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可降解塑料分析

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可降解塑料分析

可降解塑料分析范文第1篇

關(guān)鍵詞:白色污染; 聚乳酸; 降解

前言

S著塑料的廣泛應(yīng)用和產(chǎn)量的持續(xù)增大。“白色污染”問題己變得越來越嚴(yán)重,成為當(dāng)今世界最嚴(yán)重污染源之一,己受到各國(guó)的重視,并且制定了相關(guān)的法律政策來處理?,F(xiàn)在各國(guó)除了研究如何回收廢棄塑料外,更多的精力是研究可降解的高分子材料,從而在根本上解決塑料的“白色污染”問題。主要原因是高分子材料的回收利用,從理論上講,可以解決環(huán)境污染,也可以解決資源短缺的問題,但在實(shí)施過程中,往往受到高分子材料本身性質(zhì)、技術(shù)及成本等的限制;而研究開發(fā)可降解的高分子材料則成為20世紀(jì)70年代以來重要課題,受到世界范圍內(nèi)的關(guān)注仁。

1可降解性高分子材料的降解機(jī)理

高分子材料的生物降解是指在生物(主要是指真菌、細(xì)菌等)作用下,聚合物發(fā)生降解、同化的過程、生物降解主要取決于聚合物分子的大小和結(jié)構(gòu)、微生物的種類以及環(huán)境因素。聚合物的降解機(jī)理十分復(fù)雜,一般認(rèn)為材料在體內(nèi)的降解和吸收是受生物環(huán)境作用的復(fù)雜過程,包括物理、化學(xué)和生化因素。物理因素主要是外應(yīng)力,化學(xué)因素主要有水解、氧化及酸堿作用,生化因素主要是酶和微生物。由于植入體內(nèi)的材料主要接觸組織和體液,因此水解(包括酸堿作用和自催化作用)和酶解是最主要的降解機(jī)制。

2聚乳酸的降解性能

與大部分熱塑性聚合物相比,PLA具有更好的降解性能。PLA的降解首先通過主鏈上的降解性能。PLA的降解首先通過主鏈上的C-O水解,然后在酶的作用下進(jìn)一步降解,最終生成無(wú)害的水和二氧化碳。由于具有降解性能,故人們擔(dān)心其使用壽命。實(shí)際上,PLA的降解速度相對(duì)比較緩和;更為重要的是,PLA的降解總是在先行水解之后才可能酶解。依照聚合物的初始相對(duì)分子品質(zhì)、形態(tài)、結(jié)晶度等,PLA降解的速度可從幾星期到幾個(gè)月甚至是1~2年。但如果與微生物和復(fù)合有機(jī)廢料混合埋入地下,它的降解速度會(huì)加快。因此它是一種理想的生物降解材料,特別適宜于2~3年的短期用途。影響PLA降解速度的因素主要有結(jié)晶度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、相對(duì)分子質(zhì)量和介質(zhì)的pH值等。水先滲入聚乳酸的無(wú)定形區(qū),導(dǎo)致酷鍵斷裂,當(dāng)大部分無(wú)定形區(qū)己降解時(shí),才由晶區(qū)邊緣向晶區(qū)中心逐步降解。晶區(qū)降解速度很慢,因此結(jié)晶度大小對(duì)降解速度有很大的影響。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于水解溫度則水解加快。相對(duì)分子質(zhì)量越小及其分布越寬的PLA降解速度越快,這是因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量越大,聚合物的結(jié)構(gòu)越緊密,內(nèi)部的酷鍵越不容易斷裂,并且相對(duì)分子質(zhì)量越大,降解所得的鏈段越長(zhǎng),易溶于水中,產(chǎn)生的H+越少,使pH值下降緩慢。酸或堿都能催化PLA水解,介的pH值也是影響PLA降解速率的重要因素。

3 PLA共混改性的研究進(jìn)展

通過與韌性聚合物共混,也是常用的改進(jìn)聚乳酸柔性的途徑,目前人們己經(jīng)研究的很多共混體系,如乙烯一醋酸乙烯共聚物(poly(ethylene-vinyl acetate))、聚4-乙烯基苯酚(poly(4-vinylphenol)、聚ε-己內(nèi)酯、聚3羥基丁酸酯(poly(3-hydroxybutyrate)等。

沈一丁等[4]將熱塑性淀粉(TPS)與聚乙二醇(PEG)、聚乳酸(PLA)共混后,采用溶劑蒸發(fā)法制備出完全生物降解的聚乙二醇改性淀粉/聚乳酸薄膜(SPLA)。聚乙二醇增塑SPLA薄膜,有效的降低了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱塑性淀粉和PLA的相容性,體系的耐水性、強(qiáng)度均隨著PLA含量的增加而增加,不過這種薄膜的強(qiáng)度和柔性并沒有得到改善。

龔華俊等[5]采用超聲輔助原位濕法合成多壁碳納米管/輕基磷灰石納米復(fù)合材料(MWNTs/HA),并通過溶液澆鑄法制備了PLA/MWNTs/HA復(fù)合材料薄膜,靜態(tài)力學(xué)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析表明,當(dāng)MWNTs/HA為0.05~0.10份時(shí),對(duì)復(fù)合薄膜有一定的增韌效果,復(fù)合膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著MWNTs舊A用量增加呈上升趨勢(shì)。

PCL除可以和PLA共聚形成共聚物改善柔性外,還可以與PLA共混來改善PLA基體的脆性。直接共混PLA和PCL,兩種組分是不相容的,兩者混合時(shí)必須添加一定的相容劑。Wang等在PLL刀PcL體系中,以亞磷酸三苯酯(TPPi)為催化劑,在熔融狀態(tài)下進(jìn)行混合。結(jié)果表明,在共混過程中發(fā)生酯交換反應(yīng),生成界面相容劑,促進(jìn)組分均勻分布,提高體系的機(jī)械性能,并大大改善了體系的柔性,當(dāng)添加TPPi2%時(shí),PLLA/pCL(80/20)斷裂伸長(zhǎng)率從28%提高到了128%。

顧書英等[11]采用熔融擠出法制備聚乳酸/對(duì)苯二甲酸-己二酸-1,4-丁二醇三元共聚酯(PBAT)共混物,發(fā)現(xiàn)低含量低的PBAT的加入適當(dāng)?shù)奶岣吡司廴樗岬臄嗔焉扉L(zhǎng)率,不過共混物的拉伸、彎曲性能也有所降低。當(dāng)PBAT含量較高時(shí),共混物斷面的SEM照片可以明顯觀察到兩相不相容。

