可降解塑料能降解成什么?
可降解塑料分很多种类,不同的可降解塑料降解产物也不同。
人工合成的大多数都是用一氧化碳、二氧化碳与烯、醛、酮、环氧化物等共聚而成,这类塑料一般由光降解,降解后一般仍旧生成原共聚的物质,其中一氧化碳会在空气中被氧化成二氧化碳,其他物质也会被氧化成水、二氧化碳等物质。
另一类可降解塑料来源于生物材料,比如从植物中提取的纤维素、淀粉等物质经过一定工艺制作而成,这类塑料一般通过生物降解,也就是“腐烂”的过程。由生物或微生物将其“消化”掉。
生物降解性高分子材料可以分为
按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
许多微生物能合成高分子,这类高分子主要有微生物聚醋和微生物多糖,具有生物降解性。研究表明,若给予合适的有机化合物作食物碳源,许多微生物都具有合成聚醋的能力。此外,许多微生物能合成各种多糖类分子,其中有一些多糖类高分子具 有良好的物理性能和生物降解性,可望用于制造不污染环境的生物降解性塑料。
2.2合成高分子型
将脂肪族聚酷和芳香族聚酷(或聚酞胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物既有良好的性能,又有一定的生物降解性。聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)作为新型生物降解的医用盼子材料正日益受到广泛重视。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属降解性天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解。但因纤维素存在物理性能上的不足,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酞基多糖等共混制得。如日本以纤维素和脱乙酞基壳多糖进行复合,制得了生物降解塑料,采用流涎法制得 的薄膜与普通的PE膜的强度相似,并可在2个月后完全分解,盒状制品75天可完全分解,但目前尚未I业化生产。
2.4掺合型
在没有生物降解性的高分子材料中,掺混一定量有生物降解性的高分子物,使所得产品具有相当程度的生物降解性,这就制成了掺合型生物降解高分子材料,但这种材料不能完全生物降解。目前主要开发改性淀粉与可生物降解或可水溶性塑料的降解塑料合金母料,或以淀粉为主要原料的可完全生物降解塑料,可以100%地分解,分解速度可按要求控制在数分钟到一年的时间。
塑料垃圾很难降解,如何有效减少塑料垃圾?
有时候出门常见有树枝上挂着的塑料袋,不仅造成环境污染,而且遇明火或自燃易引起火灾,残留物也会造成深层次的生态环境问题。废旧塑料袋影响农作物吸收养分和水分,导致农作物减产。那么塑料垃圾很难降解,如何有效减少塑料垃圾?首先,国家下大力气加强对塑料企业生产和使用的监管。出台一定的政策,严格控制塑料企业生产要求,符合环保标准。其次,要大力开发新的技术,寻找替代物。这种替代物必须经济便宜,适合老百姓日常生活中使用。从改变材料入手,可以使用便宜并且健康的玉米生产可降解塑料,用在所有与食品农业有关的全产业链,最后发展到所有塑料制品。第三,我们在生活中要尽量的自觉使用环保袋来替代塑料袋。可以是布料制品,也可以是其他符合环保标准的纸袋。第四,国家要大力支持和鼓励企业工业和老百姓使用塑料制品的替代品。第五,要注意塑料制品的垃圾回收处理工作,尽量将其集中起来,通过科学的方法进行分解,减少二次污染。塑料袋带来的白色垃圾,最容易污染环境了,事实上塑料制品都是可以回收再利用的,若是能加大对废塑料的利用和回收,那将大大减少对环境的污染。有效减少塑料垃圾主要还是政府推广和管控,加大源头治理,对一些小、散、乱的小企业关停。提倡使用可降解的塑料制品或者环保手提袋,要禁止塑料袋,塑料用品。环境保护要从教育抓起,从幼儿抓起。现在的职能部门都是路边花,上面来检查的时候,在马路上扫一扫,捡一捡垃圾就完事了,沟边小河边遍地都是。
废弃塑料是如何降解的?自行降解需要多少时间?给地球会带来什么?
