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廖栩烽(浙江省台州市椒江区，浙江台州318000)
摘要：传统塑料在使用过程中，由于高需求、降解速度慢而产生一系列环境问题。可降解塑料的出现，为解决这些问题提供了新的发展方向。本文阐述了可降解塑料的基本原理及其分类，列举了光降解塑料、生物降解塑料和光-生物降解塑料，详细介绍了其降解原理、制备方法及各自在实际应用领域中的优缺点，并概括介绍了新出现的新型可降解塑料。但由于其制备技术不够完善，实际产品应用范围狭窄，希望在以后的研究过程中，能尽量简化制作工艺，降低制作成本，减少副反应以提高产量，在各个领域能够得到更加广泛的利用。
关键词：可降解塑料；可降解塑料应用；环境保护；新型可降解塑料
随着科技的飞速进步，环境问题日益突显，特别是由塑料引发的“白污染”问题。塑料存在于我们生活中的方方面面，从食品药品到日常用具，从最普通的农业到最高端的信息产业，都对塑料有着高需求。比如在汽车工业中，2000年平均制造每辆车消耗105kg 的塑料，占全车重量的8%-12%。如奥迪A2型轿车，全车用料的24.6%都为塑料，重达220kg 。发达国家的车用塑料已经占到其塑料总消耗量的7%-11%，预计将达
10%-11%[1]。
塑料，或者说是合成树脂，是由化学单体聚合而成的一种
有机高分子化合物。但普通塑料的降解时间通常在几年到十几年不等，甚至更久。在燃烧处理时，它会产生甲苯、氯化氢等有毒气体。而塑料的生产需要石油，容易老化，这无疑大大地增加了资源的消耗与浪费。科学家们纷纷展开研究，探究如何在尽可能保持塑料性能的前提下，缩短其降解时间从而减少对环境的影响。可降解塑料开始进入人们的视线。所谓可降解塑料，就是指通过某些方法，在不改变其功能的条件下降低原本塑料的稳定性，使其几乎能够在自然环境中被完全降解的塑料。可降解塑料以其降解速度快、污染小而受到人们的青睐。本文就此浅谈可降解塑料的研究进展。
1可降解塑料类型
1.1光降解塑料
光降解塑料是指能在光照下被自然分解的塑料制品。这种塑料可以吸收紫外线，导致键能减弱，因此聚合物长链分裂为小分子碎片，聚合物的完整性遭到破坏。碎片再在空气中进一步被氧化，发生自由基断链反应，最后被彻底氧化。
光降解塑料主要分共聚型和添加型两种。共聚型塑料是用一氧化碳、乙烯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基团和一些弱键，可以降低其在光照下的稳定性，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、对苯醌等光敏剂，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。
该技术在20世纪八十年代已趋于成熟。但不论是共聚型还是添加型的光降解塑料，其降解条件都较为苛刻，受环境因素影响较大，如被埋入土中或紫外线照射不足时，反应就会停止。该塑料的降解性能受某些地区限制，无法得到较为广泛的应用。
1.2生物可降解塑料
生物可降解塑料是指能被自然界中的细菌、真菌、藻类等微生物作用而近乎完全分解的一类塑料，参与自然界的碳素循环，分为破坏性生物降解塑料和完全生物降解塑料。在破坏性生物降解塑料的制备过程中，常以淀粉改性（或填充）聚乙烯（PE ）、聚丙烯（PP ）、聚氯乙烯（PVC ）等普通塑料制品，如淀粉基塑料、纤维素基塑料和蛋白质基塑料等。完全生物降解塑料主要是由天然高分子（淀粉、纤维
素、甲壳质等）或农副产品经微生物发酵后具有生物降解性的塑料制品。脂肪族聚酯、聚乳酸等均属此种塑料。该种塑料能被微生物完全降解，又因添加了淀粉、聚乙烯醇（PVA ）等具有好相容性的物质，使其性能接近甚至超过普通塑料。
生物可降解塑料能被环境降解，达到了人们的期望。这两类塑料在降解后都不会对环境造成严重的污染，完全性生物可降解塑料的生产不需要石油，降解更彻底。
1.3光-生物可降解塑料
光-生物可降解塑料是一种复合塑料，制备过程结合了上述两种塑料的工艺，在克服光降解塑料受光限制的问题的同时，也简化了生物降解塑料的生产工艺，近年来发展较快。这种塑料双降解的能力，关键在于它的整体材料中加有两种诱发剂，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或被人称之为“定时器”的复配光敏剂，以及自动氧化剂等助降解剂。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
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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[2]。
2可降解塑料的应用
2.1在农业领域的应用
