降解塑料的应用现状和未来发展分析

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-30 18:17:45点击率：

降解塑料的出现是为了解决塑料废弃物造成的白色污染，二十多年来国内外在降解塑料领域理论研究、材料研究、产品开发与应用、宣传推广以及标准的制定等方面所做的大量努力今天已见成效：全社会已经普遍接受和认可了降解塑料这一概念，一大批可降解塑料制品得到应用，部分产品的用量已具有一定规模，多年来的研究基础为今天的降解塑料产品开发发挥了积极作用，产品开发周期正在缩短，一系列有关标准为规范降解塑料产品发挥了重要作用，降解塑料领域的格局已经初步形成。降解塑料在我国的研究和应用起步稍晚，但发展较快，特别是近五年的发展，形成了以降解地膜、地膜降解母料、可降解快餐饭盒为龙头全面发展的格局。可以认为，降解塑料已由研究方向发展成为一个新的行业。 

　　1. 降解塑料发展现状与存在问题

　　1.1 1降解塑料的现状
　　降解塑料可分为生物降解塑料、光降解塑料、光/生物降解塑料三大类。
　　生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和崩坏型生物降解塑料。
　　完全生物降解塑料包括细菌塑料、合成高分子材料（PVA、聚乳酸等）、天然高分子材料（淀粉、纤维素等多糖类材料），前两者目前成本较高，后者成本低但性能差。
崩坏型生物降解塑料包括淀粉填充塑料、纤维素填充塑料、矿物填充生物降解塑料及母料添加型生物降解塑料。
　　(1) 国内外情况
　　国内外对生物降解塑料的研究热点集中在完全生物降解塑料上。在产品使用上，国外以淀粉填充塑料、通用塑料与合成可降解塑料共混、淀粉与合成可降解塑料共混为主；国内以天然高分子材料（主要用于快餐饭盒）和淀粉填充母料（主要用于地膜）为主。从产品降解特点看，国外产品既有完全降解型也有崩坏型，以崩坏型较多；国内产品在可降解快餐饭盒方面以完全生物降解为主，在地膜方面以崩坏型为主，其他产品则各种情况都有但用量少的多。

　　光降解塑料
　　光降解塑料分合成型光降解塑料和添加型光降解塑料两类，前者在树脂合成时在大分子主链或支链上引入含氧官能团，后者在普通塑料中添加光敏剂或过渡金属络合物。国外在合成型和添加型光降解塑料两方面的研究和应用情况相当，技术比较成熟，发展稳定；国内的研究和应用主要集中在添加型光降解塑料上，技术水平与国外相当。

　　光/生物降解塑料
　　光/生物降解塑料将光降解和生物降解结合起来，目的是提高降解效率和降解的可控性。光/生物降解塑料分两大类，一类是合成型光降解塑料和完全生物降解塑料的共混物，另一类是在普通塑料中添加光/生物降解母料后的共混物。在我国，由于合成型光降解塑料还没有批量生产，所以主要是母料添加型。近年来国内对光/生物双降解塑料呼声较高，开发的各类降解制品以双降解型占多数。

　　崩坏型降解和完全降解塑料
对于降解塑料的崩坏型降解和完全降解，我们将其界定为：塑料废弃物在较短时间内产生降解而丧失其原有形态之后，如需很长时期才能降解成二氧化碳和水则称为崩坏型降解，如能在较短时间内进一步降解成二氧化碳和水则称为完全降解。从总体情况看，我国降解塑料制品在品种上崩坏型降解制品较多，但是许多企业不敢承认自己的产品是属于崩坏型降解，原因是舆论影响，几年前国内舆论已经将崩坏型降解塑料基本否定。

　　1.2 我国降解塑料发展中存在的问题
⑴　降解时间控制的准确性差；
⑵　产品成本高；
⑶　舆论导向提倡完全降解塑料，否定崩坏型降解塑料；
⑷　舆论误导，出现了以其他材料替代塑料来解决白色污染的现象，使降解塑料的发展一度走入误区。
　　在上述问题中，除降解时间控制问题需待国内外进一步研究逐步解决外，其余问题的核心是降解塑料的概念模糊，所以应该对降解塑料的定义加以澄清，对降解塑料产品给予明确定位。

