可降解塑料總結(jié)

1、. 新型材料導(dǎo)論專 業(yè)： 冶金工程 班 級： 09455622 學(xué) 號： 09455622 學(xué)生姓名： 完成時間：2012年6月8日 可降解塑料 塑料制品因其質(zhì)輕美觀而在人類社會生活中得到廣泛應(yīng)用,其中一次性消費的塑料包裝制品更因其使用方便越來越受到人們的喜愛。然而,當它們的使命完成后,因其體積龐大難以腐爛,進行填埋處理時占地多,且使填埋地不穩(wěn)定;又因其發(fā)熱量大,當進行焚燒處理時,易損壞焚燒爐,并排出二惡英,有時還可能排放出有害氣體;另外,隨意丟棄于海洋和山林的塑料包裝不僅造成景觀污染,還可能導(dǎo)致野生動物誤食致死。如何解決上述問題呢?主要有兩大對策。一是加強塑料的回收再利用;二是讓塑料和其他許

2、多天然材料一樣,在人類社會生解塑料是指一類其制品的各項性能可滿足使用要求,在保存期內(nèi)性能不變,而使用后在自然環(huán)境條件下,能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料。因此,它也被稱為可降解塑料。1 可降解塑料的概念 降解塑料是指一類其制品的各項性能可滿足使用要求，在保存和使用期內(nèi)性能不變，但在使用期后，卻能在自然環(huán)境條件下降解成對環(huán)境無害物質(zhì)的塑料。2 可降解塑料的分類和簡單介紹2.1生物降解塑料生物降解塑料的機理主要由細菌或水解酶將高分子材料分解成CO2,蜂巢狀的多孔材料和鹽類。一般地說,其降解是由微生物中的酶將高分子量的聚合物分解成分子量小的碎片,然后,進一步被自然界的細菌分解、消化、吸收,生成CO2、

3、H2O等物質(zhì)。國內(nèi)外研究開發(fā)的生物降解塑料,一般可分為2種:一是天然高分子型,如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)等;二是化學(xué)合成型,如聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚3-羥基丁酸酯等。化學(xué)合成型降解塑料由于價格昂貴等原因而限制了其應(yīng)用范圍。在天然高分子中,由于淀粉基塑料價格低廉,加工設(shè)備簡單,降解性能優(yōu)良而倍受青睞,國內(nèi)外已有多種商品出售,如加拿大St.Lawrance公司、美國Ampacet公司、意大利Ferruzzi公司等。國內(nèi)長春應(yīng)用化學(xué)研究所、天津大學(xué)、四川大學(xué)也先后研制開發(fā)出淀粉基降解塑料。2.2光降解塑料光降解塑料是指該塑料材料于日光照射下發(fā)生了裂化分解反應(yīng),使材料于日光照射后一段時間內(nèi)失去機械強度,變成

4、粉末狀,有些還可以進一步被微生物分解,進入自然生態(tài)循環(huán)。一般光降解塑料的制備方法有2種:一種是在高分子材料中添加光敏劑,由光敏劑吸收光能后(主要是紫外線)產(chǎn)生自由基,然后促使高分子材料發(fā)生氧化反應(yīng)達到裂化的目的。另一種方法是通過共聚等手段將適當?shù)墓饷舾谢鶊F引入高分子結(jié)構(gòu)中,而賦予高分子材料光降解的特性。光降解塑料的研究開發(fā)已有20余年的歷史,在農(nóng)業(yè)、包裝方面應(yīng)用非常廣泛,它的技術(shù)較為成熟。2.3水降解型塑料這類塑料因具水溶性、熱塑加工性和生物降解性,近年來受到極大重視。其代表產(chǎn)品是聚乙烯醇。這一產(chǎn)品可擠塑、紡絲成型,可制得與紙復(fù)合高抗油脂的薄膜,適用于包裝食品和有機溶劑。由其制得的纖維可代替石