塑料在农业领域中应用最广泛的是地膜。农用地膜可保温、保湿，维持土壤肥力，减少杂草的生长，避免虫害的发生及保持土壤的疏松性与二氧化碳的保持率。作为覆盖于地表的塑料，如果不及时处理或处理不当，很可能会使土壤板结，不利于作物的生长。而生物降解塑料则能近乎完美地解决这个问题。它能在被废弃后很快地被土壤中的微生物所降解，污染程度极小。例如羰基结构的PE 和PVC 、Ecolyte 树脂、Plastigone 树脂和LC 系列树脂等制成的光降解塑料地膜，最后能在土壤中降解成不易造成污染的二氧化碳和水。还可根据农作物培育和生长期的需要，生产出受控于时间的光降解塑料[3]。
2.2在医疗领域的应用
在医疗领域，塑料制品的应用也越来越广。平时所见的针管，针筒等物均为塑料制品，其使用量与废弃量较大。可降解塑料的出现大大缓解了由此带来的环境压力。例如聚乳酸（PLA ），作为医疗用塑料具有以下几点优点：1.加工性能优异，能用普通设备进行挤出、注射、拉伸、纺丝、吹塑等生产工艺；2.具有良好的热稳定性，如CPLA （牌号）加工温度可达200℃；3.具有良好的耐溶剂性，如CPLA，不溶于醇类、脂肪、烃类、食用油、机械油等；4.PLA 使用后，可被自然降解或进行燃烧处理，CPLA 在3-6个月后就可被降解为小分子，6-12个月后即可完全降解，燃烧时不产生有毒气体；5.PLA 是热塑性塑料，可用传统的成型工艺加工；6.采用光学纯度98%以上的聚合级乳酸，经二聚体开环聚合即可制得左旋PLA ；7.PLA 结晶性和刚性都比较高，因此在制备时，可用定向拉伸以增强其强度，是PE 薄膜的数倍，弹性与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）相当；8.在温度100℃下，其形状也不易发生变化。因此，PLA 在药品缓释控制材料、骨科用固定材料、手术缝合线、眼科材料等方面已得到实际的应用[4]。
2.3在食品包装领域的应用
食品包装材料数量大、使用频率高、分布广泛，使用后处理要更谨慎。所以人们对于食品包装的要求是无毒害，易降解的塑料制品。传统塑料虽说较为耐用，但不能在短时间内被分解，容易残留在环境中，造成严重的环境问题如“白污染”。目前，以淀粉基生物降解塑料和PLA 、磷酸盐缓冲液（PBS ）为主的可降解塑料已在食品包装领域得到广泛应用。
3新型可降解塑料
随着科技发展，人们对于可降解塑料的要求越来越高。不仅仅是对于其性能，还有它独特的应用领域。
英国一家公司研制出一种“寿命”可预先控制的新型可降解塑料。它通过添加一种特殊的降解剂，使该塑料寿命短则60天，长则可达5-6年。且该添加剂为无害有机物，所占比例小，不会影响塑料本身的性能。德国研究人员在一种溶剂中溶解了聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯并将其涂抹在相机镜头上，再除去其中的聚苯乙烯，留下了许多直径为100mm 的毛孔，增加了8%以上的透光率，明显提高了照片清晰度。美国麻省理工学院的专家还利用氮气的超临界液取代传统发泡剂，制得了超微孔新型泡沫塑料，比同等密度的普通塑料更加坚韧、牢固，用途更加广泛[5]。
汽车机油的作用4结论与展望
可降解塑料作为一种环境友好型的材料，能够通过其在制备过程中的工艺，使其在自然环境中易被光、生物等因素分解为对环境无害的小分子或是完全降解。可降解塑料可分为光降解塑料、生物可降解塑料和光-生物可降解塑料。它们的降解原理不同，其中光-生物可降解塑料综合了光降解和生物降解的机理，可以克服单一降解塑料的缺点。可降解塑料在农业、医疗、食品包装领域等都有着广泛的应用，新型的可降解塑料也在不断发展。由此看来，可降解塑料在各方面都有其得以施展身手的地方。
至今可降解塑料仍旧未能得到十分广泛的应用，其中一个弱点在于它的制备工艺还未得到彻底地简化，生产成本依旧较高，其降解能力对于环境的保护也未能得到充分的认可。但可降解塑料在缓解普通塑料
的环境压力方面依旧有着不可忽视的作用。因此可降解塑料在制备工艺方面应该注重简化工艺以及加强对其相关产品的研制，或是发现其经过加工之后不同于普通塑料的性能，如相机镜头的涂层，以开拓更广的市场。
参考文献:
[1]周一兵，张振.浅谈汽车工业对塑料的需求[J].汽车工程师,2005(3):10-12.
[2]武军，李和平.光/生物双降解塑料的降解机理与加工制备[J].中国包装工业,2000(9):44-45.
[3]赵岳荣，苏灼佳.光降解塑料—一种很有前途的塑料[J].化学世界,1992(3):97-100.
[4]徐兆瑜.生物降解塑料聚乳酸的合成、应用和市场前景[J].合成树脂及塑料,2003,20(2):71-73.
[5]李玲玲.新型可降解塑料[J].塑料科技,2001(2):55.
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