生物降解塑料 是什么?
一 名词解释:
生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料,而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此,生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。
二 主要产品分类
生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。
1. 完全生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得,如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。
2. 破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性(或填充)聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。
三 生物降解塑料代表产品
从原材料上分类,生物降解塑料至少有以下几种:
1.聚己内酯(PCL)
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物
3.聚乳酸(PLA)
4.聚羟基烷酸酯(PHA)
5. 脂肪族芳香族共聚酯
6. 聚乙烯醇(PVA)
7. 二氧化碳共聚物
8. 聚-β-羟基丁酸酯(PHB)
四 产业发展:
在我国,随着对降解塑料理解的加深,已充分认识到这种材料及其产业对我国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。我国人大于2004年通过了《可再生能源法(草案)》和《固废法(修订)》,鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中,也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年,国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。
在行业内的代表性企业有:广州长康环保科技有限公司、广东上九、南京比澳格、广东金发、浙江鑫富、内蒙古蒙西集团等等,还有更多已在市场上大放异彩和在筹划中的企业,相信在不久的将来,生物降解塑料---我们人人都将用到。
生物塑料是由可再生生物质资源生产的塑料,例如植物油脂、玉米淀粉、稻草、木片、锯末、回收的食物垃圾等。生物塑料可以由农业副产品制成以及使用过的塑料瓶和其他使用微生物的容器。普通塑料,例如化石燃料塑料(也称为石油基聚合物)是从石油或天然气中提取的。并非所有生物塑料都比商品化石燃料衍生的塑料更容易生物降解或生物降解。生物塑料通常衍生自糖衍生物,包括淀粉、纤维素和乳酸。截至2014年,生物塑料约占全球聚合物市场的0.2%。
生物塑料用于一次性物品,例如包装、陶器、餐具、盆、碗和吸管。生物塑料的商业应用很少。原则上,它们可以替代石油衍生塑料的许多应用,但是成本和性能仍然存在问题。实际上,只有在限制常规塑料使用的特定法规的支持下,它们的使用才具有经济上的优势。典型的例子是意大利,自2011年以来,随着一项具体法律的出台,可生物降解的塑料袋和购物者成为强制性行为。除结构材料外,还在开发电活性生物塑料,有望将其用于携带电流。
生物聚合物可用作纸张涂料,而不是更常见的石化涂料。
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生物可降解塑料大致分为七种
一、PLA
环球塑化网认为聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。据了解,PLA用量占生物可降解塑料的45.1%,是当之无愧的主力军!
二、聚3-羟基烷酸酯(PHA)
PHA是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。主要用途为:一次性餐具、无纺布、包装材料、农用覆膜、玩具、包膜、胶、纤维等多种可降解产品。
三、聚ε-己内酯(PCL)
聚ε-己内酯(PCL)是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物,其熔点仅62℃。PCL的降解性研究从1976年就已开始,在厌氧和需氧的环境中,PCL都可以被微生物完全分解。
四、聚酯类--PBS/PBSA
PBS 以脂肪族丁二酸、丁二醇为主要生产原料的, 既可以通过石油化工产品满足需求, 也可通过淀粉、纤维素、葡萄糖等自然界可再生农作物产物, 经生物发酵途径生产, 从而实现来自自然、回归自然的绿色循环生产。而且采用生物发酵工艺生产的原料, 还可大幅降低原料成本, 从而进一步降低PBS 成本。
五、脂肪族芳香族共聚酯
德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex),其单体为:己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。
六、聚乙烯醇(PVA)
水溶性PVA薄膜是在国际上崭露头角的一种新型塑料产品。它利用了PVA 的成膜性、水和生物两种降解特性,可完全降解为CO2和H2O,是名符其实的绿色高新环保包装材料。
七、二氧化碳共聚物
