可降解塑料研究分析

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可降解塑料研究分析范文第1篇

【关键词】废塑料，降解塑料，裂解油化，环境保护

1前言

废塑料自然环境下很难直接被降解，造成严重的环境污染；塑料制品在生产过程中加入的大量助剂、填料、溶剂等添加剂，会析出进入环境，从而污染土壤及水体。废塑料如粘有污染物，会吸引蚊蝇和繁殖细菌，危害人体健康。从能源角度，塑料原料主要来自不可再生的煤、石油、天然气等化石资源，如果废塑料不加以控制、回收利用，将加重能源危机。

随着塑料应用领域的拓宽和使用量的急剧增加，废塑料的污染问题已越来越为社会所关注。各国纷纷投入大量的人力、物力、财力解决其污染问题，在其替代品开发和回收再利用方面取得了较好的成效。

2废塑料的环境危害

2.1对生物体的危害

通常组成塑料的高聚物是安全无毒的，但为改善塑料制品的加工和使用性能，一般需添加各种添加剂。例如，在有些聚氯乙烯制品中，加入量达35%～50%甚至更高的邻苯二甲酸酯类增塑剂，在许多塑料中都加有含重金属的稳定剂、着色剂，这些添加剂可迁移到外环境。研究发现，这些添加剂在大气、生物质、水体、土壤以及河流底泥、城市污泥等介质中均有残留，且分解缓慢，研究表明，邻苯二甲酸酯类有类雌激素作用，能干扰内分泌，

甚至可能造成生殖功能异常。还有，在其单体聚合以及制品加工过程中会残留有毒有害的单体和有毒有害的助剂，这些都是潜在的危害因素。

2.2对土壤、水资源的危害

农地膜对提高土地利用率，有效提高农作物的产量和质量发挥了巨大作用。但目前我国使用的地膜多为聚烯烃膜，难以自然降解，破坏了土壤性状及肥料的均匀分布，影响其水分养分的吸收，阻碍了土壤与外界的空气交换，使土壤中的微生物难以存活，影响植物根系生长，最终使土壤板结，严重的会造成土地盐碱化，从而导致农作物减产，甚至难以生长。

粘有污物的生活和工业废塑料无法回收利用，卫生填埋因其体积大而效率低，因其密度小造成填埋场地基松，使垃圾中的有害物质渗入地下，危害地下水及周围环境。

2.3石化资源的浪费

合成塑料的原料主要是煤、石油和天然气等化石资源。全世界每年数亿吨的塑料消费量，将产生上亿吨的塑料废弃物，如果没有采取积极的治理措施，将对日益紧缺的化石资源产生巨大的浪费。

3 废塑料的技术防治措施

作为废塑料的技术防治措施目前主要是使用降解塑料和循环利用。

3.1开发使用降解塑料

塑料是合成高分子材料，一般在自然环境中的光降解和生物降解速度都比较慢。可降解塑料是一类其制品的各项性能在保存期内可满足使用要求，性能不变，而使用后在自然环境条件下，能降解成对环境无害的物质的塑料，从而避免破坏环境。 塑料降解主要指大分子链的断裂，主要方式有光降解、化学降解、生物降解，实际应用中往往相互增效、协同使用。

3.1.1光降解塑料

光降解塑料是利用光化学反应使大分子链的化学键断裂，塑料失去其物理强度并脆化，在自然力作用下变为粉末，进入土壤，在微生物作用下重新进入生物循环。光降解产品开发早技术成熟，但完全降解不容易，且完全降解的时间长。

3.1.2光-生物双降解塑料

光-生物双降解塑料是利用光降解和生物降解相结合制得的一类可降解塑料。和部分生物降解塑料一样是在母体中加入一些促进其降解的淀粉、纤维素、微生物聚酯、光敏剂、生物降解剂等，产品使用后，在自然条件下，其化学结构完整性受到破坏，降解为水、二氧化碳和其他物质。 此类产品在自然环境中只能降解为细小颗粒，不能完全降解，对环境可能造成更严重的二次污染。

3.1.3生物降解塑料

完全生物降解塑料是指可以在自然条件下，能够100%生物降解的塑料。按其原料来源方式可分为来源于化石资源的化石基生物降解塑料、来源于可再生资源的可再生材料基生物降解塑料以及以上两类材料共混加工得到的塑料。

化石基生物分解塑料是指主要以石化产品为原料单体，通过化学合成的方法得到的聚合物。如脂肪族聚酯类、聚丁二酸丁二醇酯（ PBS）、聚己内酯（PCL）、二氧化碳基共聚物（APC）等。

