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三大类可降解塑料的发展前景!
时间:2020.10.10
责任编辑:Auguste
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随着环保意识的提高,走健康生态的可持续发展之路成为包装行业的不二选择,作为应用最多的塑料包装 材料,可降解成为一种趋势。

根据相应原理的不同,可降解塑料材料分为以下三类: 生物降解塑料、光降解塑料和其他降解塑料

生物降解塑料包装材料

生物降解材料是指可以由自然界的微生物如细菌、真 菌等与藻类进行相互作用从而使材料得到降解的材料。该材料基本能被环境的微生物完全分解,分解后变为二氧化碳和水或者甲烷和水。生物降解包装材料经降解后产物可以参与自然界中的碳氮循环,碳氮元素不仅可以构成生物的基本骨架,而且可以通过自身生物化学反应实现生物的新陈代谢。因此,生物降解塑料包装材料是一种环境友好型材料。

光降解塑料包装材料

光降解塑料包装材料是指在光的作用下会自动降解 的材料。反应机理为塑料会吸收阳光中的紫外线,会导致键能减小,使聚合物长链发生断裂,大分子变为小分子,小分子还会继续发生氧化反应,自由基会发生断链,小分子碎片被空气彻底氧化。光降解塑料分共聚型和添加型。共聚型塑料是用一氧化碳或其他烯烃等单体共聚形成的塑料。

利用聚合物链上的类似羰基的发色基团和一些弱键,使其在光照条件下存在更不稳定,从而实现光降解。添加型则是在普通的塑料中加入二苯甲酮等对光敏感的光敏剂,使其能吸收波长为 300nm 的光,促进分子之间脱氢,不断降低分子量,最终达到完全降解的目的。光降解塑料得以降解的必要条件是有光照即紫外线充足,当光照或紫外线不足时材料难以降解,其反应条件较为苛刻。

其他可降解塑料

随着社会的发展,医疗卫生成了热点话题。医疗垃圾 的处理也越来越被重视。在其中添加吸水性物质,当医疗废弃物使用完毕后丢入水中,它会完全溶解在水中,常见的医用手套就是用这种方式处理的。

本质阻燃高分子材料的发展前景

现阶段我国制备阻燃高分子材料主要方法为,通过对 物理机械的方法进行使用,将阻燃剂加入,确保实现高分子材料阻燃的目的,虽然我国所使用的这种方法十分的方便,但是在制备的实际过程中仍然存在较多的问题,例如阻燃剂的投加量较大。而且在高分子材料中对阻燃剂进行加入,能够直接对基体聚合物的机械性能、理化性能造成极其严重的影响,尤其是加工性能、电学、力学等。

同时在材料中阻燃剂的稳定性较差,导致在对其进行使用的过程中,极其容易发生流失,不仅会对环境造成污染,也会对资源进行严重的浪费。

并且由于溴、氯系的阻燃剂具有较高的阻燃性,不断对其进行广泛的应用,但是经过相关的研究充分的表明,溴系阻燃剂在阻燃的过程中,会产生大量的有毒气体,不仅会对环境与人们的生命安全造成极其严重的威胁,也会对被阻燃的基体材料的抗紫外线的能力进行大幅度的降低,从而促使人们越来越重视其所引发的问题

因此为确保对其存在的不足进行有效的弥补,相关的研究者通过对化学反应手段进行使用,能够成功法合成一系列自身具有较高阻燃性能的新型高分子材料。一方面,对具有活泼原作的阻燃剂与聚合物进行选择,通过对重排或者缩聚进行使用,开始制备阻燃高聚物。另一方面,对具有阻燃性能的原子进行选择,对新型的本征阻燃高分子材料进行直接的合成。

针对目前可降解塑料包装材料存在的问题,未来研究 过程应特别关注以下几个角度:

降低生产成本

成本问题一直是产品能否大规模应用于市场的重要指 ,在未来研究过程中,我们可以通过提高廉价原料的比例来降低可降解塑料包装材料的成本,以及通过优化改良工艺来降低可降解塑料包装材料生产过程中的成本。从源头和生产过程两个方面来降低成本。

提高降解效果

光 - 生物可降解塑料具有光降解塑料和生物降解塑 料的双重性能,相对比于光降解塑料,它不受光强及紫外线的限制;和生物降解塑料相比,它的工艺过程又简单很多。科研人员在其中加入两种诱发剂使之具有优异的性能。即生物降解剂淀粉与诱发光化学反应的可控光降解光敏剂,还有一些助降解剂。

其中可控光降解的光敏剂在规定的诱导期之前较为稳定,不使塑料降解,具有理想的可控光分解曲线。在诱导期内塑料的力学性能保持在 80% 以上,达到使用期后,力学性能迅速下降。还可以通过调整浓度比,使塑料定时分解成碎片,再在自动氧化剂和微生物对淀粉的共同作用下,此种材料将很快被分解

研究新型的助剂产品

不断摸索提高可降解塑料包装材料的成分配比,使之 更科学,通过助剂的添加,使之性能得到提高。例如通过添加稳定剂来提高光降解塑料包装材料的稳定性,使之受外界环境影响变小,在光强或紫外线稍弱的条件下也能进行降解。

尽管科研人员对于可降解塑料包装的研究已达到一个 高度,但是现阶段仍存在以下问题:

成本问题

相比较于普通塑料,可降解塑料往往添加某些化学物 质使之遇光遇水得以降解,从设计到应用的每一步都增加了塑料的成本。受环保意识及消费习惯的影响,高成本的可降解塑料目前还是难以普及。

性能问题

可降解塑料包装材料受其可降解的约束,使用性能在 一定程度上远低于普通塑料。例如在超市购物后,我们对塑料袋的承重性有一定要求,而承重性能差恰恰是可降解塑料的普遍缺陷。可降解塑料往往还有透明度低的特点,这在一定程度上也限制住了它的应用范围。消费者在实际选择的过程中,往往更注重其使用性能而少关注使用完毕之后的处理问题。

标准问题

目前市场上很多塑料包装袋上都注明“可降解”字样。 而究竟什么是可降解材料?该如何科学准确的定义它?可降解的时间限制又是多久?在最终消费者使用之前它又会不会被提前降解从而影响原本包装物的使用性能呢?由于这一系列的问题始终没有一个科学客观的定义,对于可降解塑料包装材料的标准也就有很多种。

技术问题

以光降解塑料包装材料为例,在实际过程中,光照属 不可控因素。当材料被填埋到土里的时候就不可降解了,其区别于普通塑料的性能便无法显示。在产品到达消费者之前,如果在运输过程中经历强光照,包装分解,会对内容为产生影响。以上因素导致光降解塑料包装材料整体的性能并不高,最重要的是,我们研究此种材料的初衷是保护环境,而对于光降解后的产物对环境有无危害,我们尚不明确。

随着“禁塑令”的推行,新能源汽车的发展,5G 通讯兴起和共享经济推行,对材料的强度、耐温、耐候、低介电性能等性能要求提升,高标准要求的塑料材料应用需求快速增长,差异化的高端改性塑料将迎来发展的春天。

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