可降解塑料研究
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可降解塑料研究范文第1篇
关键词：生物降解性能；合成塑料；可生物降解塑料
中图分类号：TQ321.4；X384 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）11-2481-05
塑料是人工合成的长链高分子材料[1]。由于塑料具有优秀的理化性能，如强度、透明度和防水性等，合成塑料已广泛应用于食物、药物、化妆品、清洁剂和化学品等产品的包装。塑料已经成了人类生活中不可缺少的一部分，目前全世界大约有30%的塑料用于包装，而且仍以每年高达12%的比率扩展。
塑料材料在世界范围内的广泛使用，在给人类生产和生活带来巨大益处的同时也带来了很多问题：如石油资源的大量消耗和塑料垃圾的日益增加等，它们会给人类未来的生活带来难以估计的能源危机和环境污染问题。尤其是各种废弃塑料制品的处理问题，已经不单是简单的环境治理方面的问题，世界各国普遍已将其发展认识成为值得重视的政治问题和社会问题。由于塑料在自然进化中存在的时间较短，因此塑料可抵抗微生物的侵蚀，自然界中一般也没有能够降解塑料这种合成聚合物的酶[2]。目前塑料垃圾一般是通过填埋、焚化和回收处理掉。但不恰当的塑料废弃物处理往往是环境污染的重要来源，不仅直接危害人类的生存，而且潜在地威胁社会的可持续发展。比如聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）塑料的燃烧会产生二恶英的持久性有机污染物[3]。
由于与传统塑料有相似的材料性质，又具有非常好的生物降解性能[4]，以聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates，PHAs）、聚乳酸（Polylactic acid，PLA）、 聚己内酯（Polycaprolactone，PCL）等为代表的可生物降解塑料已开始广泛应用于各种包装材料、医疗设备以及一次性卫生用品生产，另外在农田地膜生产中也已用作聚丙烯或聚乙烯的替代品[5]。可生物降解塑料的使用可降低石油资源消耗的30%～50%，进一步缓解对石油资源的使用；另外可生物降解塑料制品的废弃物可以进行堆肥处理，所以与普通石油来源的塑料垃圾相比可避免人工分拣的步骤，这样就大大方便了垃圾的收集和后续处理。因此，可生物降解塑料十分符合现在提倡的可持续发展的政策，以利于真正实现“源于自然，归于自然”。
1 塑料降解概述
任何聚合物中的物理和化学变化都是由光、热、湿度、化学条件或是生物活动等环境因素引起的。塑料的降解一般包括光降解、热降解以及生物降解等。
聚合物光降解的敏感性与其吸收来自对流层的太阳辐射的能力直接相关。在非生物降解中，光辐射活动是影响降解最重要的因素[6]。一般来说，UV-B辐射（295～315 nm）和UV-A辐射（315～400 nm）会直接造成光降解；而可见光（400～760 nm）是通过加热来实现加快聚合体降解的；红外光（760～2 500 nm）则是通过加快热氧化作用实现降解。大多数塑料倾向于吸收光谱中紫外部分的高能量辐射，激活电子更活跃的反应，导致氧化、裂解和其他的降解。
聚合物的热降解是由过热引起的分子降解。在高温下，聚合物分子链的迁移率和体积会发生改变，长链骨架组分断裂，发生相互作用从而改变聚合物特性[6]。热降解中的化学反应导致材料学和光学性能的改变。热降解通常包括聚合物相对分子质量变化和典型特性的改变；包括延展性的降低、脆化、粉末化、变色、裂解和其他材料学性能的降低。
生物降解是塑料降解的最主要途径，一般来说，塑料在自然状态下进行有氧生物降解，在沉积物和垃圾填埋池中进行厌氧降解，而在堆肥和土壤中进行兼性降解。有氧生物降解会产生二氧化碳和水，而无氧生物降解过程会产生二氧化碳、水和甲烷[7]。通常情况下，高分子聚合物分解成二氧化碳需要很多不同种类的微生物的配合作用，一些微生物可将其降解为相应的单体，另一些微生物能利用单体分泌更简单的化合物，还有一些微生物再进一步利用这些简单化合物以实现聚合物的完全降解[1]。