脂肪族聚酯。主要有PBS和PBSA （聚丁二酸/ 己二酸丁二醇共聚物）。PBS具有与PE、PP相近的优异力学性能，热变形温度接近100℃，耐热性能良好，有能用现有通用设备加工成型的优良加工性能，且已生产规模化，由它开发出来的产品有发泡材料、薄膜、注塑制品等。另外为提高材料性能，通过改性得到脂肪族芳香族共聚酯，如PBAT（单体为己二酸、对苯二甲酸、1，4-丁二醇），其有与LDPE非常相似的加工性能，可挤出吹膜，不仅能与其他生物分解塑料如聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）、PLA等共混吹膜，还可添加淀粉等天然材料吹膜成型。

聚己内酯（PCL） 是一种由ε-己内酯合成的聚合物材料，具有较好的生物降解性能和生理相容性，是植入人体的首选材料，可用作手术缝合线等体内材料。由于PCL 的熔点低（60℃），加之价格较高，所以很少单独使用。PCL 常与其他降解塑料共混使用，用作改性材料，以降低成本和改善性能。

二氧化碳基共聚物（APC）属于脂肪族聚碳酸酯类，是目前生物降解材料的热门研究课题，因为用二氧化碳气体为原料合成降解塑料，可利用大量的二氧化碳温室气体，既节约了资源，又保护了环境，可谓两全其美。APC 为二氧化碳（含量50% 左右）与环氧化合物的共聚物。如共聚单体为环氧乙烷，则共聚产物为PEC（二氧化碳/ 环氧乙烷共聚物）；如共聚单体为环氧丙烷，则共聚产物为PPC（二氧化碳/ 环氧丙烷共聚物）；如共聚单体为环氧丁烷，则共聚产物为PBC（二氧化碳/ 环氧丁烷共聚物）。目前产业化的有二氧化碳与环氧乙烷或环氧丙烷的共聚物。制约APC 发展的是环氧乙烷或环氧丙烷的价格高，合成催化剂价格高且供应紧张，造成成本居高不下。中山大学孟跃中教授改进的优化合成工艺预计可降低60% 的成本，价格接近通用塑料。APC 合成技术我国处于世界领先地位，目前只有我国的企业有规模化生产，APC 类塑料突出的优点是其气体阻隔性比PET 和PA6高，接近EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）。

可再生材料基生物降解塑料又分为天然材料基生物降解塑料和生物基生物降解塑料。直接以天然聚合物如淀粉、纤维素、甲壳素、大豆蛋白等以及其衍生物或混合物为原料成型制成的生物分解塑料为天然材料基生物降解塑料，其中工业化的有热塑性淀粉和植物纤维模塑，但其性能稳定性及价格影响其应用普及。生物基生物降解塑料是利用可再生天然生物质资源，通过微生物发酵或发酵产生的乳酸等单体合成的聚合物。如聚羟基烷酸酯类（PHA）、聚乳酸（ PLA） 等

PHA为聚羟基烷酸酯类降解塑料，目前产业化品种有：第一代产品PHB（聚3-羟基丁酸酯），第二代产品PHBV（3-羟基丁酸与3-羟基戊酸共聚物），第三代产品PBHH（3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚物），第四代产品P34HB（3-羟基丁酸与4-羟基丁酸共聚物）。PHA类属于典型的生物降解塑料，具有综合性能好、绿色环保等优点，缺点为原料价格较高。

聚乳酸（PLA）是目前产量最大、应用最广的合成降解塑料，也是目前降解塑料中价格最低的品种，属于典型的生物降解塑料。PLA 的主要缺点是脆性大、耐热温度低及气体阻隔性差。目前针对PLA 脆性及耐热温度低的改性已取得重大成果，已广泛用于流延薄膜、片材、板材、注塑和纺丝等产品中。

共混生物分解塑料是指利用上述几种生物分解材料共混加工得到的产品。如PBS与淀粉、木质素、秸秆、壳聚糖以及各种棉麻纤维等的共混改性，既使共混后的复合材料可降解，又有效降低成本，还能充分利用天然材料，做到绿色低碳环保。

3.2废塑料循环利用

废塑料的处理方式目前主要有填埋、焚烧、熔融再生、和裂解转化等方法。塑料填埋方法简单、处理能力大，但不能有效利用资源，且塑料在土壤中长期不能分解，使土壤处于不稳定状态，并产生二次污染；塑料焚烧可以回收热能，但燃烧不完全，产生大量有害气体，特别是二f英等有毒有害物质，对生态环境和人类健康产生严重影响；由于废塑料的多样性和混杂性，熔融再生法得到的复合再生塑料性质不稳定，易变脆，存在质量问题和二次污染问题。废塑料裂解转化制液体燃料（汽油、柴油等）或化工原料，不但能有效解决废塑料污染问题，还可在一定程度上缓解能源紧缺状况，可成为最有效的塑料回收利用途径。