4 聚乳酸在包裝領(lǐng)域的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀

聚乳酸作為包裝材料有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),可以說,聚乳酸包裝材料完全可以替代傳統(tǒng)的包裝材料,在很多方面更優(yōu)于傳統(tǒng)包裝材料。與傳統(tǒng)熱塑性塑料相比,聚乳酸作為包裝材料有以下優(yōu)點(diǎn)[13]:

(l)完全折疊性和纏結(jié)保持力取向性的PLA薄膜具有和玻璃紙膜、金屬薄片等相媲美的完全折疊性和纏結(jié)保持力,即可以弄皺或折疊,這些普通塑料膜是不具備的。

(2)高的光澤度和透明度PLA的高透明性和光澤度可以和玻璃紙以及聚對(duì)苯二甲酸乙二酯相比,是普通聚丙烯薄膜的2~3倍,低密度聚乙烯的10倍。

(3)阻隔性能和良好的印刷性能乳酸的基本重復(fù)單元使得PLA是一種內(nèi)在極性的材料,這種高的極性導(dǎo)致聚乳酸具有高的表面能,從而產(chǎn)生良好的印刷性能,此外它還能夠阻止脂肪族分子的透過,具有很好的抗油性。

(4)低溫?zé)岱庑阅軣o(wú)定形聚乳酸薄膜的熱封溫度和EVA(巧%)相同,都在80~85℃之間。

以上的這些優(yōu)點(diǎn),注定聚乳酸會(huì)在包裝領(lǐng)域大放異彩,就目前的生產(chǎn)狀況來看,聚乳酸薄膜開發(fā)應(yīng)用的前沿集中在日本和美國(guó),國(guó)內(nèi)僅僅出于起步階段。

5 可降解塑料的開發(fā)趨勢(shì)及發(fā)展前景

可降解塑料盡管存在種種問題,但它的發(fā)展方興未艾,以下幾個(gè)方面代表了可降解塑料的發(fā)展方向:(1) 積極開發(fā)高效廉價(jià)光敏劑、氧化劑、生物誘發(fā)劑、降解促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑等,進(jìn)一步提高可降解塑料的準(zhǔn)時(shí)可控性、用后快速降解性和完全降解性。(2)為避免二次污染,同時(shí)保證有豐富的原料,以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料將會(huì)越來越受到重視。(3) 水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而備受矚目,也成為環(huán)境適應(yīng)性材料的又一熱點(diǎn)。(4) 充分利用基因工程技術(shù)培育可生產(chǎn)聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

可降解塑料的發(fā)展,不但在一定程度上緩解了環(huán)境污染,而且對(duì)日益枯竭的石油資源也是一個(gè)補(bǔ)充。許多國(guó)家已開始考慮用生物可降解塑料代替部分石油化工合成塑料,并陸續(xù)頒布了一些法規(guī),如意大利的立法規(guī)定自1991 年起所有包裝用塑料都必須可降解,我國(guó)也已開始考慮禁用不可降解的塑料制品。據(jù)日本生物降解塑料實(shí)用化檢討委員會(huì)預(yù)測(cè),今后10 年內(nèi)全世界生物可降解塑料的市場(chǎng)規(guī)模為130 萬(wàn)噸。我國(guó)每年產(chǎn)生的塑料垃圾達(dá)100 萬(wàn)噸以上,若其中的20 %以降解塑料取代的話,需求量也在20 萬(wàn)噸以上,市場(chǎng)潛力是很大的。可降解塑料的發(fā)展適應(yīng)了人類可持續(xù)發(fā)展的要求,因此,可降解塑料的發(fā)展前景是美好的。

參考文獻(xiàn)

[1]王巖,陳復(fù)生,姚永志,等.糧食與飼料工業(yè),2005,3:21~22

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[4]賀小虎,章慶國(guó),李新松.中國(guó)臨床康復(fù)2005,9(38):36~38

可降解塑料分析范文第2篇

摘要:農(nóng)用塑料地膜具有保溫、保墑、防寒、防凍等作用,但隨著地膜覆蓋技術(shù)的普及已經(jīng)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了一系列的負(fù)面影響,大量的殘留地膜破壞土壤結(jié)構(gòu)、危害作物正常生長(zhǎng)發(fā)育,造成農(nóng)作物的減產(chǎn),進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。本文分析了塑料殘膜產(chǎn)生的原因及危害,并闡述了塑料殘膜在農(nóng)村生活環(huán)境及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在的主要問題,且提出了農(nóng)用塑料地膜農(nóng)田污染的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞:塑料地膜;地膜覆蓋栽培技術(shù);塑料殘膜;防控措施

中圖分類號(hào):X71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI編號(hào): 10.14025/j.cnki.jlny.2017.12.041

20 世紀(jì)中期,日本最先推廣地膜覆蓋栽培技術(shù),我國(guó)于20 世紀(jì)80 年代從日本引進(jìn)該技術(shù)。首先在蔬菜上開展栽培研究,均獲得高產(chǎn)、早熟、品質(zhì)優(yōu)良的明顯效果,到1982 年地膜覆蓋面積達(dá)11.9 萬(wàn)公頃,發(fā)展應(yīng)用到瓜菜、花生、棉花、水稻、糖料等多種作物,地膜覆蓋技術(shù)由此進(jìn)入大面積推廣階段,到2002 年使用面積高達(dá)11.70×106 公頃。我國(guó)地膜覆蓋技術(shù)發(fā)展之迅速,應(yīng)用領(lǐng)域之多,以及所產(chǎn)生的效益之大,在我國(guó)農(nóng)業(yè)新技術(shù)推廣史上十分罕見。據(jù)估算,在1984 年~1993 年的10 年間,我國(guó)地膜覆蓋面積已達(dá)到2553 萬(wàn)公頃,共增產(chǎn)蔬菜1587 萬(wàn)噸,糧食2107.4 萬(wàn)噸,西瓜、甜瓜3709 萬(wàn)噸,皮棉、花生、糖料等均有很大程度的增產(chǎn),所增產(chǎn)值576.28 億元,新增純收入488.15 億元,相當(dāng)于多播種853.3 萬(wàn)公頃的耕地。