生物降解是受很多因素控制的，包括微生物类型和聚合物特性（迁移率、立构规整度、结晶度、相对分子质量、功能团类型以及取代基等），另外添加到聚合物中的增塑剂和添加剂等都在生物降解过程中起着重要作用[8]。降解过程中聚合物首先转化成单体，然后单体再进行矿化。大多数聚合物都难以通过细胞膜，所以在被吸收和生物降解进入细胞前必须先解聚成更小的单体或寡聚体[9]。微生物降解起始于各种各样的物理和生物推动力。物理动力（如加热/冷却、冷冻/熔化以及湿润/干燥）会引起聚合物材料裂化的机械破坏；微生物进一步渗透，造成小规模溶胀和爆破。至少有两种酶在聚合物降解中起着重要作用，它们分别是胞内解聚酶和胞外解聚酶。胞外解聚酶将聚合物分解成短链分子，短链分子小到足以透过细胞膜，被胞内解聚酶进一步分解。
2 天然可生物降解塑料的生物降解
天然可生物降解塑料一般是指以有机物为碳源，通过微生物发酵而得到的生物降解塑料。主要以PHAs较多，其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯[Poly（3-hydroxybutyrate），PHB]、聚羟基戊酸酯[Poly（3-hydroxyvalerate），PHV]和其共聚物[Poly（3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate），PHBV][10]。微生物在营养缺乏的情况下产生并储存PHAs，当营养不受限时微生物会将其降解并代谢[11]。但是微生物储存PHAs的能力未必能保证环境中微生物对PHAs的降解能力。微生物必须先分泌胞外水解酶，将聚合物转化成相应的羟基酸单体[7]。PHB水解产物为3-羟基丁酸，而PHBV的胞外降解产物为3-羟基丁酸和3-羟基戊酸[12]。这些单体都是水溶性的，可透过细胞壁，在有氧情况下进行β-氧化和三羧酸循环，完全氧化为二氧化碳和水，厌氧情况下还会生成甲烷。实际上，在所有高等动物血清中都发现了3-羟基丁酸，因此PHAs可用于医学方面，包括用于长期控制药物释放、手术针、手术缝合线、骨头和血管替代品等。
目前已在多种环境中分离出大量可以降解PHAs的微生物[13，14]。在土壤中发现的Acidovorax faecilis、Aspergillus fumigatus、 Comamonas sp.、 Pseudomonas lemoignei和Variovorax paradoxus，在活性污泥中分离出的Alcaligenes faecalis和Pseudomonas sp.，在海水中发现的Comamonas testosteroni，存在于厌氧污泥中的Ilyobacter delafieldii以及在湖水中发现的Pseudomonas stutzeri对PHAs均具有降解能力。
PHB胞外解聚酶是微生物自身分泌的，对于环境中PHB的新陈代谢发挥着重要作用。很多PHB解聚酶已从Alcaligenes[15]、Comamonas[16]和Pseudomonas[17]的微生物中分离纯化出来。对它们的基本结构分析表明，这些酶由底物结合区、催化区和连接二者的联合区域构成。底物结合区域在结合PHB方面发挥着重要作用。催化部分包含一个催化单元，由催化三联体（Ser-His-Asp）构成。目前对于PHB解聚酶的性能研究已比较深入，研究显示，PHB解聚酶相对分子质量一般低于100 000，大多数PHA解聚酶相对分子质量都在40 000～50 000；最适pH为7.5～9.8，只有来源于Pseudomonas picketti和Penicillium funiculosum的解聚酶的最适pH是5.5和7.0；在较宽的pH、温度、离子强度等范围内稳定；大多数PHA解聚酶都会受到丝氨酸酯酶抑制剂的抑制[18]。
3 聚合物共混材料的生物降解
