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新型环保包装材料:可降解塑料

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  人们提着精美的礼盒在春节期间走亲访友,各种气派挺括的礼盒为各自的主人争了不少面子,不过,那些漂亮的包装最终将成为我们生活的这个星球的负担,因为这 些包装的材料中大多都包含有难于降解的聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物。有数据显示,上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物,每年总量约为19 万吨。废弃塑料的“白色污染”问题日益严重,已到了非解决不可的时候。

  神奇塑料可完全降解

  事实上,如何减轻“白色污染”早已是一个世界性问题。西欧、美国、日本等发达国家都明令禁止使用一次性泡沫塑料包装物。然而各国已经采取 的很多应对措施都有一定缺陷,如要求在普通泡沫塑料中添加光降解成分,但光降解不易完全,会残留小碎片;又如规定对废弃泡沫塑料进行回收,但是回收工作费 时费力,回收率也难保证;再如采用纸制品能在部分场合满足要求,但造纸过程又带来很大污染。

  现在,利用二氧化碳作为基本原料制造可彻底降解的树脂材料和泡沫塑料逐渐成为一种方向,世界范围内形成了一股研究生物降解塑料的热潮。

  两种方案渐趋成熟

  目前,运用生物化工技术,生产生物降解塑料的技术已经趋向成熟,推出了多种可以完全生物降解的塑料产品,包括聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸、全淀粉塑料和大豆蛋白塑料等。其中,聚乳酸与聚羟基脂肪酸酯是目前发展较快、应用渐趋成熟的两种方案。

  聚乳酸生产是以乳酸为原料。传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料。目前美、法、日等国家已开发利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳 酸。聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密闭性,在常温下性能稳定,但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动降解。使用后它能被自然界中微生物完全降 解,最终生成二氧化碳和水。实验显示,聚乳酸制成的食品杯只需60天就可以完全降解。聚乳酸的机械性能和物理性能良好,适用于吹塑、吸塑等多种加工方法, 可加工成薄膜、包装袋、包装盒、一次性快餐盒、饮料用瓶等。

  聚羟基脂肪酸酯简称PHA,采用微生物发酵技术,将玉米之类的农产品原料转化为生物可降解塑料。由于具有生物可降解性、生物相容性、压电性等许多优良性 能,这种塑料在众多领域如生物降解性包装材料、组织工程材料以及电学材料等方面得到广泛应用。采用PHA加工而成的高分子塑料,能被数种水生细菌逐渐降解 成二氧化碳、水等小分子物质。

  市场应用前景广阔

  除了作为包装材料外,生物降解塑料由于具有良好的生物相容性和生物可降解性,在医药领域应用也非常广泛。

  PHA在外科领域的典型应用是做生物材料,如手术试纸、绷带及手术用手套的润滑粉;也可做与血液相容的膜制品;还可用作血管移植物或脉管替代物以及骨裂固定盘等;另外,还可作为新型医学材料如骨板、骨钉以及制作三维支架应用于组织工程。

  据预测,在2010年前,世界生物降解塑料的市场需求将每年增加30%,到2010年生物降解塑料的市场规模将增加到130万吨,生产能力将达到100万吨。除了美国、德国、意大利、加拿大、日本等国以外,我国也将是生产生物降解塑料的主要国家。