雖然我國(guó)地膜覆蓋技術(shù)起步比較晚,但發(fā)展勢(shì)頭極其迅猛,很大程度提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量。但由于我國(guó)現(xiàn)階段使用的塑料地膜多為單體聚乙烯塑料,其是由一種抗氧劑、紫外線吸收劑加聚乙烯而制成的有機(jī)化合物材料,具有不易腐爛、性能穩(wěn)定,在自然環(huán)境中,其生物分解性及光分解性較差,即使經(jīng)過幾十年時(shí)間,殘留塑料地膜仍存留在土壤中,嚴(yán)重影響土壤含水率、土壤空隙率、土壤容重、滲透性和土壤透氣性,從而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

當(dāng)前我國(guó)所使用的塑料地膜主要是12μm 以下的超薄地膜,這類地膜強(qiáng)度極低、極易破碎、極難回收。根據(jù)農(nóng)業(yè)部門研究顯示,在我國(guó)農(nóng)田地膜殘留量大多在60~90 公斤/ 公頃,最多可達(dá)160 公斤/ 公頃。我國(guó)地膜覆蓋栽培技術(shù)已有40 多年的歷史,累計(jì)使用面積2000 萬(wàn)平方公里,已超過2000萬(wàn)噸塑料地膜進(jìn)入土壤,而地膜殘留量約為使用量的1/4~1/3,若依此計(jì)算,我國(guó)塑料殘膜在農(nóng)田中的數(shù)量非常龐大,這主要是與地膜用量、厚度降低、降解能力差和殘膜回收率低有關(guān)。

1 塑料殘膜污染的主要危害

1.1 塑料殘膜對(duì)土壤的污染

土壤中的塑料殘膜數(shù)量超過一定量時(shí),會(huì)阻礙農(nóng)田機(jī)械作業(yè),導(dǎo)致土壤板結(jié),嚴(yán)重妨礙下茬作物根系生長(zhǎng)和土壤微生物的活力,減少土壤水分儲(chǔ)存、傳導(dǎo)功能。更嚴(yán)重時(shí),會(huì)形成塑料隔離膜,影響農(nóng)作物的伸展和對(duì)土壤養(yǎng)分、水分的吸收傳導(dǎo),從而造成弱苗、死苗。

黑龍江省殘留地膜對(duì)土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度等都有顯著的影響,而對(duì)土壤硬度影響不大。表1 為殘留地膜對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

由表1 可知,塑料殘膜可使土壤容重和密度增加,土壤含水量和孔隙度減少。塑料殘膜殘留在土壤中,嚴(yán)重影響土壤毛管水滲透,并阻礙土壤的吸水能力。

1.2 塑料殘膜對(duì)農(nóng)作物的危害

塑料殘膜對(duì)土壤的理化性狀影響,進(jìn)而影響農(nóng)作物根系伸展,造成根部吸水及養(yǎng)分運(yùn)輸?shù)哪芰ο陆?,從而?dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。根據(jù)有關(guān)部門測(cè)定,當(dāng)土壤中塑料殘膜含量為58 公斤/ 公頃時(shí),可使大豆減產(chǎn)5.5%~9%,小麥減產(chǎn)9%~16%,玉米減產(chǎn)11%~23% 。相關(guān)部門曾就殘塑料膜對(duì)玉米和小麥的影響做過實(shí)驗(yàn),其結(jié)果見表2。

由表2 可知,塑料殘膜是通過影響玉米和小麥的發(fā)芽、出苗、根系發(fā)育、幼苗和莖葉生長(zhǎng),從而影響玉米和小麥的產(chǎn)量。

1.3 塑料殘膜對(duì)農(nóng)村生產(chǎn)生活的影響

塑料殘膜棄于田間地頭,隨風(fēng)飄移,散落在樹枝、建筑物上以及漂浮在池塘、河流中,嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)刈匀痪坝^。散落在湖泊水庫(kù),可造成水體污染,進(jìn)而危害魚類產(chǎn)卵和生存。塑料殘膜還會(huì)隨農(nóng)作物的秸稈及食料進(jìn)入農(nóng)戶家,牛、羊等家畜誤食后,導(dǎo)致腸胃功能失調(diào),膘情下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起牲畜死亡。塑料地膜制品中的增塑劑(鄰苯二甲酸酯化合物),具有高脂溶性、低水溶性及生物積累特性,對(duì)農(nóng)作物具有毒害作用,能通過各種途徑污染糧食、食品,威脅人畜健康。

2 塑料殘膜污染的防控措施

2.1 制定相關(guān)法律法規(guī),建立塑料殘膜回收獎(jiǎng)懲機(jī)制目前,我國(guó)尚未建立塑料地膜回收的相關(guān)法律法規(guī),有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同塑料地膜厚度標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的法律法規(guī),并針對(duì)塑料地膜的回收建立獎(jiǎng)懲政策,對(duì)及時(shí)清除、回收塑料殘膜的給予獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)于不及時(shí)清除、回收并造成污染的予以罰款,用法律手段促進(jìn)塑料殘膜的回收。

2.2 制定塑料農(nóng)膜土壤殘留和相應(yīng)厚度標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)在80 年代試驗(yàn)使用地膜厚度為0.014 毫米,但很多制造廠家為了減少成本,獲得更大的經(jīng)濟(jì)利益私自把地膜的厚度降至0.010 毫米、0.006 毫米,甚至0.003 毫米。地膜的厚度越薄,強(qiáng)度就越低,越不利于回收,更容易殘留于土壤中。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)及時(shí)制定塑料地膜厚度和土壤殘留標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)禁生產(chǎn)及使用不達(dá)標(biāo)的地膜。執(zhí)法部門也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)上流通使用地膜的管理,禁止不合格地膜流入市場(chǎng)。

2.3 推廣使用可降解塑料地膜

可降解塑料地膜是在地膜中添加可被微生物分解的成分或光敏劑的薄膜。這種薄膜在微生物或光作用下能降解成無(wú)機(jī)物、CO2 和水后進(jìn)入土壤,進(jìn)而避免殘留危害。它可分為光降解膜、生物降解膜、光———生物降解膜三種。例如中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研制的可光解地膜、蘭州化學(xué)研究所研制的可溶解地膜、北京塑料研究所研制的非淀粉可控光———生物降解塑料膜等,但目前推廣范圍還是很小,主要原因是可降解地膜的成本要比普通地膜高15%左右,影響了農(nóng)民使用的積極性。有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)及時(shí)制定可降解塑料地膜使用補(bǔ)貼制度,提高農(nóng)民使用的積極性,擴(kuò)大其使用范圍,逐步代替普通塑料地膜。