废塑料裂解油化技术是指通过加热或同时加入一定的催化剂，使塑料分解制取燃料油和燃料气的资源化利用方法。按裂解原理可分为热裂解法、催化裂解法、热裂解-催化改质法和催化裂解-催化改质法。热裂解法是通过提供热能，使废塑料大分子裂解，生成单体或低分子化合物，是最简单的废塑料裂解法；催化裂解法是热裂解与催化裂解同时进行；热裂解-催化改质法是先进行热裂解，然后对热裂解产物进行催化改质；催化裂解-催化改质法是先进行催化裂解，然后对催化裂解产物进行催化改质。

通过催化作用，可有效降低裂解温度，并根据目的产物不同对产物选择性进行有效调控。催化剂性能直接决定芳烃、低碳烯烃等化工原料或液体燃料的产率与质量，在适当的催化剂和催化条件下，PE、PP、PS等可完全转化，且PS为裂解原料时，可以生成较高含量的苯乙烯单体。催化剂是废塑料催化转化技术的关键，也是限制其发展的重要因素。

目前，裂解油化新技术在市场上饱受追捧。美国、英国、加拿大、日本等发达国家，许多公司都已实现热裂解油化技术的产业化。上海同济大学与北京裂源环保技术设备有限公司、上海纤和环保科技有限公司等联合攻关，已取得重大进展。研制的裂解炉，可连续稳定生产。产气率约15%～20%（wt%），产油率达到65%以上（按塑料量计），可以处理废塑料含量在30%以上的生活垃圾100吨/天，整个系统废塑料裂解的油、气、碳产品转化率不低于废塑料自身质量的99%，具有明显的社会效益和经济效益。

4 结束语

现阶段，由于可降解塑料的消费量只占塑料年消费量的1%左右，大量使用的是不可降解的石化原料生产的塑料，因此，降解塑料新技术的推广应用及废塑料裂解油化技术相结合才能有效减少废塑料对环境的污染。

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可降解塑料研究分析范文第2篇

记者：通常说到解决污染问题，人们想到最多的是工业污染，禁止工业污水倾倒等等，您提出来的解决污染问题却是从生活污染角度出发的。您能给我们谈谈您提出这一方案的背景和出发点吗?

李壮：曾经有文献做过这样的调查报道，“从1852年英国诞生第一座冲水公厕开始，水冲厕所逐渐在世界范围内普及。水冲式厕所对改善人类的生活环境，防止粪源性疾病的流行起到了重要作用。但水冲式厕所也是污染环境的一个主要根源。据统计，每人每天大约上厕所6～8次，一年大约2500次。成年人每人每年平均产生粪尿约550l，其中粪便约50l尿约500l，COD约30kg粪尿中所含的养份以氮、磷、钾为主。含氮4.5kg磷0.8kg钾1.8kg这些养份80％以上存在于尿中水冲式厕所每次需用6-13自来水冲洗，即用99％的清洁水冲洗1％的粪便，产生100％的生活污水。据测算，冲厕用水约占生活用水量的20％全国城镇人口每年冲厕用水不低于50亿吨相当于25座中型城市的年供水量。生活污水中人体粪便是地表水富营养化的主要原因。据中国科学院地理与湖泊研究所的调查和研究认为：太湖流域各种途径对太湖水体磷的贡献率依次为：人体(粪便)排磷43 57％，洗衣排磷16.1％，畜禽排磷12.51％，农业(化肥流失)排磷11.89％，工业(污染)排磷7.41％，水产养殖排磷5.30％，其它排磷3.22％。在江河湖海中有70％的氮也来源于生活污水。”

根据2008年度的环境统计年报报道的数据，当年全国的废水排放总量为571.7亿吨，其中工业废水排放量占废水排放总量的42.3％，生活污水排放量占废水排放总量的比例高达57.7％。全国废水中化学需氧量排放量为1320.7万吨，其中生活污水化学需氧量排放量占化学需氧量占排放总量的65.4％；全国废水中氨氮排放量127.0万吨，生活污水氨氮占到氨氮排放总量的76.6％。

据统计，当年全国共有1692座城市污水处理厂，全年共处理废水237.3亿吨。其中，生活污水202.9亿吨，占到总处理水量的85.5％，其中仅城镇生活污水处理率就达到57.4％。我国的辽河、海河、淮河、长江、黄河、松花江和珠江七大流域的污水治理设施的年运行费用在351.6亿元，城市生活污水处理率为57.0％。

在国家的“十二五”环境保护规划中，主要着力削减化学需氧量和氨氮排放量，规划将化学需氧量排放总量由2010年的2551.7(万吨)降低到2015年的2347.6(万吨)；氨氮排放总量由2010年的264.4(万吨)降低到2015年的238(万吨)。为了实现这一目标，国家还启动了建国以来投资最大的水污染治理科技项目，总经费概算三百多亿元的水体污染控制与治理科技重大专项(水专项)。

