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生物降解材料發(fā)展面臨的問(wèn)題

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外可生物降解材料得到了很快地發(fā)展.尤其是一次性使用材料制品,如可降解食品包裝袋、飲料瓶、農(nóng)用薄膜等已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn).但是目前可生物降解材料地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用還存在以下地一些問(wèn)題：

1、市場(chǎng)應(yīng)用.由于生產(chǎn)可降解材料地成本偏高,造成其在市場(chǎng)中價(jià)格偏高,這樣就給可降解材料廣造成了很大地影響.

2、技術(shù)與工藝.與傳統(tǒng)塑料相比,可降解材料存在抗水性差、力學(xué)性能差和加工性能差地問(wèn)題,很難滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求.另外,降解材料準(zhǔn)確地降解時(shí)控性,用后快速降解性、徹底降解性以及邊角料地回收利用技術(shù)等還有待進(jìn)一步提高和完善.

3、降解材料準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法.對(duì)生物降解材料,世界上尚沒(méi)有統(tǒng)一地實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法,識(shí)別標(biāo)志和產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù),致使缺乏正確統(tǒng)一地認(rèn)識(shí)和確切地評(píng)價(jià),產(chǎn)品市場(chǎng)比較混亂,真假難辯.

隨著原料生產(chǎn)和制品加工技術(shù)地進(jìn)步,可生物降解材料備受關(guān)注,成為可持續(xù)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展地焦點(diǎn).無(wú)論是從能源替代、二氧化碳減少,還是從環(huán)境保護(hù)以及解決“三農(nóng)”問(wèn)題上,都具有重要意義.目前我國(guó)生物降解材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域,在自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、型產(chǎn)品等方面地研發(fā)能力、投入量等方面均有待提高,生物降解材料地回收處理系統(tǒng)還有待完善.

“限塑令”到來(lái)，可降解塑料的時(shí)代

2020年我國(guó)加強(qiáng)了塑料污染的治理力度，先后發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》和《關(guān)于扎實(shí)推進(jìn)塑料污染治理工作的通知》等，明確到今年年底在直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市等地的商超、書店等場(chǎng)所禁止使用不可降解塑料袋、不可降解一次性塑料吸管、不可降解一次性塑料餐具。

因此，可降解塑料成為了大家為關(guān)注的一種取代方式。可降解塑料指在特定情景下或自然環(huán)境中完全降解為環(huán)境無(wú)害物。作為一種新型的高分子材料，可降解塑料包括很多種類型，技術(shù)路線也在不斷發(fā)展中。

從原料看，可降解塑料既可以來(lái)自于石化原料，也可以來(lái)自于生物質(zhì)降解、光降解、氧化降解等。從降解機(jī)理看，可降解塑料包括生物降解、光降解、氧化降解等。從降解效果看，又可分為“全”降解和“部分”降解。

這么多種可降解塑料，哪一種才是消費(fèi)者可以選擇使用的呢？當(dāng)然是選擇“全”降解，因?yàn)槠浣到猱a(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)害。目前，市場(chǎng)上技術(shù)路線較為成熟、產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)較好、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體系較為完備的主要是全生物降解料，其中有PLA，PBAT，PHA等品種。

PBAT的產(chǎn)地介紹

PBAT是降解聚酯的另一種常見(jiàn)產(chǎn)品，目前業(yè)內(nèi)一般將其歸屬PBS的同系列產(chǎn)品。PBAT是脂肪族-芳香族共聚酯，結(jié)晶率低，分子鏈有柔性的脂肪鏈和剛性的芳環(huán)，具有優(yōu)良的力學(xué)性能。而且由于脂肪族酯鍵的存在，同時(shí)具有良好的生物可降解性，可自然降解。

PBAT可由己二酸（AA）、對(duì)苯二甲酸（PTA）和1,4-丁2醇（BDO），在催化劑的作用下直接酯化后熔融縮聚而成。直接酯化法工藝合理、流程短、生產(chǎn)效率快、投資少、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。開(kāi)發(fā)有效綠色催化劑，提高產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量是工業(yè)合成PBAT的重點(diǎn)方向。國(guó)際上早實(shí)現(xiàn)了PBAT產(chǎn)業(yè)化的是德國(guó)巴斯夫的Ecoflex。在國(guó)內(nèi)，一般企業(yè)都進(jìn)行了脂肪族降解聚酯的柔性設(shè)計(jì)，PBS、PBAT、PBST及PBSA等PBS同系列聚酯和共聚酯可以在一條生產(chǎn)線進(jìn)行切換生產(chǎn)。

PBAT具有十分優(yōu)異的成膜性能，廣泛用于地膜、膜袋包裝等領(lǐng)域，是目前發(fā)展快、應(yīng)用廣泛的降解塑料品種之一。

PBS降解機(jī)理

材料降解就是指在保質(zhì)期內(nèi)材料特性不會(huì)改變，而應(yīng)用后在一定自然環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)下可以被降解。其全過(guò)程是材料被病菌，菌等功效消化的全過(guò)程，大概能夠分成二步：（1）微生物向身體之外代謝水解酶，和材料表面融合，根據(jù)水解斷開(kāi)高分子材料鏈，轉(zhuǎn)化成分子量低于500g/mol下列的小分子量的化學(xué)物質(zhì)。（2）降解的生產(chǎn)制造物被微生物攝取身體，歷經(jīng)諸多的新陳代謝線路，生成為微生物身體所需化學(xué)物質(zhì)或轉(zhuǎn)換為微生物主題活動(dòng)的動(dòng)能，后都是會(huì)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。