2.4 采用適時(shí)揭膜技術(shù)

所謂揭膜是指在塑料地膜發(fā)揮了其保墑增溫作用后,從農(nóng)田表面去除的農(nóng)田作業(yè)。適時(shí)揭膜技術(shù)不僅可以提高地膜的回收率,減少地膜對(duì)農(nóng)田土壤的污染,而且還可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。據(jù)統(tǒng)計(jì),適時(shí)揭膜技術(shù)可縮短覆膜時(shí)間60~90 天,回收率可達(dá)95%以上,基本可消除農(nóng)田殘膜對(duì)土壤的污染。

參考文獻(xiàn)

[1]何文清,嚴(yán)昌榮,趙彩霞,常蕊芹,劉勤,劉爽.我國(guó)地膜應(yīng)用污染現(xiàn)狀及防治途徑的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(03).

可降解塑料分析范文第3篇

關(guān)鍵詞 環(huán)保型;緩沖包裝材料;發(fā)展前景

中圖分類號(hào) TB484 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363(2017)05-0004-02

緩沖包裝材料是壽命周期短的一次性包裝物,使用過后就會(huì)成為垃圾,并對(duì)環(huán)境有著很大影響。在當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境下,對(duì)緩沖包裝材料的環(huán)保型要加強(qiáng)重視,這是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要保障。通過從理論上加強(qiáng)對(duì)環(huán)保型的緩沖包裝材料的發(fā)展現(xiàn)狀研究,就能從理論上得以深化,從而為其實(shí)際發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 緩沖包裝材料的主要類型分析

緩沖包裝材料的類型比較多樣,根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)就能分成不同的類型,其中的泡沫塑料就是應(yīng)用比較廣泛的緩沖包裝材料,其緩沖性能以及吸震性能比較良好。泡沫塑料在實(shí)際的應(yīng)用過程中,質(zhì)量上比較輕,并且比較容易加工,也有著良好的保護(hù)性能。但是泡沫塑料對(duì)環(huán)境造成的污染是比較嚴(yán)重的。在隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展下,也出現(xiàn)可降解的塑料,但是在價(jià)格上相對(duì)高一些,處理的條件也比較嚴(yán)格,并不能百分百降解,所以這一類型緩沖包裝材料將會(huì)被更環(huán)保的緩沖包裝材料所取代[ 1 ]。

緩沖包裝材料類型中紙漿模塑類型是把紙漿作為重要的原材料,在經(jīng)過了碎解以及調(diào)料之后,注入到模具當(dāng)中成型以及干燥等。在這一類型的緩沖包裝材料的應(yīng)用下,在抗壓強(qiáng)度大的性能上就比較突出,產(chǎn)品的質(zhì)量也比較輕,是無(wú)公害的,所以比較環(huán)保,在未來的發(fā)展中就會(huì)有著廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

緩沖包裝材料當(dāng)中的紙質(zhì)緩沖包裝材料,也是比較重要的類型。在這一類型的緩沖包裝材料的應(yīng)用有著很長(zhǎng)的歷史,在使用的性能上也有著很大優(yōu)勢(shì),尤其是在當(dāng)前對(duì)環(huán)境保護(hù)比較重視的時(shí)代下,紙質(zhì)的緩沖包裝材料的應(yīng)用就更為重要。在紙質(zhì)緩沖包裝材料當(dāng)中的瓦楞紙以及蜂窩紙板是比較典型的應(yīng)用材料[2]。

除此之外,沖包裝材料類型中的氣墊緩沖材料以及植物纖維緩沖包裝材料,也是應(yīng)用比較廣泛的材料類型。這些類型中的緩沖包裝材料有的是比較環(huán)保的,對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能起到積極促進(jìn)作用。

2 環(huán)保型緩沖包裝材料現(xiàn)狀和發(fā)展前景

2.1 環(huán)保型緩沖包裝材料現(xiàn)狀分析

環(huán)保型緩沖包裝材料的發(fā)展速度比較快,在包裝材料的類型上也比較多。文章主要對(duì)環(huán)保型的緩沖包裝材料的發(fā)展情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。在環(huán)保型緩沖包裝材料中的瓦楞紙板是比較常用的,這也是比較早的緩沖包裝材料,并有著環(huán)保型的特征。在加工的性能層面比較突出,并且成本相對(duì)比較低,在對(duì)溫度的使用范圍上也比較寬,在成本上能得以保證,并且也能起到環(huán)保的作用效果。瓦楞紙板也有著不同的類型,其中有單面的瓦楞紙板,也有三層的瓦楞紙板。單面瓦楞紙板是由一張面紙和一張瓦楞紙粘合而成的。是在波形芯紙的一側(cè)貼有面紙,其稱呼是根據(jù)面紙的使用張數(shù)定義的,單面瓦楞紙板一般不直接用來制作瓦楞紙箱,而是卷成筒狀或切成一定的尺寸,作為緩沖材料和固定材料來使用[3]。三層瓦楞紙板也稱單瓦楞紙板。是在一張面紙和一張里紙之間粘一張瓦楞紙而形成的。雙面瓦楞紙板如圖是在波形瓦紙的兩側(cè)貼以面紙而制成的。楞型使用A、B、C、E哪一種都可以。目前,世界上制作紙箱使用最多的就是雙面瓦楞紙板。由于瓦楞紙板自身有著鮮明的特性,所以應(yīng)用比較廣泛。

