手机版
二维码
随着包装材料的大量使用，一些废弃包装材料的处理是目前需要解决的难题。通常对废弃包装材料的处理主要有填埋、焚烧和回收再利用等3种方法。填埋法不但对土地造成污染，而且浪费了大量的土地；焚烧法释放大量有毒气体，对大气造成污染；回收再利用法收集、分拣麻烦，实际应用困难。因此，开发合适的包装材料方法是十分必要的。
生物降解法是一种很好解决废弃包装材料的新方法。它具有储存运输方便、应用范围广等特点，在生物降解包装材料中，生物降解包装塑料是一种常见的包装材料。
1生物降解塑料及其分类
生物降解塑料是指当存在水和营养成分的条件下，可以被微生物降解的塑料。生物降解塑料根据其机理和破坏形式，分为完全生物降解和生物破坏性降解两类。
1. 1完全生物降解塑料
完全生物降解塑料是指其分子结构可以被微生物或酶完全分解成简单化合物的塑料材料。这类材料目前主要有天然高分子型、人工合成型、微生物合成型和植物转基因型材料。
1. 2生物破坏性降解塑料
生物破坏性降解塑料主要是天然高分子与合成高分子复合而成的降解塑料。目前，有望在包装领域中得到应用的复合方法仍以共混为主，其首选基材也是淀粉和纤维素等。
2生物降解包装材料的降解机理
2. 1完全生物降解机理
完全生物降解其机理是生物降解材料在自然界微生物，如细菌、霉菌和藻类的作用下，可完全分解为CO2、H2O或氨等低分子化合物。它具有储存运输方便、应用范围广等特点。其降解过程大致有3种作用方式。
1)生物的物理作用由于生物细胞的增长而使物质发生机械性破坏；
2)生物的化学作用微生物对聚合物的作用而产生新的质；
3)酶的直接作用微生物侵蚀导致部分材料分裂或氧化裂解。
2. 2生物破坏性降解机理
是指利用天然聚合物(淀粉、纤维素等)的微生物可降解性，采用合成塑料改性(共聚)，克服天然聚合物的强度差的缺点，得到可生物降解的塑料。
3生物降解包装塑料研究
生物降解包装塑料可在短时间内，在自然环境条件下即能分解的可降解的包装塑料，它是替代目前的常规塑料，解决“白色污染”的新方法，也是国内外学者研究的热点。
生物降解材料的研究国内外已有研究报道。生物降解包装塑料有淀粉基生物降解塑料、微生物发酵合成生物降解材料、纤维素基完全生物降解塑料、光/生物降解塑料和人工合成生物降解材料等。
3. 1淀粉基生物降解塑料
有关淀粉基生物降解塑料已有研究报道。滕立军等以淀粉-聚乙烯生物降解膜和通用塑料膜聚乙烯(PE)、聚丙烯(CPP)为试材，从物理性能、力学性能方面进行了研究。研究表明：试验所用降解材料在20～30d内的降解率大于20%；吸水率、渗透性高于通用薄膜PP、CPP；力学性能指标能满足使用要求。同时，分析了生物降解薄膜在包装领域的应用前景。淀粉塑料泛指其组成中含有淀粉或其衍生物的塑料，以天然淀粉为填充剂和以天然淀粉或其衍生物共混体系为主要组成的塑料都属于此类，其中淀粉比例可高达60%。淀粉基塑料是降解塑料中的一大类。
因原淀粉与PE、苯乙烯(PS)等通用型塑料相容性较差，常需引入乙烯醋酸乙烯等相容剂制备共混物。国外，尤其是意大利、美国和日本对淀粉基聚乙烯醇塑料的研究方兴未艾，在技术上各有特色，并达到了一定的高度，其制品的生产形成了一定的规模和影响，美国对淀粉进行改性，制成高淀粉含量(90%以上)的生物降解塑料，它为不透明灰色树脂，熔点约为175～200℃，用双螺杆挤出机于130℃下挤出造粒，以水作为增塑剂成型加工，其注塑品性能与PS相似，但拉伸强度优于PS，在需氧和厌氧条件下均易生物降解，适用于快餐包装材料等。国外已批量生产共混型淀粉基塑料，而且也有利用糊化淀粉和PVA共混研制生产降解塑料。近年来，国外又开发出一种新型淀粉复合材料，由于不包含非降解大分子或小分子组分，所以在环境中可完全生物降解，可用于一次性塑料制品。
淀粉基塑料之所以易降解，主要原因是制品中淀粉成分分解后，制品表面直至内部出现了众多微孔，增大了化学的、生物的和其它侵蚀作用的表面积，加快了残余部分的降解。其中淀粉含量越高，生物降解速度就越快。
3. 2微生物发酵合成生物降解塑料
以蜜糖、油脂为原料制得的生物降解包装材料，既具有热塑加工性，又具有完全生物降解性。其主要产品有英国ICI公司的3-羟基丁酯和3-羟基戊酯(0%～30%)的共聚酯“Biopol”、日本东京工业大学资源研究所开发的聚羟基丁酸酯(PHB)以及美国麻省理工学院(MTI)开发的脂肪族共聚酯等。其中取得较大进展的是“Biopol”，它是英国ICI公司于1976年开始研究，利用微生物淀粉发酵制得的，于1990年开始工业化。该产品热分解温度为200℃，在堆肥场地中1年可完全分解，无二次公害。另外PHB是细菌体内为应付食物紧张而储存原料的物质，可被许多细菌激活，导致快速降