5、棉,抗靜電、不吸塵,且易被微生物降解,還可制造農(nóng)用水溶性薄膜、容器及一次性消費用品等。其廢棄物在潮濕土壤中,即可被微生物吞噬,降解為CO2和水。3 可降解塑料的性能特點a：材料天然、無毒、透氣性好；b：使用任何廢棄物處理方式(如：焚化掩埋、回收、堆肥)對環(huán)境不會造成任何影響；c：可取代以石油為基質(zhì)的傳統(tǒng)塑膠材料且有同類傳統(tǒng)塑膠制品的物理性能，使用方法相同：d：丟棄后，經(jīng)堆肥環(huán)境及掩埋處理由微生物完全分解。4 可降解塑料的制備方法4.1可降解聚合物以聚乳酸為例，聚乳酸是以微生物發(fā)酵產(chǎn)物乳酸為單體經(jīng)過化學(xué)合成得到的產(chǎn)品。聚乳酸可以制成力學(xué)性能優(yōu)異的纖維和薄膜。聚氨酯泡沫塑料是用聚醚同異氰酸酯反應(yīng)制

6、備而成。雖然在聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)中，含有胺基甲酸酯這樣的容易水解的基團，但是它的水解或生物降解過程仍然是十分緩慢的。近年來，科學(xué)家用高分子材料做原料，制成含有多羥基的化合物來代替聚醚制備聚氨酯。這些天然高分子材料直接取自于樹皮粉、淀粉或甘蔗渣。這些多羥基的天然原料經(jīng)某種生物酶處理后，有很好的反應(yīng)活性。4.2光降解高分子材料 這種合成型的光降解塑料主要有乙烯一氧化碳的共聚物、乙烯甲基乙烯基酮共聚物和本基乙烯共聚物。另一種方法是在聚合物中加入光增敏性添加劑，如N-N二丁基二硫代氨基甲酸鐵、二苯甲酮、乙酰苯酚等，用量為1%3%。這些光增敏性添加劑會將吸收的光能轉(zhuǎn)移給聚合物分子，使聚合物很容易發(fā)生光降解

7、反應(yīng)。有時為了進一步賦予聚合物具備生物講解的性能，還可以在聚合物中混入少量淀粉等天然高分子。5 環(huán)境保護與可降解塑料使用我國作為最大的發(fā)展中國家,由于科技落后,工業(yè)化發(fā)展緩慢,前期環(huán)保意識淡薄,所以環(huán)境污染,特別是不可降解的塑料制品帶來的“白色污染”已向我們亮出了一張又一張黃牌。眾所周知的發(fā)泡塑料快餐盒,因其方便深受大家喜愛,可是鐵路沿線、旅游景區(qū)、江河湖泊卻深受其害。據(jù)調(diào)查,長江上游非降解塑料漂浮物,流至葛洲壩,造成大量淤積,每天多達百噸;每個城市內(nèi)河都受到塑料漂浮物的嚴重污染。而方便人們購物的塑料袋,按我國人均每天一個計算,一年要用掉4380多億個。一個塑料袋重約8g,總重量是35億多公斤

8、,而每畝地若含塑料殘膜3.9 kg,就會使玉米減產(chǎn)11%23%,小麥減產(chǎn)9%16%,且這種污染是很難消除的,塑料物品埋入地下降解約為兩千年,燃燒又污染大氣。因此,可降解塑料的應(yīng)用勢在必行。我國降解塑料的開發(fā)研究基本與世界同步。我國的降解塑料始于農(nóng)用地膜,70年代即開始了光降解塑料地膜的研制,1990年前后,出現(xiàn)了淀粉填充于通用塑料的生物降解塑料,同時,在光降解塑料的基礎(chǔ)上,開發(fā)同時填充淀粉的兼具光降解和生物降解的地膜。目前,各類降解地膜正在發(fā)展中,尚處于應(yīng)用示范推廣階段。而在購物袋、垃圾袋和一次性塑料包裝方面,降解塑料的應(yīng)用和發(fā)展越來越成熟。目前,我國已在天津建成最大的降解塑料生產(chǎn)基地。該基地