可降解泡沫塑料是緩沖包裝材料當(dāng)中的重要環(huán)保型應(yīng)用材料類型。能夠?qū)⑵浒凑諜C(jī)理分成不同的類型,有合成光可降解塑料,以及添加光敏劑光降解塑料,有生物降解塑料等。在合成光降解塑料方面,聚u基丁酸酯的研究相對(duì)比較多,在能行上和PE以及PP相似,降解的原理主要是聚合物吸收紫外光發(fā)生光引發(fā)作用,從而使鍵能減弱,長(zhǎng)鏈分裂成低分子量碎片,在物理的性能上就會(huì)進(jìn)一步下降。這樣比較低的分子量碎片就會(huì)在空氣當(dāng)中發(fā)生氧化作用從而產(chǎn)生自由基斷鏈,能進(jìn)一步降解二氧化碳和水。在對(duì)可降解的泡沫塑料緩沖包裝材料的應(yīng)用下,在環(huán)保的性能上也比較突出。在完全生物降解塑料的應(yīng)用上,主要是對(duì)天然高分子材料的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)的公司最近開發(fā)的新型生物降解緩沖包裝材料(ECO-Foam),其淀粉含量≥40%??缮锝到獬煞帧?0%,發(fā)泡倍率達(dá)30倍,密度為0.033g/cm3,可用作精密儀器儀表、高檔電子電器等產(chǎn)品的緩沖包裝材料,同時(shí)具有良好的環(huán)境適性。

纖維紙板的環(huán)保緩沖包裝材料的發(fā)展也比較迅速,在紙纖維成型材料的應(yīng)用下,是通過廢紙漿以及渣漿綜合運(yùn)用形成的有彈性的緩沖包裝材料,能夠?qū)⑵溥M(jìn)行壓制成單面瓦楞紙板狀或是制作成柔軟有彈性的厚紙。在這一類型緩沖包裝材料的應(yīng)用下,也能起到良好的緩沖作用,并且在環(huán)保的特征上也表現(xiàn)的比較突出。

紙漿模塑緩沖包裝材料的發(fā)展比較迅速,這一類型的緩沖包裝材料的運(yùn)用,主要是通過紙箱和廢舊的報(bào)紙等植物纖維作為主要的原料進(jìn)行制作的緩沖包裝材料,在通過真空造型的設(shè)計(jì)以及液壓造型的設(shè)計(jì)和空氣壓縮的造型設(shè)計(jì)方式,就能夠?qū)⒊练e到網(wǎng)狀的模型上,然后經(jīng)過干燥以及長(zhǎng)期保持形狀不變的紙制品,在環(huán)保性上能得到有效保證[4]。并且在使用過程中也比較廣泛。

環(huán)保型緩沖包裝材料中的再生泡沫塑料,在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用也比較廣泛,主要是把聚苯乙烯泡沫塑料放到一種溶液中,聚苯乙烯泡沫塑料便會(huì)分離成一顆顆干凈的原始球珠,這些球珠可被重新制作成泡沫塑料制品。在對(duì)新型的再生泡沫的材料應(yīng)用作為緩沖包裝材料,不僅能滿足實(shí)際緩沖包裝的應(yīng)用要求,在環(huán)保的性能上也比較良好。

2.2 環(huán)保型緩沖包裝材料發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)一步提高,我國(guó)的環(huán)保型緩沖包裝材料的發(fā)展將會(huì)有新的進(jìn)步,并且始終會(huì)將環(huán)保作為基礎(chǔ)。在植物秸稈緩沖包裝材料的應(yīng)用上,就是比較環(huán)保的一種包裝材料,當(dāng)前將植物的秸稈作為原料的快餐具已經(jīng)問世,將植物的秸稈作為原料,經(jīng)過粉碎以及脫色和著色等工藝的實(shí)施,就能制作成完全降解的綠色化緩沖包裝材料,這對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的包裝以及對(duì)能源的節(jié)約就能發(fā)揮積極作用。在未來的發(fā)展過程中,環(huán)保型緩沖包裝材料將會(huì)成為應(yīng)用的主流材料類型,這對(duì)相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高其服務(wù)質(zhì)量也能起到一定支持作用。

3 結(jié)論

綜上所述,對(duì)于環(huán)保型的緩沖包裝材料的應(yīng)用發(fā)展,要能以時(shí)展背景為基礎(chǔ),按照時(shí)展的要求進(jìn)行實(shí)施,這樣才能得以可持續(xù)發(fā)展。在通過此次對(duì)環(huán)保型緩沖包裝材料的現(xiàn)狀研究下,就對(duì)這一類型的材料有了更深層次的認(rèn)識(shí)。在未來發(fā)展中,不管是采取何種類型的材料,都要能將環(huán)保作為基礎(chǔ)理念,從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張改梅.蜂窩紙板緩沖性能的研究[J].包裝工程,2015,22(5):7-9.

[2]高德,王振林,陳乃立,等.B楞雙層瓦楞紙板襯墊平壓緩沖動(dòng)態(tài)性能建模[J].振動(dòng)工程學(xué)報(bào),2015(2).

可降解塑料分析范文第4篇

    關(guān)鍵詞:白色污染 塑料 防治

    所謂的“白色污染”,是人們對(duì)塑料垃圾污染環(huán)境的一種形象稱謂。是一次性難降解的塑料包裝物,它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各類生活塑料制品使用后被棄置成為固體廢物。

    城市塑料垃圾的消耗量、廢棄量十分驚人。在“白色垃圾”中,污染最明顯、最令人頭痛、群眾反映最強(qiáng)烈的,是那些遍布城市街頭的廢舊塑料包裝袋,一次性塑料快餐具。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),僅以一次性塑膠泡沫快餐盒為例,我國(guó)全年消耗量達(dá)4億至7億個(gè)。

    一、“白色污染”的現(xiàn)狀及其危害

    塑料包裝材料在世界市場(chǎng)中的增長(zhǎng)率高于其它包裝材料,19901995年塑料包裝材料的年平均增長(zhǎng)率為8.9%。

    我國(guó)是世界上十大塑料制品生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)之一。包裝用塑料的大部分以廢舊薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丟棄在環(huán)境中。這些廢舊塑料包裝物散落在市區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)、水體、道路兩側(cè),不僅影響景觀,造成“視覺污染”,而且因其難以降解對(duì)生態(tài)環(huán)境造成潛在危害。

    “白色污染”,的主要危害在于“視覺污染”,和“潛在危害”:

    (1)“視覺污染”。在城市、旅游區(qū)、水體和道路旁散落的廢舊塑料包裝物給人們的視覺帶來不良刺激,影響城市、風(fēng)景點(diǎn)的整體美感,破壞市容、景觀,由此造成“視覺污染”。