废弃塑料是如何降解的?自行降解需要多少时间?各种废弃塑料所需的降解的时间是不一样的,主要是材质不同,这个具体数据还没有统计资料,多的几十年甚至上百年,短的几年,或者一年以内。塑料袋埋在地下要过大约200年才能腐烂,并且严重污染土壤。降解废塑料随垃圾填埋不仅会占用大量土地,而且被占用的土地长期得不到恢复,严重影响土地的可持续利用。进入生活垃圾中的废塑料制品如果将其填埋,200年的时间不降解,完全降解需要1000年。所谓“白色污染”,是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。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类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物,由于随意乱丢乱扔并且.难于降解处理,以致造成城市环境严重污染的现象。 在“白色垃圾”中,污染最明显、最令人头痛、群众反映最强烈的,是那些遍布城市街头的废旧塑料包装袋,一次性塑料快餐具。废弃塑料使土壤环境恶化,严重影响农作物的生长我国目前使用的塑料制品的降解时间,通常至少需要200年。农田里的废农膜、塑料袋长期残留在田中,会影响农作物对水分、养分的吸收,抑制农作物的生长发育,造成农作物的减产。若牲畜吃了塑料膜,会引起牲畜的消化道疾病,甚至死亡。白色污染的防治我们应尽量减少一次性塑料餐具和纸质餐具的使用。任何一次性餐具不仅不利于环保,也是对资源的最大的浪费。我们在日常生活中,不应过度依赖塑料袋。在商店,完全可以用一两个塑料袋分类装好的商品,商品重量也完全在袋子的承受范围之内的,有些顾客却硬是要求多拿一两个袋子。大部分消费者把超市塑料袋带回家中当垃圾袋使用,丢弃后对环境造成二次污染。因此,我们应拒绝使用塑料袋买菜或盛装食物,买菜可用菜篮子或布袋避免使用上的一次性,减少对环境的污染。而盛装食物可以使用自备的不锈钢或塑胶饭盒,既卫生,又环保,还不会对身体造成危害。
全生物降解是由哪些主要原料构成的
全生物降解是由哪些主要原料构成的?完全生物降解材料
生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下,能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料。
中文名
完全生物降解材料
本质
转化低分子化合物
特点
环保,降解
应用范围
降解细菌、真菌和藻类
快速
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1.1、生物降解材料的分类1.2、完全生物降解材料的品种和性能生物降解材料的降解性能及其评价2.1、土埋法2.2、陪替氏培养器定量法2.3、酶分析法2.4、放射性C14示踪法生物降解材料的应用3.1、农业用途3.1.1、农用地膜3.1.2、农作物生长容器3.2、包装用途3.3、医用生物降解材料
完全生物降解材料的应用及发展趋势
摘要:完全生物降解材料能被微生物完全分解,对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。
关键词:生物降解,测试,应用
人类在创造现代文明的同时,也带来负面影响——白色污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用,其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体,污染环境;掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解,也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中,阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收,使土壤透气性降低,导致农作物减产;食用残弃的塑料膜后,会造成肠梗阻而死亡;流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害,因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源,符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为一个研发热点。
1.1、生物降解材料的分类
生物降解材料按其生物降解过程大致可分为两类。一类为完全生物降解材料,如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等,其分解作用主要来自:①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性崩溃;②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解;③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。另一类为生物崩解性材料,如淀粉和聚乙烯的掺混物,其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链,使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度,最后分解为二氧化碳(CO2)和水。
生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法,与聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明[2],淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场,不接触阳光,即使其中有发生物双降解作用,所发生的降解作用也主要以生物降解为主。一定时间的试验表明:垃圾袋无明显的降解现象,垃圾袋没有自然破损,甚至对袋里的垃圾起到一定的“保鲜”作用。