聚合物共混材料是由可降解塑料和通用塑料混合制成的，其降解率取决于其中较易降解的成分，降解过程破坏聚合物的结构完整性，增加了表面积，剩余聚合物暴露出来，微生物分泌的降解酶也会增强。目前常见的聚合物共混材料主要是以淀粉基为主要可降解部分的共混材料。
3.1 淀粉/聚乙烯共混物的生物降解
聚乙烯是一种对微生物侵蚀有很强抵御能力的惰性聚合物[19]。随着相对分子质量的增加，生物降解也会减弱[20]。将容易生物降解的化合物如淀粉添加到低密度的聚乙烯基质中，可加强碳-碳骨架的降解。与纯淀粉相比，淀粉聚乙烯共混物的碳转移率降低，在有氧的情况下转移率较高。Chandra等[21]研究发现在Aspergillus niger、Penicillium funiculom、Chaetomium globosum、 Gliocladium virens和Pullularia pullulans混合真菌接种的土壤环境中，线性低密度聚乙烯淀粉共混物可有效地被生物降解。添加淀粉的聚乙烯的降解率取决于淀粉含量，而且对环境条件和共混物中的其他成分很敏感[22]。很多研究者在研究时发现，在淀粉/低密度聚乙烯共混物中添加改性淀粉后，改性淀粉可增强其在共混物中的可混合性和黏着力[23]。但是与未改性的淀粉/聚乙烯共混物相比，这种改性淀粉的生物降解率较低。
3.2 淀粉/聚酯共混物的生物降解
淀粉和PCL共混物被认为是可完全降解的，这是因为共混物中的每种成分都是可生物降解的[24]，Nishioka等[25]已在活性污泥、土壤和堆肥中研究了不同等级商用聚酯Bionoll的生物降解能力。PHB解聚酶和脂酶均可以打开PHB的酯键，由于其结构的相似性，这些酶还能降解Bionolle。Bionolle和低成本淀粉的混合物的开发研究可进一步提高成本竞争力，同时在可接受的程度上维持其他性能。有研究表明，淀粉的添加大大提高了Bionolle组分的降解率[26]。
3.3 淀粉/水溶性聚合物聚乙烯醇共混物的生物降解
水溶性聚合物聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA）与淀粉有更好的兼容性，而且这种共混物拥有良好的薄膜性能。很多这样的共混物已得到发展并用来制作可生物降解包装设备[27]。PVA和淀粉共混物也被认为是可生物降解的，因为这两种成分在多种生物环境下都是可生物降解的。从城市污水厂和垃圾堆埋区的活性污泥中分离出的细菌和真菌对淀粉、PVA、甘油和尿素共混物的生物降解能力数据表明，微生物可消耗淀粉、PVA的非结晶区、甘油和尿素增塑剂[27]，而PVA的结晶区未受降解影响。
3.4 脂肪族-芳香族共聚酯的生物降解
脂肪族-芳香族（Aliphatic-aromatic，AAC）共聚酯结合了脂肪族聚酯的生物可降解性和芳香族聚酯的高强度性能。为了降低AAC的成本经常混加淀粉。与其他可生物降解塑料相比，AAC和低密度聚乙烯有更相似的特性，特别是吹膜挤出。AAC也符合食品保鲜膜的所有功能要求，如透明度、弹性和防雾特性，所以这种材料很适合用于水果和蔬菜的食品包装。虽然AAC以化石燃料为基础，但是它是可生物降解和堆肥降解的。通常情况下，它在微生物环境中12周就会被降解得肉眼不可见。
4 合成塑料的生物降解
4.1 聚乳酸聚酯的生物降解
聚乳酸（Polylactic acid，PLA）是一种线性脂肪族聚酯，它是由天然乳酸缩聚或是丙交酯的催化开环制得的。PLA中的酯键对化学水解作用和酶催化断键都很敏感。PLA的应用是其热压产品，如水杯、外卖食物餐盒、集装箱和花盆盒。PLA在60 ℃或是高于60℃大规模的堆肥操作中可以完全降解。PLA的降解首先是水解成水溶性化合物和乳酸。这些产物被多种微生物快速代谢成CO2和水。Torres等[28]研究了Fusarium moniliforme、Penicillium roquefort 对PLA低聚物（相对分子质量为1 000）的降解；Pranamuda等[29]报道了Amycolatopsis sp.对PLA的降解，而在Tomita等[30]的研究中也报道了Bacillus brevis对PLA具有降解能力。另外，已证明可使用专性酯酶如Rhizopus delemer脂肪酶降解小分子PLA（相对分子质量为2 000）。