从以上数据我们可以得知，一方面，人类粪便处理造成了大量宝贵的水资源的浪费，污染了环境，人们不得不投入大量的资金建设污水收集与处理系统；另一方面，巨量化肥的使用不仅降低了土壤质量，而且进一步污染了地下水及河流。我们很早就意识到：如果能将粪便单独收集、集中处理就可以变废为宝，从源头上解决粪便污染，大大降低生活污水中的化学需氧量和氨氮排放量。而且，从现有技术发展来讲，具有实施的可能性。进一步延伸，还有可能同时解决餐厨垃圾对环境的污染。

但是，由于冲水马桶在世界各个城市及富裕地区的普及，城市居民打开水龙头就能得到自来水，如厕之后一按按钮马桶就会出水，将排泄物冲走；很少有人关心这些自来水是从哪里来的，以及那些排泄物进入下水道之后去了哪里。要改变人们的“方便”系统，非常困难。然而，来自互联网的一则消息为解决“将粪便单独收集、集中处理、变废为宝，从源头上解决粪便污染”，这一难题找到了突破口。

记者：您所讲的突破口是什么?

李壮：2011年11月15日，云南省盈江县委副书记在微博上发帖称盈江地震灾区盏西镇中心寄宿制小学是一所山区小学，共有师生1000多人，全校却只有男女各七个蹲位的小厕所。每到早操结束或课间休息时，厕所都非常拥挤，要排长长的“方便队”。该小学一老师说，“……大部分学生都去这个厕所方便，课间休息15分钟，一直都很挤，学生们需要排队如厕。确实有个别学生靠每天少喝水来减少去排队。”“老师们采取了调剂措施，学生上课后，老师讲完课程或者抽空去上厕所……”该县委副书记呼吁：“孩子们希望能有一个大厕所，希望有能力的人们能帮助解决这个难题!”

因为我的童年时代是在陕北度过的，曾经在农村城镇的学校就读，所以对微博上的这条消息感同身受。目前我国许多农村城镇学校仍然以使用旱厕为主，卫生条件差，夏天蚊蛆四串，苍蝇乱飞，臭气熏天，即便如此，相当多的农村城镇学校仍然由于蹲位少，存在如厕困难的问题。

我们本着因地制宜、就地取材的原则，提出了简洁而有效地“零污染、零感染、零废弃物排放，变废为宝”解决方案。

尽管目前的方案比较实用，还可以解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。但还比较简陋。然而，对于没有水冲厕所，甚至旱厕也不够的农村城镇来说具有必要性和可行性。并可以在使用过程中进一步发现问题、解决问题，为全面推广提供经验教训。成为“由农村包围城市”，向全人类推广“零污染、零感染、零废弃物排放，变废为宝”如厕方式的突破口。

记者：您是研究应用化学和电分析化学专业的，不仅是电分析国家重点实验室的研究员.博士生导师，而且还曾在德国著名的Jena分子生物技术研究所分子细胞和电子显微学实验室担任客座科学家。是什么力量促使您关注到“如厕”这一看似不起眼的问题的?

李壮：这些年来，我主要从事DNA与蛋白质相互作用、扫描探针显微学及纳米化学领域的研究工作，曾经提出了利用原子力显微镜制作基础因组DNA高分辨物理图的概念，改进和发展了DNA、单链DNA及DNA／限制性内切酶EcoRI在DNA质粒pBR 322上酶切点和星号活力高分辨物理图，成功获得了人类基因组130kb-190kb BAC DNA克隆分子展开形貌图，为发展快速、精

确、简便的用于解决大规模DNA测序中排序与组装困难的高分辨物理图提供了可能。近年又负责973项目“纳米材料与纳米技术在水污染物检测与治理中的应用基础研究“课题“基于纳米材料与纳米技术发展高效、快速、智能检测表征系统的新原理、新方法”作为一名科学家，研究工作不能局限在书斋和实验室，应该放眼到外界更广阔的天地里。

我们从事科学研究目的是为人类提供更好的生活、生存环境，解决国家、人民切身相关的实际问题。我童年时期在陕北的生活经历给我留下了非常深刻的印象，所以我了解农村城镇学校、家庭如厕难这一实际问题。有人曾经说过，人不吃饭可以坚持生存一个月，不喝水能够维持生存一个星期。但是，人不大小便能够坚持多长时间?如厕问题看上去简单，实际上是人类最基本、最重要的生命活动内容之一。目前水冲厕所虽然方便，但后果是浪费了资源，污染了环境。人们不得不花大力气治理。

记者：您能给我们具体介绍一下您所研究的解决污染源头.改善如厕环境的方案以及这一方案的特点吗?