    (2)“潛在危害”。廢舊塑料包裝物進(jìn)入環(huán)境后,由于其很難降解,造成長(zhǎng)期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題。首先,廢舊塑料包裝物混在土壤中,影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分,將導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn);第二,拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物,被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入,導(dǎo)致動(dòng)物死亡(在動(dòng)物園、牧區(qū)和海洋中,此類情況已屢見不鮮);第三,混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理:填埋處理將會(huì)長(zhǎng)期占用土地,混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理,分揀出來的廢塑料也因無(wú)法保證質(zhì)量而很難回收利用。

    目前,人們反映強(qiáng)烈的主要是“視覺污染”問題,而對(duì)于廢舊塑料包裝物長(zhǎng)期的、深層次的“潛在危害”,大多數(shù)人還缺乏認(rèn)識(shí)。

    二、對(duì)于危害嚴(yán)重的白色污染,世界各國(guó)的態(tài)度如何

    世界各國(guó)已經(jīng)被難纏的“白色污染”困擾多年,對(duì)于抵制“白色污染”更是各出奇招。

    歐洲的很多國(guó)家的超市都采取出售一次性購(gòu)物袋的辦法控制購(gòu)物袋的使用量,事實(shí)證明,運(yùn)用經(jīng)濟(jì)杠桿應(yīng)對(duì)“白色污染”是個(gè)行之有效的辦法。

    立法禁止使用塑料袋是應(yīng)對(duì)“白色污染”的官方舉措。美國(guó)的舊金山市是美國(guó)第一個(gè)封殺塑料袋的城市。2007年3月27日,美國(guó)舊金山市議會(huì)通過一項(xiàng)法案,限令舊金山的超市、藥店等零售商分別在6個(gè)月和1年內(nèi)停止使用化工塑料袋。該法案規(guī)定,超市和藥店零售商只允許向顧客提供紙袋、布袋或以玉米副產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的可降解塑料袋,化工塑料袋被嚴(yán)格禁止。如果不想被罰款,商家就只能乖乖地放棄使用塑料袋。實(shí)施這項(xiàng)禁令后,每年將節(jié)省45萬(wàn)加侖的石油,也省卻了1400噸垃圾填埋的麻煩。

    韓國(guó)政府從1999年起要求全國(guó)商場(chǎng)超市不再免費(fèi)提供塑料袋和紙質(zhì)購(gòu)物袋。為推行和宣傳這項(xiàng)措施,韓國(guó)政府當(dāng)時(shí)在全國(guó)張貼了10萬(wàn)張宣傳畫,分發(fā)了20萬(wàn)份宣傳冊(cè)和6.5萬(wàn)個(gè)環(huán)保購(gòu)物袋。新加坡也從去年開始舉辦“自備購(gòu)物袋日”活動(dòng),每逢星期三,新加坡全國(guó)206家超市就會(huì)以非強(qiáng)制性的方式鼓勵(lì)消費(fèi)者少用塑料袋。

    世界上其它國(guó)家也醞釀出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī),遏制“白色污染”。法國(guó)將從2010年元旦起,在全國(guó)范圍內(nèi)禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亞環(huán)境、遺產(chǎn)和藝術(shù)部長(zhǎng)彼得·加勒特宣布,澳大利亞的超級(jí)市場(chǎng)將分階段停止使用塑料購(gòu)物袋,這項(xiàng)計(jì)劃將于2008年底前開始實(shí)施。

    在我國(guó),如何防治“白色污染”,保護(hù)好城市生態(tài)環(huán)境呢?有關(guān)專家提出以下防治措施:

    (1)將“白色污染”防治工作納入法制化軌道。目前,國(guó)家對(duì)此末專門立法,廣大群眾希望有關(guān)法規(guī)盡快出臺(tái)。

    (2)制定中長(zhǎng)期治理規(guī)劃。非降解塑料制品從城市生活中“退位”已是必然趨勢(shì)。這就要求人們應(yīng)當(dāng)有個(gè)緊迫觀念,為其做兩種準(zhǔn)備,一是找出路;二是制定時(shí)間表。有關(guān)部門要在根治污染、減經(jīng)污染、預(yù)防污染三個(gè)層次上規(guī)定任務(wù)、明確責(zé)任,使“白色污染”的治理有步驟、有目標(biāo)、有期限地穩(wěn)妥展開。

    (3)重視“白色污染”防治;的科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)。大力支持可降解型“綠色”替代產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、銷售和使用。

    (4)增強(qiáng)全民環(huán)境衛(wèi)生意識(shí),把“白色污染”防治作為“兩個(gè)文明”建設(shè)和綜合整治城市環(huán)境的重點(diǎn)內(nèi)容來抓。

    (5)狠抓污染源頭治理,實(shí)行減量化、無(wú)害:化和省資源化、再資源化原則。一方面要抑制:“白色污染”量,另一方面強(qiáng)調(diào)“白色垃圾”的回收利用。

    抵制“白色污染”的沖鋒號(hào)已經(jīng)在全球吹響,公眾、商家、政府一個(gè)都不能少。

    三、結(jié)語(yǔ)

    隨著白色污染問題的不斷惡化和人類對(duì)其環(huán)境的重視,消除白色污染愈來愈受到人們的重視。完全生物降解高分子材料由于其生產(chǎn)成本太高,用途難以進(jìn)一步擴(kuò)大,而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后,殘余的碎片并不能完全降解,其分解產(chǎn)物是否會(huì)造成二次污染尚不明確。如何解決目前的環(huán)境問題,筆者認(rèn)為首先應(yīng)強(qiáng)調(diào)廢舊塑料的回收、分類、加工,使有限的資源循環(huán)利用;其次是強(qiáng)調(diào)全民行動(dòng)起來,響應(yīng)號(hào)召,拒絕使用一次性塑料袋,改用溫馨可愛結(jié)實(shí)耐用可長(zhǎng)期使用的布袋。相信在不久的將來,白色污染物從我們身邊永遠(yuǎn)消失不見……

    參考文獻(xiàn):

    [1]長(zhǎng)安,當(dāng)代環(huán)境問題新特點(diǎn)[J].學(xué)科教育,1995,(06).

    [2]方世南,環(huán)境問題:全球共同面對(duì)的問題兼與《該怎樣談?wù)摗碍h(huán)境問題”》一文商榷[J].學(xué)術(shù)月刊,2002,(02).

