塑料中最具发展前途。世界上的生物降解塑料主要是采用脂肪族聚酯或脂肪族聚酯混合淀粉制造的，脂肪族聚酯主要包括以石油为原料合成的聚己（PCL）、聚丁烯（PBS）及共聚体，还有以可再生资源为原料生产的聚乳酸、由微生物生产的聚羟基酪酸（PHB）等。生物降解塑料被分解后，成为水和二氧化碳，因此不会对环境产生危害。最近采用聚乳酸制造生物降解塑料的技术特别引人注目，美国卡基尔·道聚合物公司已开始建设生产聚乳酸的工厂，到2001年底，年产14万吨的设备已投产；日本三菱树脂公司正在建设年产3500吨规模可降解薄膜制造设备，到2002年扩大到年产1万吨。

    为了改善脂肪族聚酯的物性，各国正在用脂肪族聚酯与芳香族的对苯二甲酸或尼龙聚合物共聚的方式生产生物降解塑料，不久，高性能的可降解性塑料将会不断地被开发出来。作为环境保护技术之一，使用酶催化剂代替重金属化学催化剂合成高分子材料的工艺也将会面世，除了脂肪族聚酯外，多酚、聚苯胺、聚碳酸酯、聚天冬氨酸等已相继开发成功。

    从降解塑料应用领域分析，北美1989年降解塑料总销售量的88万吨中，其中用于包装达76万吨，包括包装袋类56万吨(其中垃圾袋47.5万吨，购物零售袋等8.5万吨)，饮料罐提环10.5万吨，其它包装9.5万吨（其中有卫生用无纺布5.5万吨，农业用2.5万吨），其它领域用4万吨。当时预测至2000年，包装用量达248万吨，无纺布为30万吨，农业用16万吨，其它26万吨。1989年-1994年，包装用年平均增长率为16.2%，无纺布为21.4%，农业用22.9%，其它领域为20.1%。1994年-2000年年平均增长率在包装方面为7.5%，无纺布方面为12.9%，农业用14.8%，其它领域17.3%。

    可降解塑料的分类及发展趋势

    可降解塑料一般分为四大类，其研究与开发的主要趋势是生物降解塑料和化学合成及共混塑料。

    可降解塑料的分类

    降解塑料按引起降解的环境条件可分为光降解塑料、生物降解塑料、化学降解塑料与组合降解塑料等类型。

    光降解塑料指靠吸收太阳光，引起光化学反应而分解的塑料。光降解塑料是指一类在日光照射或暴露于其它强光源下时，发生劣化分裂反应，从而失去机械强度并进而分解的塑料材料。只要在高分子材料中加入可促进光降解的结构或基团就可成为光降解塑料，光降解塑料制备方法有两种：共聚法和添加剂法。

    共聚法是将适当的光敏感基团如羰基、双链等引入高分子结构的共聚单体中制成的塑料中，如Dupont公司Brubaker等研制的乙烯一氧化碳共聚物，加拿大Gullet研制的乙烯基酮基－乙烯聚合物，通过调节一氧化碳和碳基浓度来控制聚合物的光解速度，实质上这是乙烯共聚改性，需要复杂的设备和较苛刻的技术条件，国内短期实现这种工艺较为困难。

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