微生物降解塑料及全生物降解塑料
时间:2006-08-02
微生物降解塑料
目前，国际上工业发达的国家早已盛行对由微生物生成的聚羟基直链烷酸酯的研究和开发。
其中特别是聚羟基丁酸酯(PHB)有产量高和成型加工容易等优点。但因结晶度过高，脆而易碎，不能实际应用。后采用热处理法控制其结晶结构和非结晶结构，从而制得有优异力学性能的PHB材料。另外英国的 ICI 公司开发出 PHB 与聚羟基戊酸酯(PHV)共聚的称作 BIOPOL的产品，以制造洗发液容器和一次性剃刀等物。后又利用以乳酸菌的发酵产物——乳酸化学合成L－乳酸(PLA)，可制成薄膜和纤维，因在人体内部具有水分解性能，故可用于医疗领域。继而又开发了一种乳酸与聚乙醇酸交酯的共聚物，已广泛用作手术缝线。如交酯类与内酯类的共聚物的多种乳酸共聚物也兼具水分解和生物降解性能，但也存在易水解，使贮存时间缩短的缺点。此外，由于微生物的水溶性多糖，在含水5%－10%，加热和100KG／cm2加压下可制得生物降解塑料。再有，正在研制由细菌生产的纤维素和聚谷氨酸以用作功能性材料。另外，业已制得3－羟基丁酸酯与4－羟基丁酸酯共聚物 P(3HB－4HB)。随着4－羟基丁酸酯单元的增加，共聚物由结晶性的硬塑料向富有弹性的橡胶态过渡，且兼具良好的热稳定性，可加工成透明的薄膜和强度很高的纤维。
全生物降解塑料
(一)肇庆市华芳降解塑料有限公司自行研究，另辟技术路线，走生物降解的路子，已在生物降解塑料的开发上取得重大的技术突破。该全生物降解塑料不同于降解率只有10%～30%的可降解塑料，也不是塑料母料，而是能设定降解时间，100%降解的，有市场竞争力，能完全替代塑料的产品。其使用的主要原料是可再生资源，即淀粉、聚乙烯醇(PVA)和甘油复合助剂等。
由国家塑料制品质量监督检验中心、聚合物成型装备国家工程研究中心、华南理工大学聚合物加工工程教育部重点实验分析中心出具的检测报告显示，全生物降解塑料系列已达到国内外领先水平。主要技术指标为：28天生物降解率≥66.6%(国家标准为≥10%、国际标准为≥15%)，薄膜纵横向强度〉30Mpa、断裂伸长〉600%，角撕裂强度为54.8KN／m－84.7KN／m，分别比世界上最好的意大利Mater－Bi公司产品同项指标高出一倍以上。粒料生产成本仅为9500元／吨左右，是目前PE 粒料的 90%。
目前，全生物降解塑料已完成了产品中试，并应用拥有国际专利的电磁动态(比一般设备节电30%－50%)制粒设备和通用型吹膜设备，完成了工业化生产的调试。
据专家介绍，华芳公司研制的完全生物降解塑料使用的主要原料完全立足国内的可再生资源，即由玉米、土豆、木薯中得到的淀粉占60%；由石灰岩、焦炭中得到的聚乙烯醇(PVA)占 20%；由动植物中得到的甘油占 15%；以及技术核心增塑剂、湿强剂，占5%共混组成。专家说，用这些原料制成的完全生物降解塑料在生产过程以及废弃后，均不会造成环境污染，产品最终变成了多种生物群，二氧化碳和水，回归自然。“全生物降解塑料产品”使用的原料都是来源十自然资源，因而产品全部能够降解，对环境不但没有任何破坏作用，还能够改良土壤条件，有利于各种植物的生长。
全降解塑料产品不是塑料母料，也不是添加剂，而是直接生产各种类型全生物降解塑料的终端产品。并且可以按照生产生活需要，通过调整配方结构，使产品的降解时间按需要进行控制，像地膜可以安排在3 年左右降解，购物袋可设计为废弃以后两个月降解，各种包装物、一次性器皿 8 个月降解等等。
据了解，华芳公司在推动上游产业满足供给的前提下，正在探讨和进行以省市为区域的项目投资合作。一般规模可投资 5000 万元，形成年产5 万吨粒料能力。目前这种粒料市场竞争价为13000元／吨。可供生产各种包装膜、农用地膜、一次性餐具、农副产品包装器具、各种农用一次性使用的器皿等。
(二)福建省绿环投资发展有限公司研制出淀粉基生物全降解包装新技术材料及制品，其质地细腻、色泽好、隔热性能好、强度高且有韧性、可完全生物降解、无毒无害、成本低廉、附加值高、使用后回收有利用价值。淀粉基生物全降解包装及制品是以农业可再生资源天然高分子淀粉为基料(淀粉主要来自于玉米、薯类等农作物)，以微生物发酵生产的生物全降解包装，彻底避免了发泡塑料餐具和包装物对环境造成的白色污染。
(三)全生物降解塑料在国际产品方面已有四大品牌：美国的 NOVON、意大利的 Mater－Bi、英国的 BIOPODT 和日本的BIONOLE，而从产品的力学性能、降解性能、生产工艺及规模等因素考虑，真正形成工业化生产的只有意大利的 Mater－Bi。而MATER－Bi 的不足之处是不能在0℃～50℃以外，相对湿度在 30℃～80℃以外的低温、高温及高湿的环境中使用。同时Mater－Bi 产品的价格高达 7000 多美元／吨，因而产品很难在世界范围内推广应用。
我国的全生物降解塑料关键技术的先进性表现在克服了世界著名的意大利 Mater－Bi产品在耐候、耐湿及膜在高淀粉含量的情况下，干、湿强度不高的缺点，使用了补强剂、湿强剂及耐寒剂以扩大产品的应用范围。
时至今日，面对无回收价值的废弃塑料污染环境问题，世界上还没有一家企业能够提供一种有效耐用可被市场接受的降解塑料。