4.2 聚琥珀酸丁二酯的生物降解
聚琥珀酸丁二酯（Polybutylene succinate，PBS）具有优良的机械性能，通过传统的熔融技术可用于一系列终端产品。这些应用包括地膜、包装膜、塑料袋和易冲刷卫生产品。PBS是水合式生物降解的，通过水解机制开始生物降解。在酯键处发生水解，相对分子质量降低，使得微生物可进行进一步降解。
4.3 改性的聚对苯二甲酸乙二酯的生物降解
改性的聚对苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）是在PET中添加乙醚、酰胺或是脂肪族单体共聚单体，由于它们的键能较弱而更容易通过水解作用进行生物降解。这一降解机制包括酯键的水解与醚和酰胺键的酶促作用。改性PET可通过改变所使用的共聚单体调节和控制降解率。
5 聚氨酯的生物降解
聚氨酯（Polyurethane， PUR）是具有分子内氨基甲酸酯键（碳酸酯键-NHCOO-） 的聚异腈酸酯和多元醇的缩合产物。据报道，PUR中的氨基甲酸酯键易受到微生物的进攻。PUR的酯键水解作用被认为是PUR的生物降解机制。已发现土壤中的4种真菌Curvularia senegalensis、 Fusarium solani、Aureobasidium pullulans和Cladosporium sp.可降解聚氨酯。Kay等[31]分离并研究了16种不同细菌降解PUR的能力。Shah[32]报道称在埋于土壤中6个月的聚氨酯薄膜中分离出了5种细菌，它们分别被定义为Bacillus sp. AF8、 Pseudomonas sp. AF9、 Micrococcus sp. AF10、 Arthrobacter sp. AF11和Corynebacterium sp. AF12。
FTIR光谱可用来证明聚氨酯生物降解机制是聚氨酯中酯键的水解作用。聚氨酯生物降解能力取决于酯键的水解作用[33]。酯键降低的比率大约超过醚键50%，这与测量到的聚氨酯降解的数量相吻合。FTIR分析埋于土壤中6个月经真菌作用后的PUR薄膜[34]，显示2 963 cm-1（对照）至2 957 cm-1（试验）波峰有轻微下降，这表明在1 400～1 600 cm-1处C-H键的断裂和C=C的形成。FTIR分析Corynebacterium sp.降解聚氨酯的分解产物表明聚合物的酯键是微生物酯酶进攻的主要地方[31]。目前已分离并表征了两种PU酶，它们分别是与细胞膜结合的PU酯酶和胞外PU酯酶[35]。这两种酶在聚氨酯的生物降解中发挥着不同的作用。与膜结合的PU酯酶可提供细胞介导接近聚氨酯的疏水表面，然后胞外PU酯酶吸附在聚氨酯表面。在这些酶的作用下，细菌可以吸附在聚氨酯的表面并将PU基质水解代谢掉。
6 结论
传统石油来源的通用塑料的过度使用已使得其成为当今世界环境污染的罪魁祸首，因此可生物降解塑料取代通用塑料已经成为未来材料科学领域发展的必然趋势。这些可生物降解塑料的优势主要体现在其可生物降解性和可再生性，此外还具有许多优良的理化性能，如热塑性、生物相容性、产物安全性、成膜后具有高透明度、纤维的高拉伸强度以及易于加工等。但是应该看到的是相关可生物降解塑料在自然界中降解往往十分缓慢，而且在PLA经改性或制成产品后，其在环境中的降解就更为缓慢，因此在进行可生物降解塑料合成和改性研究的同时，其生物降解研究也应该受到重视，以实现其废弃物快速完全降解，并建立有效的生物循环系统以实现产品物料循环。
参考文献：
[1] EUBELER J P， BERNHARD M， ZOK S， et al. Environmental biodegradation of synthetic polymers I. Test methodologies and procedures [J]. TrAC Trends in Analytical Chemistry，2009，28（9）：1057-1072.
