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          降解袋問答

          生物降解塑料根據來源如何分類?

          久信達發布于:2022-05-27文字:【大】【中】【小】

          生物降解的實質是酶促使塑料氧化、水解,導致主鏈斷裂,分子量降低,從而失去了原有的機械性能,更易被微生物所攝取。因此,本章基于生物降解塑料的特性及生物降解塑料形成的要素,針對其降解技術不同,對生物降解塑料的原料來源和研究機制進行剖析。

          1.天然基生物降解塑料

          天然基生物降解塑料是由天然高分子制備的生物降解塑料。存在于動植物體內的天然高分子經過一定的加工后均可作為可降解材料使用,包括植物來源的纖維素、木質素、淀粉、多糖等,動物來源的甲殼素、明膠等。這類天然高分子材料原料來源豐富且價格低廉,加上極易被微生物降解,而且產物安全無毒,因而日益受到重視。但與石油基高分子材料相比,天然基生物降解塑料的力學、熱學、加工等性能差,不能滿足現階段材料多樣化和功能化的要求。目前主要通過一定的加工手段對天然高分子物質進行改性,以滿足作為工程材料的各種性能要求。

          發展天然基生物降解塑料的關鍵在于提高改性技術與控制成本。天然高分子材料雖具有優良的完全生物降解特性,但是它的耐高溫性能不好,由天然高分子制備的生物降解塑料一般在50~55℃就會發生變形。另外,它的抗拉伸性能及柔韌性也較差。因此,必須經過化學及物理改性,研發出以改性為中心的完善工藝和專用設備,才能獲得具有廣泛使用價值的天然高分子降解塑料。例如,應用納米改性技術將天然高分子與納米添加劑復合后制得的食品包裝材料,能有效地解決天然高分子材料機械強度和阻隔性能差的問題;并且納米材料也能賦予新復合材料更多的功能特性。

          2.生物基生物降解塑料

          生物基生物降解塑料是以天然高聚物或天然單體合成的高聚物為基礎制造的可生物降解塑料。這類塑料以脂肪族聚酯居多,主要包括聚羥基脂肪酸酯(PHA)類[如聚β-羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV),以及PHB和PHV的共聚物(PHBV)等]、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(polyethyleneterephthalate, PTT)、聚碳酸酯(PC)等。此外還包括聚氨基酸等、二氧化碳基生物降解材料等。目前, PHA在全球的研究主要集中在利用其生物可降解性、生物相容性等特征,開發在醫療、制藥、電子等高附加值領域的用途。PLA 用途廣泛,被應用于生物醫用高分子材料、紡織、包裝、農用薄膜等領域。

          利用可再生天然生物質資源如淀粉等,通過微生物發酵直接合成聚合物,如聚羥基脂肪酸酯類(PHA,包括PHB、PHBV等);或通過微生物發酵產生乳酸等單體,再化學合成聚合物,如聚乳酸(PLA)等。

          3石油基生物降解塑料

          石油基生物降解塑料是以石化產業鏈中所生產的單體通過聚合所制造的可生物降解塑料。主要包括PCL、PBS、PBAT 等。PCL 具有優良的生物相容性、記憶性及生物可降解性等,產品多集中在醫療和日用方面,如矯正器、縫合線、繃帶、降解塑料等。PBS耐熱性能好,是生物降解塑料材料中的佼佼者,可以作為各種包裝材料以及環境保護的塑料制品。

          4共混型生物降解塑料

          共混型生物降解塑料是指將兩種或兩種以上高分子(其中至少有一種組分為生物可降解型)共混、復合制備的生物降解材料,一般采用淀粉、纖維素、木質素等天然高分子作為生物降解組分,其中淀粉的應用更為普遍。共混型生物降解塑料可綜合各組分的優良特性,使材料既具有生物可降解性又提高了其在力學、熱學等方面的性能。


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