9、由天津丹海股份公司采用天津大學(xué)“八五”科技攻關(guān)成果建成,其生產(chǎn)能力為3萬噸/天生物降解塑料母料及1萬噸/天。這一基地開發(fā)的制品以淀粉為主要原料,與聚乙烯混合,其淀粉含量高達75%,產(chǎn)品易降解,且保持塑料原有功能,成本大大低于普通塑料。不僅如此,隨著技術(shù)的不斷進步,降解原料種類也日益增多。由福州興創(chuàng)輕工機械技術(shù)開發(fā)有限公司開發(fā)的光-生物降解聚丙烯快餐盒生產(chǎn)技術(shù),已通過國家塑料檢測中心的“GB18006.1-1999標準”鑒定。利用該技術(shù)可生產(chǎn)以谷殼、玉米稈、稻草等為原料的快餐盒;光-生物降解聚丙烯快餐盒;淀粉型生物降解快餐盒;添加無機物通用型快餐盒(可焚燒,不會產(chǎn)生二惡英)。此外,武漢大學(xué)科技人

10、員以魔芋為原料,經(jīng)過生物改性制成低成本全降解薄膜,這種薄膜厚度僅在0.008 mm0.02 mm,其抗拉強度、韌性、透明度等性能都可以與同樣厚度的塑料薄膜相比,其保溫、保濕性能還優(yōu)于塑料薄膜,這項技術(shù)目前已通過鑒定。隨著人們環(huán)保意識的不斷增強,可降解塑料已越來越被重視,我國大部分城市已明令規(guī)定必須使用降解塑料制品。隨著技術(shù)的提高,生產(chǎn)的擴大,使得可降解塑料的使用也日益廣泛。目前,降解塑料的用途主要有2個領(lǐng)域:一是原來使用普通塑料的領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域,使用或消費后的兼制品難于收集回收,并對環(huán)境造成危害,如農(nóng)用地膜、保水材料、購物袋、垃圾袋和一次性塑料包裝等。二是以塑料代替其他材料的領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域

11、使用降解塑料可帶來方便,如手術(shù)縫合線和骨折固定材料、熱帶雨林苗木固定材料等。經(jīng)過多年研究開發(fā),降解塑料,一種治理塑料廢棄物的全新技術(shù)途徑,已取得令人滿意的進展。據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計,1992年我國地膜用量為210 kt,包裝材料為240 kt,而2000年地膜和包裝材料用量分別增至300 kt和400 kt。6 可降解塑料推廣使存在的問題 目前盡管有關(guān)降解塑料的研究和報道較多，但許多具體問題不能解決，推廣異常困難，前景不容樂觀。原因是:;可降解塑料袋色澤暗淡發(fā)黃，透明度低，給人一種不夠清潔和難看之感，用起來不放心。另外可降解塑料袋承重能力低，不能滿足顧客多裝東西和反復(fù)使用的要求，價格偏高，降解塑料比

12、同類現(xiàn)行塑料產(chǎn)品的價格高15%以上，其中能完全降解的高4-8倍。而我國在鐵路上推廣的降解聚丙烯快餐盒比原用的聚苯乙烯泡沫快餐盒高50-80%。至于農(nóng)地膜，目前現(xiàn)行塑料地膜已有多種超薄地膜，規(guī)格可薄至0.004-0.008mm，因此每畝只需覆蓋1-2Kg，而淀粉由于分子粒徑較大及有關(guān)工藝問題，所制成的地膜厚度一般在0.02mm以上，每畝覆蓋量比現(xiàn)行塑料膜多幾倍，造成使用成本偏高，難以為廣大農(nóng)民接受。國內(nèi)外公布的各種品牌淀粉塑料力學(xué)性能一般可以和同類應(yīng)用的現(xiàn)行塑料相比，但其使用性能往往不如人意，其主要缺點之一是凡含淀粉的降解塑料耐水性都不好，濕強度差，一遇水則力學(xué)性能大降，而耐水性恰恰是現(xiàn)行塑料在