[2] MUELLER R J. Biological degradation of synthetic polyesters-enzymes as potential catalysts for polyester recycling [J]. Process Biochemistry， 2006，41（10）：2124-2128.
[3] JAYASEKARA R，HARDING I，BOWATER I， et al. Biodegradability of selected range of polymers and polymer blends and standard methods for assessment of biodegradation[J]. Journal of Polymers and the Environment，2005，13（2）：231-251.
[4] 陈国强，罗荣聪，徐 军，等. 聚羟基脂肪酸酯生态产业链——生产与应用技术指南[M].北京：化学工业出版社，2008.25-37.
[5] OJUMU T V， YU J， SOLOMON B O. Production of polyhydroxyalkanoates， a bacterial biodegradable polymer[J]. African Journal of Biotechnology，2004，3（1）：18-24.
[6] LUCAS N，BIENAIME C，BELLOY C，et al. Polymer biodegradation： Mechanisms and estimation techniques [J]. Chemosphere，2008，73（4）：429-442.
[7] VOLOVA T G，BOYANDIN A N，VASILIEV A D，et al. Biodegradation of polyhydroxyalkanoates （PHAs） in tropical coastal waters and identification of PHA-degrading bacteria [J]. Polymer Degradation and Stability，2010，95（12）：2350-2359.
[8] ARTHAM T， DOBLE M. Biodegradation of aliphatic and aromatic polycarbonates[J]. Macromolecular Bioscience，2008，8（1）：14-24.
[9] TRAINER M A， CHARLES T C. The role of PHB metabolism in the symbiosis of rhizobia with legumes [J]. Applied Microbiology and Biotechnology，2006，71（4）：377-386.
[10] SHAH A A， HASAN F， HAMEED A， et al. Biological degradation of plastics： A comprehensive review[J]. Biotechnology Advances，2008，26（3）：246-265.
[11] PAPANEOPHYTOU C P， VELALI E E， PANTAZAKI A A. Purification and characterization of an extracellular medium-chain length polyhydroxyalkanoate depolymerase from Thermus thermophilus HB8[J]. Polymer Degradation and Stability，2011， 96（4）：670-678.
[12] GARC？魱A D E，MAR？魱A C， HUESO DOM？魱NGUEZ K B. Simultaneous kinetic determination of 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate in biopolymer degradation processes[J]. Talanta，2010，80（3）：1436-1440.
[13] ZHOU H， WANG Z， CHEN S， et al. Purification and characterization of extracellular poly（β-hydroxybutyrate） depolymerase from Penicillium sp. DS9701-D2[J]. Polymer-Plastics Technology and Engineering，2009，48（1）：58-63.
[14] CALABIA B P， TOKIWA Y. A novel PHB depolymerase from a thermophilic Streptomyces sp.[J]. Biotechnology Letters，2006，28（6）：383-388.
[15] BACHMANN B M， SEEBACH D. Investigation of the enzymatic cleavage of diastereomeric oligo （3-hydroxybutanoates） containing two to eight HB units. A model for the stereoselectivity of PHB depolymerase from Alcaligenes faecalis T1[J]. Macromolecules，1999，32（6）：1777-1784.
[16] KASUYA K， DOI Y， YAO T. Enzymatic degradation of poly [（R）-3-hydroxybutyrate] by Comamonas testosterone ATSU of soil bacterium[J]. Polymer Degradation and Stability，1994， 45（3）：379-386.
[17] SCH？魻BER U， THIEL C， JENDROSSEK D. Poly（3-hydroxyvalerate） depolymerase of Pseudomonas lemoignei[J]. Applied and Environmental Microbiology，2000，66（4）：1385-1392.
