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可降解塑料的发展趋势

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  利用淀粉的塑料:把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起,生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。淀粉作为生产可降解塑料直接或间接的原料是非常重要的,除了玉米和红薯外,木薯、西谷椰子、芋头等淀粉也可被利用。在欧美国家,糊化淀粉和脂肪族聚酯的混合体被广泛用来生产垃圾袋等产品,淀粉只要有水,加热后就会糊化,具有可塑性,不过它的缺点是没有耐水性,通过控制糊化淀粉和PCL的结构,可以得到耐水性和机械物性均优良的混合体。

  根据不同用途及环境条件,进一步深化研究,并通过分子设计研究改进配方、开发准时可控性环境降解塑料已成为许多国家的重点攻关课题。经综合各种文献资料进行归纳,大体上可预测降解塑料今后的研究与开发趋向:

  积极研究开发高效价廉光敏剂等,进一步提高可控性、快速降解性和完全降解性。

  有利于一次性塑料废弃物的处理,同时保证获得丰富的原料来源,以天然高分子、微生物合成高分子和具有生物降解性的合成高分子为原料,开发完全生物降解塑料愈来愈受到重视。

  为加速降解塑料的发展,各国正致力于加速研究和建立统一的降解塑料的定义、降解机理、评价方法和标准。

  探索及培育能降解普通塑料的菌株,使目前广泛使用的普通塑料用后具有易降解性,以适应环保要求;同时十分重视培育可生产聚酯的生物性植物等,以降低生物降解塑料的成本,有利于推广应用。

  另外,四川联合大学黄旭东等对生物可降解塑料的研究,在材料合成与加工两个方面作了如下展望:

  其一,材料合成采用微生物合成方法制取生物降解高聚物,如建立一些新的模式与概念,利用微生物的发酵获得具有新结构的聚合物;可回收农业原料,发展高效的制备细菌聚合物的途径;使用酶催化聚合物合成新材料;使用酶的立体选择性单体,在酶的作用下进行生物高聚物的合成和改性。

  采用有机合成方法制备生物降解高聚物,如合成结构上类似于天然聚合物的高聚物,建立聚合物结构、形态、生物降解性能之间的关系;将内酯、环氧化合物、环状碳酸盐、酐等进行开环聚合,获得新的生物降解高聚物;对多糖进行改性获得新的可降解加工材料。

  其二,加工与共混开发新技术,制得生物高聚物的衍生物;采用反应性加工方法,获得多糖和可降解聚酯等新的生物降解材料;发展共挤出技术,扩大憎水性聚合物的应用;确立共混组成,使性能、生物降解性及生产成本最优;将可降解增塑剂与生物降解聚合物共混,改善后者的加工性能,获得可降解共混材料;将可降解增塑剂、填料和多糖与可降解聚酯共混,改善加工性能并降低成本;研究共混比、相容性、形态等对生物降解共混物的动力学与物理、化学性能的影响。