可降解塑料分析范文第5篇

關(guān)鍵詞:聚丁二酸丁二醇酯(PBS);制備技術(shù);應(yīng)用前景;生物降解性;石油基產(chǎn)品 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

中圖分類號(hào):TQ323 文章編號(hào):1009-2374(2015)15-0048-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.024

1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)綜述

1.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)定義

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作為一種新型塑料材料,結(jié)構(gòu)是丁二酸與丁二醇經(jīng)常復(fù)分解反應(yīng)后形成的酯,分子式為:HO-[CO-(CH2)2-CO-O-(CH2)4-O]n-H,

具有生物降解性優(yōu)異、用途廣泛等特點(diǎn),常用于塑料包裝、食用餐具、農(nóng)用薄膜、醫(yī)用高分子材料等領(lǐng)域。與其他降解型塑料相比,PBS的成本低、性能良好,能非常好地與其他不同材料進(jìn)行有效聚合,因此其工業(yè)應(yīng)用前景非常廣闊,具有很好的市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

研究表明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以二元酸以及二元醇等化學(xué)物質(zhì)為主要原料,通過一系列化學(xué)反應(yīng)而合成。經(jīng)過多年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)與工業(yè)聲場(chǎng),PBS的加工性能已經(jīng)比較成熟,可在絕大多數(shù)塑料設(shè)備上開展任何形式、任何類型加工。此外,PBS也可以與碳酸鈣、淀粉等廉價(jià)填料共混,以此來以降低生產(chǎn)質(zhì)保成本。

1.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能

研究表明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)塑料除了具有普通塑料的性能外,同時(shí)還具有透明性好、光澤度強(qiáng)以及印刷性能好等多種特點(diǎn),是目前被公認(rèn)為最有前景的綠色環(huán)保型高分子材料。具體來說,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面:

1.2.1 良好的加工性。工業(yè)研究與應(yīng)用顯示,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有良好的加工性能,加工溫度比較高,一般在150℃~200℃之間??稍诙喾N常用的塑料加工設(shè)備上開展注塑、擠出以及吹塑等各類成型加工,是學(xué)術(shù)界與工業(yè)加工行業(yè)公認(rèn)的加工性能最好的材料。此外,該型材料還可以與碳酸鈣、淀粉等其他物質(zhì)進(jìn)行混合,降低生產(chǎn)、使用成本。

1.2.2 良好的耐熱性。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的耐熱性也非常優(yōu)異,多年的實(shí)驗(yàn)與工業(yè)研究表明,聚丁二酸丁二醇酯在各類塑料中的耐熱性能最出色,能非常好地滿足工業(yè)對(duì)塑料用品耐熱性的需求,從而廣泛應(yīng)用于冷熱飲包裝和餐盒等塑料材料。

1.2.3 低降解性與化學(xué)性能穩(wěn)定性。降解是與形成相反的化學(xué)反應(yīng),是指大分子化合物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)回歸到小分子化學(xué)的過程?;瘜W(xué)穩(wěn)定性是指材料對(duì)來自外在因素腐蝕的抵抗能力。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的化學(xué)穩(wěn)定性非常好,只有在化肥、土壤、水以及其他外在因素的環(huán)境下,緩慢的被微生物和動(dòng)植物體內(nèi)的催化酶分解,最終分解成二氧化碳和水。

1.2.4 良好的力學(xué)性能。與其他多種塑料相比,PBS具有更為優(yōu)異的力學(xué)性,具有各類通用樹脂的力學(xué)性能。

1.3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的應(yīng)用

由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的上述性能,使它具有非常廣的應(yīng)用范圍。

1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)廣泛應(yīng)用于包裝領(lǐng)域,主要有包裝垃圾袋、食品袋、各種冷熱飲瓶子、農(nóng)用薄膜、種植器具與植被網(wǎng)等。

1.3.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)廣泛用于各類日化用品。一般來說,日化用品對(duì)塑料制品的機(jī)械強(qiáng)度的要求比較嚴(yán)格,所以需要在PBS中添加滑石粉、碳酸鈣等,滿足日化用品的使用需求。

1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有生物相容性與可降解性等特點(diǎn),從而廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè),如用于人造軟骨、手術(shù)縫合線、手術(shù)支架等醫(yī)用設(shè)備。

2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)應(yīng)用的合成工藝

化學(xué)合成法在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)合成中的應(yīng)用最廣泛,主要有溶液縮聚法、熔融縮聚法、擴(kuò)鏈法、酯交換聚合法等。此外,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)也可采用生物發(fā)酵法進(jìn)行合成,但其成本較高,應(yīng)用范圍不廣。

2.1 溶液聚合法

溶液聚合法的具體原理如下:在一定溫度與催化劑條件下,使丁二酸與丁二醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),完成二者的酯化反應(yīng),在反應(yīng)過程中使用不同的溶劑,減少反應(yīng)生成的水分,然后在高溫條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)。

一般來說,如果不能及時(shí)分離溶液聚合反映產(chǎn)生的水分,將會(huì)給PBS的聚合反應(yīng)帶來不利影響。因此,有學(xué)者對(duì)溶液縮聚法進(jìn)行了提升與改進(jìn),以十氫萘為溶劑,以二元酸和二元醇為原料,在合適的溫度與催化加條件下發(fā)生聚合反應(yīng),并用油水分離器取代傳統(tǒng)水分離方法。該種方法適用于工業(yè)對(duì)塑料的大規(guī)模生產(chǎn)。

2.2 熔融縮聚法

熔融縮聚法將合成PBS的過程分成酯化階段和縮聚階段兩部分。具體步驟為:在較低的溫度條件下,以丁二酸和丁二醇為化學(xué)反應(yīng)原料,進(jìn)行熔融酯化反應(yīng),然后在真空、高溫條件下完成縮聚反應(yīng)。

該方法對(duì)催化劑的要求比較高,催化劑能直接影響PBS分子量的大小。學(xué)者在35℃與31.99kPa的條件下,以三氟甲烷磺酸鈧和三氟甲基磺酰亞胺為催化劑完成聚合反應(yīng),取得了較好的效果。

但是,通過傳統(tǒng)合成工藝聚合得到的PBS分子量相對(duì)較低,限制了PBS的合成效果與應(yīng)用范圍。因此,學(xué)者又進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)了PBS的合成工藝,將縮聚反應(yīng)分為預(yù)縮聚和真空縮聚兩步,從而進(jìn)一步提高了PBS聚合的效果與效率。