[18] JENDROSSEK D. Microbial degradation of polyesters： A review on extracellular poly（hydroxyalkanoic acid） depolymerases[J]. Polymer Degradation and Stability，1998，59（1-3）：317-325.
[19] GILAN I， HADAR Y， SIVAN A. Colonization， biofilm formation and biodegradation of polyethylene by a strain of Rhodococcus ruber [J]. Applied Microbiology and Biotechnology，2004，65（1）：97-104.
[20] ROSA D S，GABOARDI F， GUEDES C G F， et al. Influence of oxidized polyethylene wax（OPW） on the mechanical， thermal， morphological and biodegradation properties of PHB/LDPE blends [J]. Journal of Materials Science，2007，42（19）：8093-8100.
[21] CHANDRA R， RUSTGI R. Biodegradation of maleated linear low-density polyethylene and starch blends [J]. Polymer Degradation and Stability，1997，56（2）：185-202.
[22] ALBERTSSON A C， KARLSSON S. Aspects of biodeterioration of inert and degradable polymers[J]. International Biodeterioration & Biodegradation，1993，31（3）：161-170.
[23] 何小维，黄 强. 淀粉基生物降解材料[M]. 北京：中国轻工业出版社，2008.262-263.
[24] （日）土肥义治，（德）A. 斯泰因比歇尔. 生物高分子 聚酯Ⅲ——应用和商品（第4卷）[M]. 陈国强，译.北京：化学工业出版社，2004.49-53.
[25] NISHIOKA M， TUZUKI T， WANAJYO Y， et al. Biodegradable Plastics and Polymers[M]. Amsterdam： Elsevier Science，1994. 584-590.
[26] RATTO J A， STENHOUSE P J， AUERBACH M， et al. Processing， performance and biodegradability of a thermoplastic aliphatic polyester/starch system [J]. Polymer，1999，40（24）： 6777-6788.
[27] TUDORACHI N， CASCAVAL C N， RUSU M， et al. Testing of polyvinyl alcohol and starch mixtures as biodegradable polymeric materials [J]. Polymer Testing，2000，19（7）：785-799.
[28] TORRES A， LI S M， ROUSSOS S， et al. Screening of microorganisms for biodegradation of poly（lactic-acid） and lactic acid-containing polymers [J]. Applied and Environmental Microbiology，1996，62（7）：2393-2397.
[29] PRANAMUDA H， TOKIWA Y. Degradation of poly（L-lactide） by strains belonging to genus Amycolatopsis[J]. Biotechnology Letters，1999，21（10）：901-905.
[30] TOMITA K， KUROKI Y， NAGAI K. Isolation of thermophiles degrading poly（L-lactic acid）[J]. Journal of Bioscience and Bioengineering，1999，87（6）：752-755.
[31] KAY M J， MORTON L H G， PRINCE E L. Bacterial degradation of polyester polyurethane [J]. International Biodeterioration，1991，27（2）：205-222.
[32] SHAH A A. Role of microorganisms in biodegradation of plastics [D].Islamabad：Quaid-i-Azam University，2007.
[33] TANG Y W， LABOW R S， SANTERRE J P. Isolation of methylene dianiline and aqueous-soluble biodegradation products from polycarbonate-polyurethanes[J]. Biomaterials，2003， 24（17）：2805-2819.