对于解决环境污染,尽管含淀粉基的塑料比一次性塑料制品有效,但由于仍采用不能生物降解的聚乙烯或聚酯材料为原料,故除了添加的淀粉能够降解外,剩余的大量聚乙烯或聚酯仍会残存而不能完全生物降解,只是分解为碎片,无法回收,进入土壤后情况更糟,对废弃物的处理造成混乱,因而完全生物降解材料成为降解材料的研究重点。
1.2、完全生物降解材料的品种和性能
安全生物降解材料包括天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯、聚乙烯醇等。自然界本身有分解吸收和代谢天然高分子纤维素的自净化能力。该材料在用过废弃后能被自然界微生物的酶降解,降解产物能被微生物作为碳源吸收代谢。
聚己内酯是目前价格较低的全微生物分解性合成高分子,所用的聚己内酯是环状单体——己内酯,己内酯是利用有机金属化合物进行开环聚合而制得的脂肪族聚酯。主要性能有:熔点和玻璃化温度较低,分别只有60℃-60℃,结晶温度为22℃;其纤维强度和聚酰胺6纤维几乎相当,拉伸强度可以达到70.56cN/tex以上,结节强度也在44.1cN/tex以上,而且在湿态情况下的强度损失很小;生物降解性和人造纤维相似,其产品大约在一周内即降解成不可能测试的薄片。
聚乙烯醇为可生物降解树脂,故淀粉基聚乙烯醇塑料可完全生物降解。乙烯和变性淀粉基共聚的产品具有良好的成型加工性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能。日本合成化学工业公司开发出具有热塑性、水溶性、生物降解性的聚乙烯醇树脂,可熔融成型,其熔点为199℃,可在214℃-230℃下采用挤塑、吹塑、注塑等工艺成型。产品的透明性、水溶性、耐药品性均十分优越,可用于涂布复合成型容器和包装材料。
聚乳酸最早由日本岛津公司和钟纺公司联合开发,以乳酸为主要原料聚合所得到的高分子聚合物,而乳酸是一种在动植物和微生物体内常见的天然化合物,极易自然分解,其纤维具有优良的性能,介于合成纤维和天然纤维之间。亲水性优于聚酯纤维,比重低于聚酯纤维,有极好的手感、悬垂性和外观,好的回弹性,优良的卷曲和卷曲保持性,有可控的收缩性,强度达62cN/tex,不受紫外光影响,可用多种染料染色,杰出的可加工性,热粘合温度可控制,晶体熔融温度高达120℃-230℃,低可燃性。
乳酸单体的主要特征是其以两种旋光性形式存在,聚乳酸技术利用该独特的聚合物性能,通过控制D和L异构体在聚合物链上的比例及其分布来控制产品的结晶熔点。
聚L-乳酸(PLLC)是以淀粉、糖蜜等生物资源为原料发酵制得L-乳酸,再用化学方法合成的高分子材料。PLLC是热塑性材料,其可塑性与聚苯乙烯和聚酯相似,其结晶性和刚性都比较高,抗张强度优良。
生物降解材料的降解性能及其评价
对生物降解材料的降解性能的测试目前还没有制订统一的标准,可采用包括被美国材料试验标准(ASTM)采纳或准备采纳的方法作为标准的方法,通过生物化学和微生物的实验手段来评价的主要方法有下列几种。
2.1、土埋法
土埋法有室外土埋法和室内土埋法两种,其微生物源主要是土壤中的微生物群,经一定时间后,取出试样测定其失重、机械性能变化,或用电子显微镜确定其被土壤中微生物侵袭的状况。优点是能反映出自然环境条件下的生物分解性能;缺点是试验周期长,试验结果因土质不同而不同,重复性差。
2.2、陪替氏培养器定量法
在容器中加入试验样品和营养琼脂,接种微生物进行培养,经一定时间后,分析试样的失重情况以及某些物理变化或化学变化。优点是可快速降解,在短时间内获得试验结果,重复性好,定量性好;缺点是不能反映自然界中的实际情况。
2.3、酶分析法
在容器中加入缓冲液和试验样品,让酶作用一定的时间后,分析试样的失重情况,目测霉菌的生长情况,显微镜分析试样物理性能或化学性能的变化。优点是试验周期短,重复性好,定量性好;缺点是不能反映自然界中的实际情况。
2.4、放射性C14示踪法
用C14标记聚合物产品,在微生物的作用下产生CO2,用碱性溶液吸收,用滴定法测出CO2总量,再用放射性衰减率法测定C14的CO2量,用C14的CO2占产生的CO2的百分数表示微生物侵蚀的程度。优点是实验结果可靠、明确。生物降解性能的测试可以检测样品生物降解性能的优劣。
天然生物降解高分子和人工合成的生物降解高分子分别有哪些
天然生物降解高分子和人工合成的生物降解高分子分别有哪些
1 、可生物降解高分子材料的定义
可生物降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
2 、生物降解高分子材料降解机理
生物降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物(有机酸、酯等);然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。降解除有以上生物化学作用外,还有生物物理作用,即微生物侵蚀聚合物后,由于细胞的增大,致使高分子材料发生机械性破坏。因此,生物降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物降解的机理尚未完全阐述清楚:除了生物降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。
人们深入研究了不同的生物可降解高分子材料的生物降解性,发现与其结构有很大关系,包括化学结构、物理结构、表面结构等。高分子材料的化学结构直接影响着生物可降解能力的强弱,一般情况下:脂肪族酯键、肽键>氨基甲酸酯>脂肪族醚键> 亚甲基。当同种材料固态结构不同时,不同聚集态的降解速度有如下顺序:橡胶态>玻璃态>结晶态。一般极性大的高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和,微生物粘附表面的方式受塑料表面张力、表面结构、多孑L性、环境的搅动程度以及可侵占表面的影响。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、pH值、微生物等外部环境有关。
3 、可生物降解高分子材料的种类
按照原料组成和制造工艺不同可分为以下三种:天然高分子及其改性产物、微生物合成高分子和化学合成高分子。