李壮：要在农村城镇学校推广必须考虑经济性和实用性，我所提的方案特点是“零污染、零感染、零废弃物排放变废为宝”，而且简便易行。

具体到方案本身，因为关系到如厕问题，其实本方案可以按照大便和小便的步骤来区别划分。1.小便：步骤：A.将饮料瓶用剪刀剪成塑料杯作为支撑物。B.将一次性不透明可降解塑料袋放入塑料杯，可降解塑料袋袋口粘有封口胶带或扎口丝。C.将小便便入可降解塑料袋后，用粘在袋口的封口胶带或扎口丝将装有尿液的塑料袋密封。D.将密封的装有尿液的塑料袋从支撑的塑料杯中取出，放到指定的地方集中处理。E.将支撑的塑料杯归还或放到指定位置以便重复使用。如果希望能够进一步降低费用，用口径较大的带盖的饮料瓶也可以。小便后，将瓶中尿液倒入指定的尿液收集桶，空瓶盖盖后可重复使用。(当然，为了避免交叉感染，最好每个人用自己的尿瓶)。而且经过适当的练习这一方法也可适用于女性。

2.大便：步骤：A.将塑料便盆(淘宝价格5元／个)作为支撑物。B.将一次性不透明可降解塑料袋放入塑料便盆，可降解塑料袋袋口粘有封口胶带或扎口丝。C.将大便便入可降解塑料袋后，用粘在袋口的封口胶带或扎口丝将装有大便及手纸的塑料袋密封。D.将密封的装有大便及手纸的塑料袋从支撑的塑料便盆中取出，放到指定的地方集中处理。E.将塑料便盆归还或放到指定位置以便重复使用。

3.使用场所：本方案无需构建特殊建筑，只要能将男女分开，各自拥有隐秘空间即可。甚至下课后可以在教室或礼堂用布或不透明塑料布拉成隔离空间，分别供男女当厕所用，大小便后将密封在塑料袋中的大小便放到指定的地方，将布或不透明塑料布撤离之后，教室或礼堂即又可正常使用。此外还可采用更简单的办法：下课后将教室分为男教室和女教室，在规定的时间内分别用作男厕所和女厕所，规定的时间结束后恢复原教室。其实在任何地方拉个帘子形成隐秘空间，都可以方便，将帘子撤掉又可还原原来空间，但是如果有条件还是建议建造专门使用地方。

4.集中处理：A.在大小便的场所或指定其他地方放至少带有两个容器的车(或手推车)用于分别收集小便和大便，容器中放大的较结实的塑料袋，当快收集满时，将袋口密封进一步保证没有臭气泄露。B.将密封的塑料袋中的大小便运到指定的地方堆肥还田，或制造有机化肥，制造沼气或制备生物燃料。小便还可以卖给生物公司提取尿激酶等。

由于本方案采取将大小便密封在一次性不透明可降解塑料袋中，解决了臭味问题，也解决了蚊蛆苍蝇寄生虫及交叉感染问题。但要求教育使用者必须习惯将塑料袋口封闭，严格管理。

原则上本方案可用于解决任何多人同时如厕、可以解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。由此扩展，原则上本方案可以解决人类的如厕问题。当然，在技术和加工制造及管理方面需要根据实际情况相应地改进和发展。要全面推广，必须进一步研究和发展完善更方便的全自动技术。

记者：您认为您的研究方案还有哪些需要改进和注意的地方?

可降解塑料研究分析范文第3篇

【关键字】生物降解;高分子;材料

随着经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，大量的高分子材料在各个领域发挥重要作用，而废弃的高分子材料对环境的污染也日益严重。废弃塑料的处理方法主要分为掩埋和焚烧，这两种方法都会产生新的污染物污染环境。针对这一问题，许多国家实行了3R工程，3R指的是减少使用（Reduction）、重复使用（Reuse）、循环回收（Recycle）。但这只是减少了废弃塑料的使用，没有从根本上解决问题。如今，各种存在的处理废弃塑料的方法都会造成污染，因此研究与开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要方法。

1生物可降解高分子材料的用途

生物可降解高分子材料也被称为“绿色生态高分子材料”，它在环境日益污染的今天发挥着重要的作用，主要分为以下几个部分。

1.1解决环境污染问题

利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解决环境污染问题。据统计，目前世界的高分子材料的产量已经超过1.2亿吨，这些高分子材料在被使用后产生了大量废弃物，这些废弃物变成污染源，造成地下水与土壤的严重污染，进一步危害动植物的生长，对人类更是极其不利。20世纪90年代初期，在可以用来处理固体废物垃圾填埋的场地用完以后，一些发达国家开始向落后国家出口垃圾，这一行为对发展中国家的影响是巨大的。一系列环境危机引发了人类的觉醒，发展可降解的环境友好型的材料成了科学家们的主要研究的方向，生物可降解高分子材料的出现为人类解决了这一难题，它能在一定条件下，利用微生物分泌酶的作用进行分解，大大减少了对环境的污染。