可降解塑料研究范文第2篇
你们好，随着社会的不断进步，塑料制品也在市面上逐渐增多。塑料制品给人们带来了便利，可是却给大自然带来了巨大的灾难，减短了地球的寿命。
大家知道吗，不可降解的白色垃圾给我们周围的环境带来了多么大的破坏，可人们还是执迷不悟地乱扔白色垃圾。只要你仔细观察，几乎每个地方都有白色垃圾的存在。
白色垃圾给自然界的动物们造成了巨大的伤害。近几年来有多少动物是因为白色垃圾而死的呢？在美国，有一只海龟把人们丢弃在海洋里的塑料袋误以为是它最爱吃的水母一口吞下，结果一命呜呼；还有，我的一个朋友一直认为塑料袋带给人们许多方便，挺好。可是，有一次他的小狗突然呕吐不止，他把小狗抱到宠物医院，医生竟从它的吸里取出了一个塑料袋，从此他对白色塑料袋深恶痛绝……白色垃圾不但给动物带来了伤害，而且也给人类带来了影响。赶上不好的天气，塑料袋就会漫天飞舞。人们都知道不可降解塑料袋的分解需要一个漫长的时间，它分解的过程中，对周围的树木也会造成伤害，使它们不能正常生长。
对于改善环境，我的建议如下：
1、我们要积极宣传大力提倡使用可降解塑料制品。
2、从源头上制止不可降解塑料袋的生产，如发现必须严肃处理。
3、我们可以学习一些发达国家的做法，把垃圾进行特殊处理，使其变成纤维，最后做成服装进入市场。这样即使塑料袋不破坏环境，甚至还能盈利。
希望你们研究并采纳的的建议。
可降解塑料研究范文第3篇
在现代包装设计中我们接触到最多的,更新最快的莫过于食品的包装。在我国食品工业发展迅猛的今天,人们的生活理念和消费模式正在发生重大变化,包装在人们生活中也越来越重要,对食品包装也提出了新的要求,本世纪食品市场的竞争在很大程度上取决于包装质量的竞争。科学技术突飞猛进,食品包装日新月异,而食品包装理念也显现出新特色,食品包装要以多样化满足现代人不同层次的消费需求;无菌、方便、智能、个性化是食品包装发展的新时尚;拓展食品包装的功能、减轻包装废弃物对环境污染的绿色包装已成为新世纪食品包装的发展趋势。
在本次实习中我接触到了一些绿色包装,绿色包装也是现在国家大力提倡的一种包装,这种包装现在在食品行业被广泛运用。这类包装是指对生态环境无污染、对人体健康无害、能循环和再生利用的包装。在人们对生态环境极为关注的今天,食品的绿色环保包装也成为一种必需。据专家预测,未来10年内绿色食品将主导世界市场,而绿色包装则是绿色食品在消费者中间的通行证,它对子塑造绿色食品品牌有着重要的意义。从协调社会发展和生态环境保护出发,世界各国都把减量、复用回收及可降解作为生态环保包装的目标和手段。
在清华大学和中科院微生物研究所共同努力下,已圆满完成了用废糖蜜为原料生产可生物降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB);用基因工程菌生产可生物降解塑料PHB;用水解淀粉为原料生产可生物降解塑料PHB及其共聚物PHBV以及可生物降解塑料PHB的改性和应用等研究成果。并在此基础上实现了国际上首次规模化生产第三代PHA羟基丁酸共聚羟基已酸酯(PHBHHx),由微生物合成的生物可降解材料聚烃基脂肪酸PHA,具有优良的生物可降解性、相容性、电压性以及光活性,其结构的多样性,加上由结构变化所带来的新材料性能,使这种材料在食品包装方向应用前景十分广阔。
德国PSP公司近期开发出泡沫纸生产新工艺,用它生产的包装材料可代替泡沫材料。该种泡沫采用旧报纸和面粉作材料,先将回收的旧书报切成碎条,再碾成纤维状的纸浆,将其和面粉以2比l的比例混合,混合后的纸浆注入挤压压成圆柱颗粒。挤压过程中,原料受水蒸汽作用成为泡沫纸。用该种泡沫纸作原料,可以根据不同的需要生产出多种形状的塑料包装。泡沫纸可一次成型,不用化学添加剂,使用后还能回收加工。
运用现代超级粉体技术,将原材料粉碎成10~25ium之间的颗粒称为超微粉,近年来研究发现,利用超微粉技术制备淀粉基生物降解塑料具有明显的优越性。超微淀粉粒度小,均匀,具有极大的比表面积,蓄含巨大的表面能,使其流动性和填充性得到显着提高,用于制备生物降解塑料时可有效地改善材料的力学性能,能够在保证材料使用性能的前提下,大大提高淀粉的添加量,这对于降低成本,节约石油资源,开发天然淀粉的应用,提高塑料生物降解率都有非常重要的意义。
美国农业研究局南部地区中心利用大豆蛋白质、添加酶和其它处理剂制成大豆蛋白质包装膜,用于食品包装,能保持良好的水份、阻止氧气进入,与食品一起蒸煮,既易于降解减少环境污染,又可避免食物的二次污染。