13、使用過程中表現(xiàn)的優(yōu)點。此外，在經(jīng)濟性上，降解塑料制品生產(chǎn)中，往往需加入如降解劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、加工助劑、著色劑等不同的添加劑。這些添加劑隨塑料降解過程而漸漸釋放于自然環(huán)境中，對環(huán)境是否造成影響以及在降解過程中的生成物和殘留物對環(huán)境的影響或潛在影響，尚缺乏深入持久的跟蹤研究。另外降解塑料的應(yīng)用研究與產(chǎn)品研發(fā)不同步，實踐上對應(yīng)用跟蹤研究也不夠重視，因此缺乏系統(tǒng)積累的評價數(shù)據(jù)，不利于市場的開拓。在我國目前開發(fā)的降解塑料中，除完全生物降解塑料外，均屬短期內(nèi)不能完全降解塑料。其自身技術(shù)，如更合理的工藝配方、更完善、更先進的成型技術(shù)和設(shè)備、準確的時控性、用后快速降解性和完全降解性以及邊角料的回收利用技術(shù)

14、等還有待進一步提高和完善。綜上分析，我們必須清醒地認識到，開發(fā)降解塑料雖然可能是解決現(xiàn)行塑料發(fā)展難題的途徑之一，但是迄今為止，從綜合性能和成本考慮，所有的降解材料均無法取代現(xiàn)行塑料。7 可降解塑料的發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景 進入21世紀以來，保護地球環(huán)境、構(gòu)筑資源循環(huán)型社會，走可持續(xù)發(fā)展道路，已成為世界關(guān)注熱點和緊迫任務(wù)。生物降解塑料通過產(chǎn)品整個生命周期分析，已確認為環(huán)境低負荷材料。另外，相當一部分生物降解塑料的主要原料是來自可年年再生的農(nóng)業(yè)資源，作為有限的、日漸減少、日趨枯竭的不可再生的石油資源的補充替代，也已成為全球矚目的發(fā)展趨勢。因此，生物降解塑料已成為全球研究開發(fā)熱點，特別是完全生物降解將是

15、未來發(fā)展的重點。而在眾多可生物降解聚合物中，剛剛進入工業(yè)化生產(chǎn)的聚乳酸異軍突起，以其優(yōu)異的機械性能、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域、顯著的環(huán)境效益和社會效益，為全球塑料行業(yè)所關(guān)注。隨著聚乳酸生產(chǎn)成本接近傳統(tǒng)塑料成本，市場應(yīng)用的大力拓展，普及使用將進入高峰。另外就目前問世的完全降解塑料品種而言，成本降低可能性最大的要數(shù)全淀粉塑料，因為不管如何，它所需的原料淀粉是可再生資源，其單位價格遠比傳統(tǒng)塑料原料低，更不說與現(xiàn)在合成的可降解樹脂比了，真正完全生物降解的全淀粉熱塑性塑料制品將在塑料應(yīng)用中占有一席之地。目前全世界降解塑料市場估計為4000萬t，我國則為175萬t，據(jù)有關(guān)資料報道2000年全世界生物降解塑料達35-40kt，預(yù)測到2010年將形成100kt的市場規(guī)模，#2015年后降解塑料的消費量將占塑料市場總量的10%。從中看到，生物降解塑料的潛在市場是巨大的，這對降解塑料來說是個良好的機遇，發(fā)展可降解塑料包裝制品是我國包裝工業(yè)的未來趨勢。降解塑料主要應(yīng)用在包裝材料,這些材料大多是短期性和一次性的。就生物降解塑料而言,美國主要用于垃圾袋、購物袋、醫(yī)藥用材;西歐主要用于垃圾袋、購物袋;日本用于農(nóng)膜、帶、刮胡刀、高爾夫球。就光降解塑料而言,