一种正在研究的新型合成材料,以二氧化碳为单体原料在双金属配位PBM型催化剂作用下,被活化到较高的程度时,与环氧化物发生共聚反应,生成脂肪族聚碳酸酯(PPC),经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术,已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置,产品主要应用在包装和医用材料上。
塑料是有机高分子材料,有机高分子材料又称聚合物或高聚物。特点是种类多、密度小、比强度大、电绝缘性、耐腐蚀性好,该类产品加工容易,可满足多种特种用途的要求,包括塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等领域。塑料、纤维和橡胶三大类聚合物之间并没有严格的界限。有的高分子可以作纤维,也可以作塑料,如聚氯乙烯既是典型的塑料,又可做成纤维即氯纶,若将氯乙烯配入适量增塑剂,可制成类似橡胶的软制品。又如尼龙既可以用作纤维又可作工程塑料,橡胶在较低温度下也可作塑料使用。
塑料是有机合成材料。塑料制品属于合成高分子材料,是通过聚合反应得到的,属于一种有机合成材料。塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称。包括以塑料为原料的注塑、吸塑等所有工艺的制品。塑胶是一类具有可塑性的合成高分子材料。
塑料的优点
易成形,成本低。跟传统材料相比,塑料可塑性大,加工工艺性好,极易成形。有一定的强度、质量轻。如玻璃纤维增强塑料的抗拉强度可达170到400MPa,广泛应用于汽车外壳、船体甚至航天飞机上,而且塑料的密度比天然材料低很多,只有铝材的一半,耐腐蚀性稳定。塑料具有抗酸碱腐蚀的能力,保护其他材料用的大多数漆材主要就是由塑料制成的。
《公共机构停止使用不可降解一次性塑料制品名录(第一批)》明确,停止使用不可降解一次性塑料餐盒、不可降解一次性塑料塑料餐具、不可降解一次性塑料吸管、一次性塑料水杯和饮料杯、厚度小于0.025毫米的超薄塑料购物袋等。
为了消除公共机构的执行困惑,文件特别以负面清单的形式说明,不可降解材料是指含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等非生物降解高分子材料。
反言之,可降解材料不能含有PE、PP、PS、PVC、EVA、PET。
再言之,含有PE、PP、PS、PVC、EVA、PET都是非生物降解高分子材料。
这是国家发改委首次描述“可降解”,也是首次以负面清单的形式明确何谓“不可降解”。
( 2007年1月17日 )
2010年上海世博会上,一次性餐具将不再使用传统塑料,而是用生物质材料"玉米塑料"制成,对环境没有任何污染。1月16日,在同济大学百年校庆论坛上,该校材料科学与工程学院副院长任杰教授透露,不仅是一次性杯子、托盘、包装盒,世博会上使用的路牌、胸卡、磁卡也将有可能来源于玉米。
任杰解释说,这种全新的生物质材料叫做"聚乳酸",是将玉米等农作物通过生物发酵技术制备得到的一种"绿色石油"。这种材料可循环利用,走一条从农作物到乳酸、到聚乳酸、到聚乳酸制品、再到自然降解的循环链,于环境无负担。它可以广泛地应用于农用地膜、纤维纺织、一次性产品、包装材料、工程塑料,甚至现代医疗材料等领域,"比如说医疗用的骨钉,现在常使用钢钉,需要取出或替换,如果用了可降解的聚乳酸,骨钉就能在一定时间后自动降解,避免了病患二次痛苦"。
2005年日本爱知世博会已经开始应用聚乳酸这种生物质材料,制成一次性餐具、托盘,甚至是笔记本外壳。任杰对记者表示,爱知世博会上使用的是美国生产的玉米塑料,它采用的是两步法的制备手段,工艺线路繁琐,产率低,成本高,不适合大规模产量化生产。"而在2010年上海世博会,我们将采用一步法的聚乳酸制备工艺,性价比高,既安全又能保证产量。"
任杰表示,用"玉米塑料"做包装材料已经被纳入到世博会专项计划中,用完的废弃杯子或包装盒届时将一并填埋进行自然降解,作为能吸收的物质进行循环利用。据介绍,2005年全球塑料产量达2亿吨,我国产量在1800万吨左右。传统塑料不仅制成过程能耗大,而且制成品除一部分进入循环利用外,其余都通过焚烧、填埋等方法处理,会造成土地浪费及有毒物质释放等严重污染。
任杰还透露,虽然用可食用的玉米制成大批量生物质包装材料已经绰绰有余,但是专家们还在研究使用包括甘蔗、薯类和甜高粱等其他生物质材料制成塑料制品,特别是能源材料。
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导师:齐庆杰导师单位:辽宁工程技术大学学位授予单位:辽宁工程技术大学
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塑料是合成材料。塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称。包括以塑料为原料的注塑、吸塑等所有工艺的制品。塑料是一类具有可塑性的合成高分子材料。
它与合成橡胶、合成纤维形成了日常生活不可缺少的三大合成材料。具体地说,塑料是以天然或合成树脂为主要成分,加入各种添加剂,在一定温度和压力等条件下可以塑制成一定形状,在常温下保持形状不变的材料。
塑料的用途
塑料按使用性能和用途可分为通用塑料及工程塑料两类,通用塑料指一般用途的塑料,其用途广泛、产量大、价格较低,是建筑中应用较多的塑料,工程塑料是指具有较高机械强度和其他特殊性能的聚合物。
塑料按热性能不同可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。热塑性塑料受热时软化或熔化,冷却后硬化、定型,冷热过程中不发生化学变化,且不论加热和却重复多少次,均保持这种性能,因而加工成型较简便且具有较高的机械性能,但耐热性及刚性较差。
以上内容参考 百度百科-塑料