1.2生物可降解高分子在医疗器材中的使用

利用生物可降解高分子的特性可以制作生物医用材料。使用可降解高分子制作成的药物可以在人体内分解，参与人体的新陈代谢。在生物可降解分子研究的初期，研究内容主要集中于部分降解的可崩溃型高分子材料的研究，但现在这一研究已经逐渐被否定。目前许多国家仍然在不断研究与发展生物可降解性的高分子材料，然而由于技术水平与成本的制约，生物可降解高分子的研究还没有达到令人满意的程度。

1.3生物可降解高分子材料在包装行业中的应用

众所周知，包装行业中使用高分子材料的情况非常多，大量的废弃包装材料对环境的污染程度是可想而知的。目前市面上各种包装材料主要以聚乳酸为首。聚乳酸具有良好的隔水性和透明性。作为基本材料的乳酸是人体可接受的固有物质之一，这使得聚乳酸对人体无毒无害，被广大消费者接受。而传统的包装材料由合成树脂构成，由于传统树脂的分解性不强，废弃的包装材料造成了40%的城市垃圾，成为最主要的环境污染源。

2生物可降解高分子的降解机理

生物降解指微生物的分解作用，在高分子领域指的是高分子材料在溶剂化，简单水解和酶反应等条件下，转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。高分子材料的生物降解主要由水合作用，强度损失，物质整体化丧失和质量损失4个阶段组成。水合作用是指由范德华力氢键所维系的二次、三次结构的破裂而引发的水合作用。接下来在化学作用或酶的催化作用下，高分子主链可能破裂，造成高分子材料的强度降低。而高分子主链、交联剂、外悬基团的开裂会进一步造成交联高分子材料强度的降低，高分子链进一步断裂。高分子链的不断断裂造成质量损失和相对分子质量的降低，相对分子质量低到一定程度后就会被酶分解代谢称为水和二氧化碳等。由此可见，生物的降解过程并非是单一的化学反应，而是复杂的生物物理，生物化学的协同作用，是物理化学生物相互影响促进的过程。

3影响生物可降解高分子降解性的因素

3.1生物高分子的分子主链的影响

四大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯都具有C―C键为主键的结构，使得它们对微生物的阻抗性很高，而根据研究表明，当聚合物的主链上含有C-O，C-N键时，聚合物对生物降解的敏感性大大提高。因此，根据共聚原理，想要制备出生物降解塑料就必须要在聚合物中引入易于生物降解的化学键。

3.2支化与分子量对生物高分子降解的影响

国外研究表明，对分子量范围为170～620的线性与支链型碳氢聚合物的生物降解性进行分析比较，结果表明支链型聚合物的真菌生长速度与线性聚合物相比明显小得多，也就是说线性的碳氢聚合物更易于降解。同时分子量的大小对高分子材料的影响也是巨大的，例如PS、PE、聚丁二烯和聚异丁烯只有在分子量小于特定值后才能够被菌种所分解。

3.3降解环境对生物高分子降解的影响

虽然材料结构是决定生物大分子降解的主要因素，但是环境对生物大分子材料的降解也有一定的影响作用。降解环境主要指降解过程中的水，温度，酸碱度和氧浓度等。水是微生物生长与代谢的基本条件，只有水的供应量足够，微生物才可以进行分解材料。而温度对微生物也有影响，每一种微生物都有适合其生长的最佳温度与酸碱度，一般来说真菌生长在酸性条件下，而细菌在碱性条件下的生长更加迅速，想要提高降解效率，就必须要保证微生物的正常生长，为微生物提供合适的温度，酸碱度等生长环境。

4生物可降解高分子的前景展望

由于我国生物高分子技术的研究并不成熟，国内的生物可降解高分子的开发与应用还存在一些问题。比如：产品价格过高，产品的性能和用途受到限制，产品生产技术不够成熟等。尽管高分子市场存在许多不足，随着人们环保意识的增强和我国环保法规的不断完善，生物可降解高分子的市场仍在迅速增长。塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域生物可降解高分子材料的研究将会得到更好的发展。目前针对如何解决市场出现的问题，研究者正在不断努力，降低开发生产成本，对现有的可降解高分子进行性能改进，以获取更高质量的高分子材料。研究开发低成本，高性能，具有降解时控性，高效性和彻底性的生物高分子材料成为高分子领域的主要研究方向。

【参考文献】

[1]王身国.生物降解高分子――一类重要的生物材料 1.脂肪族聚酯的本体改性[J].高分子通报，2011，（10）：1-14.

