可降解

可降解

可降解(可降解塑膠、聚合物的降解)是指一類其製品的各項性能可滿足使用要求,在保存期內性能不變,而使用後在自然壞境條件下能降解成對環境無害的物質的塑膠,因此,也被稱為可環境降解塑膠。聚合物的降解是指因化學和物理因素引起的聚合的大分子鏈斷裂的過程。聚合物曝曬於氧、水、射線、化學品、污染物質、機械力、昆蟲等動物以及微生物等環境條件下的大分子鏈斷裂的降解過程稱為環境降解,降解使聚合物分子量下降,聚合物材料物性降低,直到聚合物材料喪失可使用性,這種現象也被稱為聚合物材料的老化降解。

概述

可降解垃圾指可以自然分解的有機垃圾,包括紙張木材植物食物糞便肥料等等,在微生物(細菌、黴菌、藻類)作用下,發生生物化學反應,引起外觀霉變到內在質量變化等各方面變化,最終形成二氧化碳和水等自然界常見形態的化合物。垃圾實現可降解,大大減少了對環境的影響。但可降解並不一定等同於最環保,因為可降解垃圾如果不經過科學管理,隨意堆放,也可能對土壤、地下水等造成污染。因此,無論是可再生利用、可重複使用還是可降解,都是比較環保的表現,但都必須結合市場狀況、運輸路途、管理措施等等具體條件,來判斷哪一種更為優越。

環境降解塑膠的降解過程主要涉及生物降解光降解和化學降解,這三種主要降解過程相互間具有增效、協同和連貫作用。例如,光降解與氧化降解常同時進行並互相促進;生物降解更易發生在光降解過程之後。

聚合物的老化降解和聚合物的穩定性有直接關係。聚合物的老化降解縮短塑膠的使用壽命。為此,自塑膠問世以來,科學家就致力於對這類材料的防老化,即穩定化的研究,以製得高穩定性的聚合物材料,而目前各國的科學家也正利用聚合物的老化降解行為竟相開發環境降解塑膠。

降解塑膠的主要套用領域有:農用地膜、各類塑膠包裝袋、垃圾袋、商場購物袋以及一次性餐飲具等。

降解

1有機化合物分子中的碳原子數目減少,分子量降低。

2降解的意思

降解:降服、解決。指把某物制服、解決。

高分子化合物物的大分子分解成較小的分子。

3塑膠降解:塑膠降解一詞指高分子聚合物達到生命周期的終結。塑膠降解是使聚合物分子量下降、聚合物材料(塑膠)物性下降。典型表現是:塑膠發脆、破裂、變軟、增硬、喪失力學強度等。塑膠的老化、劣化就是一種降解現象。但一般塑膠要降解為對環境無害經(少害化)的碎片或變成CO2和水,回歸自然循環,需經歷幾十年、上百年的時間。

所以現在採用快速降解技術,選擇易降解的高聚碳氫化合物和有機物製造塑膠,防止污染。

4.是指在熱、光、機械力、化學試劑、微生物等外界因素作用下,聚合物發生了分子鏈的無規則斷裂、側基和低分子的消除反應,致使聚合度和相對分子質量下降。

5.對於降解,不同的學都有者不同的觀點,有一種觀點認為降解物最終要被分解成二氧化碳和水才能稱為降解。

可降解製品及分類

一、注塑類

1、用途:一次性使用的餐具和其它生活用品,例如:刀、叉、勺、碟、碗、筷子、花盆等。
2、製品加工方法:同普通注塑製品方法一樣。
3、降解性能:通過ISO14851檢測,在自然環境中,約10天后開始降解,90天后降解≥70%。

二、吸塑類

1、用途:主要為熱成型的製品,如:一次性飲料杯、冷飲盒、方便食品器皿,各種片、丸、粒、藥品的罩式包裝。
2、製品加工方法:先以粒料為原料,用通用擠出機加工成片材,片材按照膜具形狀經過熱成型生產出各種製品。
3、降解性能:通過ISO14851檢測,在自然環境中,約10天后開始降解,90天后降解≥70%。

三、薄膜類

1、用途:農用地膜、各種包裝用薄膜、各種包裝袋。
2、製品加工方法:採用通用吹膜機吹塑成型,製成各種產品。
3、降解性能:通過ISO14851檢測,在自然環境中,約10天后開始降解,90天后降解≥70%。

四、發泡類

1、用途:防震材料。
2、降解性能:通過ISO14851檢測,在自然環境中,約10天后開始降解,90天后降解≥70%。

可降解材料

生物降解塑膠

由微生物合成的生物降解塑膠,簡稱生物塑膠,包括生物聚酯、生物纖維素、多糖類和聚胺基酸等,是一類能完全被自然界中的微生物降解的塑膠。

微生物體內貯存的動植物脂肪或糖原,是一類脂肪族聚酯,稱為生物聚酯,是微生物的營養物質。當無碳源存在時,這些聚酯可分解為乙醯輔酶作為生命活動的能源。

聚乳酸(PLA)又稱聚內交酯,是以微生物發酵產物乳酸為單體化學合成的。使用後可自動降解,不會污染環境。

聚乳酸可以被加工成力學性能優異的纖維和薄膜,其強度大體與尼龍纖維和聚酯纖維相當。聚乳酸在生物體內可被水解成乳酸和乙酸,並經酶代謝為CO2和H2O,故可作為醫用材料。日本、美國已經利用聚乳酸塑膠加工成手術縫合線、人造骨、人造皮膚。聚乳酸還被用於生產包裝容器、農用地膜、纖維用運動服和被褥等。