　　2. 降解塑料的定位
　　近年来国际上对于降解塑料的定义有三个方面：
　　分子方面：塑料废弃物在较短时间内化学结构发生显著变化或分子量显著下降，终完全降解成二氧化碳和水；
　　材料性能方面：塑料废弃物在较短时间内力学性能下降，其原有应用功能基本丧失或完全丧失；
　　形态方面：塑料废弃物在较短时间内破裂、崩碎、粉化，成为对环境无害或易被环境消纳的物质。
　　分析上述定义，可以发现，对降解塑料并没有要求其在短时间内完全降解成二氧化碳和水，而是要求在较短时间内降解使废弃物的原有形态发生显著变化，降解产物对环境无害。
　　从理论上讲，理想的降解模式应是塑料废弃物在短时间降解至原有形态消失，之后继续进行无害化降解，在较短时间内降解至终产物二氧化碳和水。但从国内外降解塑料的发展水平看，还远未达到这一水平。完全生物降解塑料虽可无害化降解，但降解过程受地域、环境、气候影响太大，也不能准确控制降解时间，并且在使用中还存在一些问题；对于合成型光降解塑料、普通塑料添加降解助剂的情况，不仅无法准确控制降解时间，对于已经降解的情况，大分子链断裂为中等长度分子链或短分子链后能否进一步降解、降解速度如何、进一步降解过程中降解产物对环境的毒副作用等问题还有待于深入研究。因此不必要要求降解塑料达到完全降解。
　　如果要求降解塑料必须达到完全降解，那么就出现两种情况，一种情况是对于添加降解助剂的添加型降解塑料必须大量添加降解助剂，这会带来成本问题。另一种情况就是全部用完全生物降解塑料或者合成光降解塑料或者两者共混替代原来的塑料直接成型制品，这类产品近年来国外出现不少，但价格高应用推广困难；国内比较成功的替代实例是快餐饭盒但看来也有一定问题；另外还必须注意到许多塑料制品并不能简单替代，例如EPS包装材料，近几年国内外出现许多完全生物降解的发泡材料替代品都没能替代EPS，近两年国外出现的EPE、EPP颗粒料也没能替代EPS。
　　国外在早些年曾经注重发展完全降解型降解塑料，近年来迫于环境压力及成本压力，已经将重点转移到崩坏型降解塑料，以便降低成本有利于推广应用。
　　综上所述，我国降解塑料及其制品的降解性应定位在崩坏型降解，同时不排斥完全降解。这样有利于细菌塑料和合成可降解材料摆脱目前成本高不易推广的困境，有利于降解塑料的低成本化，也有利于降解塑料领域健康有序发展。

　　3. 发展多元共混生物降解塑料，加快生物降解塑料的发展
　　细菌塑料及合成可生物降解塑料在我国近年来研究比较深入，这类材料的降解性能较好，但因成本太高难以推广。将一种或多种此类塑料与普通塑料共混，既能基本保持普通塑料的力学性能和加工性能，便于推广应用，又有利于通过应用新型合成生物降解材料提高生物降解塑料制品的水平促进生物降解塑料的发展，同时有利于合成高分子材料与细菌塑料的研究进入良性循环。
　　
　　4. 发展矿物填充型降解塑料是实现低成本降解塑料的重要途径
　　对于大宗产品，实现低成本化是降解塑料能够推广应用的前提，在基本满足材料性能要求的前提下，采用矿物填料大比例填充可以有效地降低成本，并且工艺操作简单。但是填料在这里对于降解并不起直接作用，必须借助于其它光、生物降解助剂引发和促进降解。实验结果表明，对于添加型光、生物降解塑料，矿物填料能促进塑料废弃物均匀降解和缩短降解时间；对于聚烯烃生物降解塑料，填充后在成型过程中实施二次拉伸，可在制品表面和内部形成无数微小缝隙，这些缝隙对于促进聚烯烃生物降解塑料的降解具有重要意义。

　　5. 结束语
　　毫无疑问，降解塑料是一个很有前途的领域，正处于蓬勃发展时期，降解塑料中的技术问题需要全行业共同努力解决，对于降解塑料发展中存在的问题以及一些不正常现象应由塑料行业进行宣传引导逐步解决。

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