可降解塑料研究分析范文第4篇

    关键词:白色污染 塑料 防治

    所谓的“白色污染”,是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。是一次性难降解的塑料包装物,它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物。

    城市塑料垃圾的消耗量、废弃量十分惊人。在“白色垃圾”中,污染最明显、最令人头痛、群众反映最强烈的,是那些遍布城市街头的废旧塑料包装袋,一次性塑料快餐具。据有关部门统计,仅以一次性塑胶泡沫快餐盒为例,我国全年消耗量达4亿至7亿个。

    一、“白色污染”的现状及其危害

    塑料包装材料在世界市场中的增长率高于其它包装材料,19901995年塑料包装材料的年平均增长率为8.9%。

    我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧,不仅影响景观,造成“视觉污染”,而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。

    “白色污染”,的主要危害在于“视觉污染”,和“潜在危害”:

    (1)“视觉污染”。在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激,影响城市、风景点的整体美感,破坏市容、景观,由此造成“视觉污染”。

    (2)“潜在危害”。废旧塑料包装物进入环境后,由于其很难降解,造成长期的、深层次的生态环境问题。首先,废旧塑料包装物混在土壤中,影响农作物吸收养分和水分,将导致农作物减产;第二,抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物,被动物当作食物吞入,导致动物死亡(在动物园、牧区和海洋中,此类情况已屡见不鲜);第三,混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理:填埋处理将会长期占用土地,混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理,分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。

    目前,人们反映强烈的主要是“视觉污染”问题,而对于废旧塑料包装物长期的、深层次的“潜在危害”,大多数人还缺乏认识。

    二、对于危害严重的白色污染,世界各国的态度如何

    世界各国已经被难缠的“白色污染”困扰多年,对于抵制“白色污染”更是各出奇招。

    欧洲的很多国家的超市都采取出售一次性购物袋的办法控制购物袋的使用量,事实证明,运用经济杠杆应对“白色污染”是个行之有效的办法。

    立法禁止使用塑料袋是应对“白色污染”的官方举措。美国的旧金山市是美国第一个封杀塑料袋的城市。2007年3月27日,美国旧金山市议会通过一项法案,限令旧金山的超市、药店等零售商分别在6个月和1年内停止使用化工塑料袋。该法案规定,超市和药店零售商只允许向顾客提供纸袋、布袋或以玉米副产品为原料生产的可降解塑料袋,化工塑料袋被严格禁止。如果不想被罚款,商家就只能乖乖地放弃使用塑料袋。实施这项禁令后,每年将节省45万加仑的石油,也省却了1400吨垃圾填埋的麻烦。

    韩国政府从1999年起要求全国商场超市不再免费提供塑料袋和纸质购物袋。为推行和宣传这项措施,韩国政府当时在全国张贴了10万张宣传画,分发了20万份宣传册和6.5万个环保购物袋。新加坡也从去年开始举办“自备购物袋日”活动,每逢星期三,新加坡全国206家超市就会以非强制性的方式鼓励消费者少用塑料袋。

    世界上其它国家也酝酿出台相关的法律法规,遏制“白色污染”。法国将从2010年元旦起,在全国范围内禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亚环境、遗产和艺术部长彼得·加勒特宣布,澳大利亚的超级市场将分阶段停止使用塑料购物袋,这项计划将于2008年底前开始实施。

    在我国,如何防治“白色污染”,保护好城市生态环境呢?有关专家提出以下防治措施:

    (1)将“白色污染”防治工作纳入法制化轨道。目前,国家对此末专门立法,广大群众希望有关法规尽快出台。

    (2)制定中长期治理规划。非降解塑料制品从城市生活中“退位”已是必然趋势。这就要求人们应当有个紧迫观念,为其做两种准备,一是找出路;二是制定时间表。有关部门要在根治污染、减经污染、预防污染三个层次上规定任务、明确责任,使“白色污染”的治理有步骤、有目标、有期限地稳妥展开。

    (3)重视“白色污染”防治;的科学研究和技术攻关。大力支持可降解型“绿色”替代产品的研制、生产、销售和使用。

    (4)增强全民环境卫生意识,把“白色污染”防治作为“两个文明”建设和综合整治城市环境的重点内容来抓。

    (5)狠抓污染源头治理,实行减量化、无害:化和省资源化、再资源化原则。一方面要抑制:“白色污染”量,另一方面强调“白色垃圾”的回收利用。

    抵制“白色污染”的冲锋号已经在全球吹响,公众、商家、政府一个都不能少。

    三、结语

    随着白色污染问题的不断恶化和人类对其环境的重视,消除白色污染愈来愈受到人们的重视。完全生物降解高分子材料由于其生产成本太高,用途难以进一步扩大,而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后,残余的碎片并不能完全降解,其分解产物是否会造成二次污染尚不明确。如何解决目前的环境问题,笔者认为首先应强调废旧塑料的回收、分类、加工,使有限的资源循环利用;其次是强调全民行动起来,响应号召,拒绝使用一次性塑料袋,改用温馨可爱结实耐用可长期使用的布袋。相信在不久的将来,白色污染物从我们身边永远消失不见……

    参考文献:

    [1]长安,当代环境问题新特点[J].学科教育,1995,(06).