澱粉塑膠含澱粉在90%以上,添加的其他組份也是能完全降解的,目前已有日本住友商事公司、美國Wamer-Lamber公司、義大利Ferrizz公司等宣稱研究成功含澱粉量在90%~100%的全澱粉塑膠,在(1月~1年)完全生物降解而不留任何痕跡,無污染,可用於製造各種容器、瓶罐、薄膜和垃圾袋等。

全澱粉塑膠的生產原理是使澱粉分子變構而無序化,形成了具有熱塑性能的澱粉樹脂,因此又稱為熱塑性澱粉塑膠。其成型加工可沿用傳統的塑膠加工設備。

以澱粉為原料開發生物降解塑膠的潛在優勢在於:澱粉在各種環境中都具備完全的生物降解能力;塑膠中的澱粉分子降解或灰化後,形成二氧化碳氣體,不對土壤或空氣產生毒害;採取適當的工藝使澱粉熱塑性化後可達到用於製造塑膠材料的機械性能;澱粉是可再生資源,取之不絕,開拓澱粉的利用有利於農村經濟發展。

需要說明的是,我國目前生產的澱粉塑膠絕大多數為填充型澱粉塑膠,即在非生物降解的高分子材料中添加一定比例的澱粉,通過澱粉的生物降解而致使整個材料物理性能崩潰,促使大量端基暴露以致氧化降解,但這種“崩潰”後的剩餘部分中的PE、PVC等均不可能降解而一直殘留於土壤中,日積月累當然會造成污染,因此國外將此類產品歸屬為淘汰型。

光降解塑膠

光降解塑膠是指在光的作用下能發生降解的塑膠。

光降解塑膠舉例

按製造方法可將光降解塑膠分成合成型降解塑膠和添加型降解塑膠。

a、乙烯/一氧化碳共聚物(E/CO)

光降解以主鏈斷裂為特徵。E/CO的光降解速度和程度與鏈所含的酮基的量有關,含量越高,降解速度越快,程度也越大。美國德克薩斯州的科學家曾對E/CO進行過戶外曝曬實驗,在陽光充足的六月,E/CO最快只需幾天便可降解。

b、乙烯基類/乙烯基酮類共聚物(Ecolyte)

Ecolyte分子側鏈上的酮基在自然光的作用下可發生分解。Ecolyte的光降解性能優於E/CO,但成本也較高。

這類聚合物的缺點是一旦見光就開始發生降解,幾乎沒有誘導期,需要加入抗氧劑以達到調節誘導期的目的。

添加型光降解塑膠

添加型光降解塑膠是在聚合物中添加少量光敏劑,在低濃度時是光氧化降解催化劑,經日光(紫外光)輻照而發生反應,使聚烯烴高分子斷裂。

在PE、PP等聚合物中添加酮類、胺類等光敏劑都可取得較好的光降解性。

添加型光降解塑膠成本低,生產工藝簡單,做覆蓋地膜使用效果較好。但其降解特性是曝光面降解比較徹底,埋在土壤里的部分則降解較差。這類光降解塑膠的降解誘導期可控制在二個月以上。但降解時間可控性較差。

降解塑膠的開發趨向

在美國和日本市場存在的可降解塑膠包括生物降解聚酯,如聚乳酸、生物降解PET、聚丁烯琥珀酸酯/已酸酯、聚羥基丁酸酯/戊酸酯、聚乙烯琥珀酸酯、聚酯酸胺和聚已內酯/混合物;澱粉和其混合物;以及加入增強降解能力添加劑的其它塑膠。增長的原因是環保塑膠用量的增加,另一原因是降低生產成本。通過擴大產量和經濟規模,生產廠家降低了它們的價格。但是,由於可降解樹脂成本高和已有的各種塑膠牢牢占領它們的市場是生物降解塑膠進入市場的障礙。

環境降解塑膠是一類新型的塑膠品種,國外開發可環境降解的塑膠始於70年代,當時主要開發光降解塑膠,目的在於解決塑膠廢棄物,尤其是一次性塑膠包裝製品帶來的環境污染問題,至80年代時,開發研究轉向以生物降解塑膠為主,而且,也出現了不用石油而用可再生資源,如植樹物澱粉和纖維素,動物甲殼質等為原料生產的生物降解塑膠。另外,也開發了用微生物發酵生產的生物降解塑膠,一類早已臨床套用的能為生體降解的醫用塑膠,如聚乳酸也引起了人們的注意,希望能用它來解決塑膠的環境污染問題,但是,對於這類塑膠是否歸類為環境降解塑膠尚有不同見解,日本降解塑膠研究會的意見認為不能歸入環境降解塑膠

但從降解塑膠是一類新型塑膠的解角度考慮,應也可包括生體降解塑膠,並不妨將降解塑膠從用途分類,分為環境(自然)降解塑膠和生體(環境)降解塑膠。後者已在醫學上用於手術縫合線,人造骨骼等。中國降解塑膠的開發研究基本與世界同步。但是中國降解塑膠的研究開發始於農用地膜。中國是一個農業大國。地膜的消費量占世界第一位,為解決累積在農田的殘留地膜對植物根系發育造成的危害而影響作物產量,以及殘膜對農機機耕操作的防礙問題。70年代即開始了光降解塑膠地膜的研製,1990年前後,出現了澱粉填充於通用塑膠的生物降解塑膠,同時,在光降解塑膠的基礎上,開發同時填充澱粉的兼具光降解和生物降解功能的地膜。

地球一小時相關背景知識

“地球一小時”活動是由WWF(世界自然基金會)發起的全球最大的環保活動。該活動號召大家在每年3月的最後一個星期六關上燈,並做出一個環保改變,同時動員身邊的其他人也加入環保行列。

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