可降解塑料研究范文第4篇
抵制白色污染呵护生态安全倡议书
生活中塑料袋为我们提供方便的同时不仅破坏了周边环境、浪费土地资源，而且危害生态安全，海洋生物的安全以及我们人类自身的生命安全。
根据市府办2019( 325号)文件精神的要求，为防止白色污染，倡导绿色、低碳、节能的消费理念，建设生态环保旅游城市，现在我市全面推广使用可生物降解塑料制品。
可生物降解塑料制品的加工原料主要以木薯淀粉为主，将木薯淀粉做成颗粒米，在机器里通过热能和气压吹成塑料膜或塑料袋等完全可降解的塑料产品。目前生活中使用的塑料制品，在土壤里分解需要200-52019年，对土壤和地下水危害极大;焚烧时产生大量有毒气体对大气、生物及人类自身造成极大危害。而可生物降解塑料制品降解时间短，在土壤中大约需要90天-2年时间就可转化成有机肥料;无需焚烧，对大气和环境基本不会造成污染。在我市推广使用，能够提升我市生态环境质量，更好地打造滨海旅游精品城市。
为了让我们的地球母亲永远饱有美丽的容颜，不被白色污染所蒙蔽，蓝丝带海洋保护协会、三亚市旅游协会，于4月22日地球日面向所有会员单位及社会公众郑重发出 抵制白色污染 呵护生态安全的倡议，倡议大家和我们一起，主动承担起保护生态环境的社会责任，用实际行动杜绝白色污染，拒绝使用普通塑料袋，全民自发自愿的加入到认购生物树脂降解型塑料袋的行动中来。
亲爱的朋友们，抵制白色污染 呵护生态安全我们期待您的参与!
拒绝白色污染倡议书
尊敬的各位老师、亲爱的同学们：
地球是人类共同的家园，大自然是我们生死相依的朋友。我们在这片净土上,沉醉于花草的芬芳,沐浴着清净的阳光,享受着心灵的恬静,生活变得简单而自然。但是，面对蓝色天空下的白色垃圾，难道你们还没有意识到铺天盖地的白色污染吗?
研究表明，一次性塑料餐具对身体健康和生活环境造成极大危害，目前已经成为白色污染的主要来源。当您习惯性地拎着塑料盒(袋)走出食堂、小卖部的时候，您有没有意识到我们的健康正受到威胁，我们的校园环境正遭到破坏;当您使用一次性筷子时，您是否知道每年为此要砍掉多少树木;当您随手将塑料袋扔到路边时，您是否知道这些垃圾需要22019年才会降解。
珍惜资源、保护环境是当代青年热爱祖国、关爱健康的具体表现;提供安全卫生的餐具、保障广大师生的身体健康是各食堂餐厅义不容辞的责任。为此，我们向广大师生发出倡议：
一、 正确认识白色污染的危害。塑料是高分子聚合物，极难分解，需100至32019年才能分解，污染公害极大：它会破坏环境，影响景观。会造成化学污染，危害人体健康。会使土壤板结，影响农作物生长。
二、拒绝使用一次性不可降解的泡沫塑料饭盒、塑料碗、塑料杯和一次性筷子，就餐使用饭堂提供的餐具或自带餐具。
三、不把白色污染带进校园。购物自备环保袋，不使用超薄塑料袋。
可降解塑料研究范文第5篇
［关键词］高分子材料 可降解 生物
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式： 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏； 微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1、生物可降解高分子材料概念及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。
因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。
2、生物可降解高分子材料的类型
按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。
3、生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法，对 自然 界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的 发展 ，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料
4、生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考 文献 ：