2.3 擴(kuò)鏈法

擴(kuò)鏈劑是一種分子量相對(duì)較低的雙官能團(tuán)化合物,易同高分子聚合物鏈的末端基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可增加聚合物的相對(duì)分子量,進(jìn)一步加快聚合反應(yīng)。

使用擴(kuò)鏈劑后的擴(kuò)鏈法可使聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的力學(xué)性能大幅提高,研究結(jié)果顯示使用擴(kuò)鏈法后的PBS的力學(xué)性能有所善、特性黏度有所增強(qiáng)、生物降解性也有所改善。

此外,使用擴(kuò)鏈劑后的擴(kuò)鏈法還可提高PBS的分子量,研究表明:采用該法后的PBS的分子量成倍增加,熱穩(wěn)定性也有所提高,但該擴(kuò)鏈反應(yīng)法所需的時(shí)間較長(zhǎng),反應(yīng)條件也較為苛刻,因而使用范圍較小。

2.4 酯交換法

在高溫、高真空以及催化劑的作用下,使等量的二元醇和二元酸二甲酯進(jìn)行酯交換,完成聚合反映,從而得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。由于酯交換法中未使用溶劑,而且參加反應(yīng)的二元醇可通過水溶劑或加熱等簡(jiǎn)單操作除去,最終得到的PBS雜質(zhì)含量較低。

3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的改進(jìn)

為進(jìn)一步提高聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能,許多學(xué)者開展了大量的針對(duì)PBS的改進(jìn)性分析與研究,在不斷提高PBS各類常用性能與特點(diǎn)的同時(shí),也有效地提高了生物相容性和生物降解性特性,具體改進(jìn)方法分為共聚改進(jìn)方法和共混改進(jìn)方法兩種。

在實(shí)施共聚改進(jìn)方法時(shí),把芳香族類聚酯添加到PBS制備之中,能明顯提高其既有的物理性能與力學(xué)性能。研究表明,將芳香基團(tuán)連接在PBS側(cè)鏈上,能使PBS的斷裂明顯伸長(zhǎng)、撕裂度明顯降低、生物降解性明顯加強(qiáng)。把脂肪族組分添加到PBS的制備過程中,可有效改善PBS的脆性,提高其生物降解性等。

4 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

PBS是降解能力非常強(qiáng)的化學(xué)聚合物,在自然條件下,可完成分解,且其分解產(chǎn)物是對(duì)自然環(huán)境沒任何污染與破壞的水和二氧化碳。因此,大力發(fā)展與推廣PBS及其相關(guān)產(chǎn)業(yè),是有效降低塑料產(chǎn)量、環(huán)減環(huán)境污染的重要途徑之一。

4.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的應(yīng)用

以PBS作為主要的原料,可制造出化學(xué)性能與物理性能都非常優(yōu)良的復(fù)合纖維。此外,將帶有金屬離子的陶瓷材料與PBS纖維混合,能制造出抗菌性能非常好的纖維材料。研究還表明PBS在人體內(nèi)部的適應(yīng)性非常好,在人體內(nèi)可以被完全分解和吸收,且?guī)缀醪划a(chǎn)生副作用。因此,PBS也廣泛應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)縫合線等。

4.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

近年來,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家越來越重視PBS可降解塑料的研究與應(yīng)用,投入大量的人力與物力,加大研發(fā)力度,從而明顯加快了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的步伐。研究表明,生物降解性塑料的需求呈幾何指數(shù)增長(zhǎng)率,預(yù)計(jì)歐洲2015年消費(fèi)量將超過100萬(wàn)噸。

20世紀(jì)末,日本的高科技公司以異氰酸酯為擴(kuò)鏈劑,對(duì)傳統(tǒng)縮聚合成得到、分子量相對(duì)較低的PBS開展改進(jìn),成功實(shí)現(xiàn)了相對(duì)分子量為200000的PBS聚合,極大地?cái)U(kuò)展了PBS的應(yīng)用范圍、加快了市場(chǎng)化應(yīng)用步伐。

在國(guó)內(nèi),中科院下屬的研究所自主研發(fā)了特種納米微孔載體材料復(fù)合高效催化體系,實(shí)現(xiàn)了對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量超過200000的PBS的聚合合成,并與相關(guān)公司簽署協(xié)議,合資組建分子材料公司,建設(shè)世界最大規(guī)模的PBS生產(chǎn)線,成功實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,這標(biāo)志著中國(guó)生物降解塑料產(chǎn)業(yè)開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的新紀(jì)元。此外,由于PBS具有優(yōu)異的性能,中科院在常用塑料加工設(shè)備上對(duì)PBS及其相關(guān)產(chǎn)品開展再加工與再成型研究,從而制備出加工性能更加優(yōu)異、工業(yè)用途更加廣泛的PBS材料,且該材料對(duì)設(shè)備和工藝的要求進(jìn)一步降低。

PBS生物降解性聚酯作為塑料家族的品種之一,因其良好的性能特征與低污染性,正以很快的速度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;l(fā)展。目前已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用推廣階段,隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境污染的日益關(guān)注以及對(duì)降解塑料的不斷需求量,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模必定將進(jìn)一步擴(kuò)大。與此同時(shí),發(fā)酵法生產(chǎn)丁二酸已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展,技術(shù)也已成熟,為大規(guī)模生產(chǎn)與發(fā)展PBS提供來源保障,使PBS變成真正的綠色塑料,且其成本也將進(jìn)一步降低,產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域還會(huì)不斷擴(kuò)大。

5 結(jié)語(yǔ)

目前,雖然PBS作為一類新型的生物降解材料,且國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界與工業(yè)領(lǐng)域?qū)ζ涞难芯颗c應(yīng)用逐漸增加,但其在很多領(lǐng)域的研究存在局限與不足。不同學(xué)者的觀點(diǎn)仍存在一定的分歧。本文認(rèn)為,隨著理論研究與實(shí)踐應(yīng)用的進(jìn)一步深入與成熟,PBS的綜合性能將會(huì)不斷提高、成本與價(jià)格也將不斷降低,并逐漸取代傳統(tǒng)塑料,進(jìn)一步降低對(duì)環(huán)境的污染與危害,從而真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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