    [2]方世南,环境问题:全球共同面对的问题兼与《该怎样谈论“环境问题”》一文商榷[J].学术月刊,2002,(02).

可降解塑料研究分析范文第5篇

在当前商品经济的时代，商品包装要想吸引消费者的目光，单靠漂亮、个性的外观是不够的，必须让商品包装更加绿色化、环保化，如此才能让消费者买得放心、用得放心，同时满足消费者的环保心理。因此，企业为了使商品更加畅销，就必须在商品的绿色包装上下工夫，重视商品绿色包装的材料选择与再利用问题，以此实现绿色包装设计取得更大的成效。

绿色包装设计的材料选择

绿色包装设计中，材料选择是非常关键的环节，材料选择的科学性，对于绿色包装设计的环保能力、再利用能力都有着明显影响。以下是绿色包装设计在材料选择方面的几个重点内容：

1.包装材料的可降解性

目前，商品包装普遍采用塑料包装，在包装丢弃到土壤中后，降解能力很差，很容易造成环境污染。为了实现绿色包装的包装设计理念，应当在商品包装设计中选择可降解的材料，至少是容易降解的材料。比如，纸包装、木质包装、可降解塑料包装等。通过一系列的调查发现，随着消费者环保意识的增加，消费者普遍对于绿色包装的商品更加偏爱，因此，包装材料具有可降解性，在一定程度上也会增加商品的销量，让商品赢得更多消费者的认可和喜爱，如此增加产品销量。

2.尽量不在包装内部涂化学材料

在商品包装尤其是食品包装的内部，经常有涂或镀化学材料的情况，比如方便面、膨化食品等。科学实验表明，商品包装内部涂或镀的化学材料中含有汞、铬等重金属材料，对于人体健康非常不利，将其丢弃到自然界中后，对于自然环境也会产生比较严重的危害。因此，为了使商品包装更加绿色、环保，应当尽量不在商品包装上涂化学材料，尤其是食品包装，这也是出于对食品使用者健康的考虑。相信随着人们对于商品包装材料认识的增加，人们会越来越反感在包装内部涂化学材料的商家，届时，在商品包装内部涂化学材料的行为将会成为商品销量增加的阻碍。

3.使用简易包装

从目前来看，商品包装无论选用什么样的材料，终究会对环境产生一定的危害，也会对人体的健康产生一定的危害。因此，为了使商品包装材料的危害尽可能减少，应当在商品包装过程中，尽可能使用简易包装，减少包装材料的使用，从而在一定程度上降低商品包装材料带来的危害。此外，采用简易的包装，也可以节省商品包装材料，对于商品生产厂家来说，也是一种成本的节约。

绿色包装设计材料再利用

为了使商品包装材料体现绿色理念，不仅要重视商品包装材料的选择，还应当重视商品包装材料的再利用，从而降低包装材料进入自然界对自然界造成的危害。商品绿色包装材料的再利用，可以从以下几个方面入手：

1.循环利用玻璃包装材料

在商品包装材料中，玻璃包装材料的循环利用是相对方便的，也是目前再利用最广泛的包装材料。循环再利用玻璃包装材料，一方面要重视对于玻璃包装材料的回收，另一方面，应当积极引进先进的玻璃再造技术，使回收的玻璃材料可以通过科学的手段实现再利用。

2.循环利用纸包装材料

循环利用纸包装材料，可以极大地降低废纸的浪费，增加纸的利用价值，降低包装材料的生产费用，增加企业生产效益。通过大量回收废纸包装，可以将废纸通过处理后制成纸浆模塑制品和新型复合材料，在实现纸材料再利用的同时，还增加了纸的利用价值，让先进的纸处理技术使纸产品的功能得到了进一步的提升。

3.循环利用金属包装材料

在商品包装材料中，金属包装相对应用较少，因为其造价相对比较昂贵。但是，对于金属包装材料的再利用，同样应当重视，而且金属材料再利用的能力和价值也比其他材料更高。对于金属包装材料的再利用，首先应当对金属的种类进行科学区分，然后通过相应的技术，实现对于金属材料的融化、重塑，使其重新产生应用价值。

总结

包装材料的绿色，指的是三方面的内容，即环保性、可回收性和对人体无害性。因此，为了真正实现包装材料的“绿色”，就必须从以上三个方面着手进行考虑，在重视包装材料对人体健康的影响的同时，也应当重视包装材料对环境的污染情况，并注重对包装材料的再利用。相信随着生产厂家和消费者对于包装材料的“绿色”的认识越来越深入，包装材料的环保性和可回收性必将得到进一步的提升。