【生物降解塑料檢測】生物降解塑料的分類

時(shí)間：2021-04-29作者：廣東省華微檢測股份有限公司瀏覽：104

生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境微生物完全分解、較終被無機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個(gè)組成部分的高分子材料?！凹垺笔且环N典型的生物降解材料，而“合成塑料”則是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“紙”和“合成塑料”這兩種材料性質(zhì)的高分子材料。

按原料成分來源分類，生物降解塑料可分為生物基生物降解塑料及石化基生物降解塑料兩類。

生物基生物降解塑料主要可分為四類：第一類為**材料直接加工得到的塑料；第二類為微生物發(fā)酵和化學(xué)合成共同參與得到的聚合物；第三類為由微生物直接合成的聚合物；第四類為以上這些材料共混加工得到的或這些材料和其他化學(xué)合成的生物降解塑料共混加工得到的生物降解塑料。

石化基生物降解塑料是指以化學(xué)合成的方法將石化產(chǎn)品單體聚合而得的塑料，如PBAT、聚丁 二酸丁二醇酯（PBS）、二氧化碳共聚物（PPC）等。 

按生物降解過程分類，生物降解塑料可分為完全生物降解塑料和破壞性生物降解塑料兩種。破壞性生物降解塑料當(dāng)前主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。

完全生物降解塑料主要是由**高分子（如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)）或農(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)微生物發(fā)酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如熱塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均屬這類塑料。

以淀粉等**物質(zhì)為基礎(chǔ)的生物降解塑料目前主要包括以下幾種產(chǎn)品：聚乳酸(**)、聚羥基烷酸酯(PHA)、淀粉塑料、生物工程塑料、生物通用塑料(聚烯烴和聚氯乙烯) [3]  。

根據(jù)原材料的不同，常見的生物降解塑料至少有以下幾種：

聚己內(nèi)酯（PCL）

這種塑料具有良好的生物降解性，熔點(diǎn)是62℃。分解它的微生物廣泛地分布在喜氣或厭氣條件下。作為可生物降解材料可把它與淀粉、纖維素類的材料混合在一起，或與乳酸聚合使用。

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物

以PBS（熔點(diǎn)為114℃）為基礎(chǔ)材料制造各種高分子量聚酯的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)水平。日本三菱化學(xué)和昭和高分子公司已經(jīng)開始工業(yè)化生產(chǎn)，規(guī)模在千噸左右。

中科院理化研究所也在進(jìn)行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。中科院理化研究所已經(jīng)和山東匯盈公司合作建成了年產(chǎn)25000噸的PBS及其聚合物的生產(chǎn)線、廣東金發(fā)公司建成了年產(chǎn)1000噸規(guī)模的生產(chǎn)線等。*大學(xué)在安慶和興化工有限公司建成了年產(chǎn)10000噸PBS及其共聚物的生產(chǎn)線。

聚乳酸（**）

美國Natureworks公司在完善聚乳酸生產(chǎn)工藝方面做了積極有效的工作，開發(fā)了將玉米中的葡萄糖發(fā)酵制取聚乳酸，年生產(chǎn)能力已達(dá)1.4萬噸。日本UNITIKA公司，研發(fā)和生產(chǎn)了許多種制品，其中帆布、托盤、餐具等在日本愛知世博會被廣泛使用。

中國產(chǎn)業(yè)化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（規(guī)模5000千噸/年生產(chǎn)線），正在中試的單位有上海同杰良生物材料有限公司、江蘇九鼎集團(tuán)等。

聚羥基烷酸酯(PHA)

國外實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要為美國和巴西等國。國內(nèi)生產(chǎn)單位有天津國韻生物材料有限公司（規(guī)模1萬噸/年） [4]  、寧波天安生物材料有限公司（規(guī)模2千噸/年），正在中試的單位有江蘇南天集團(tuán)股份有限公司等。

利用可再生資源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生產(chǎn)可降解性塑料的技術(shù)也已經(jīng)研究成功。在歐美國家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被廣泛用來生產(chǎn)垃圾袋等產(chǎn)品。**上規(guī)模較大、銷售較好的是意大利的Novamont公司，其商品名為Mater-bi，公司的產(chǎn)品在歐洲和美國有較大量的應(yīng)用。

國內(nèi)研究和生產(chǎn)的單位很多，其中產(chǎn)業(yè)化的單位有武漢華麗科技有限公司（規(guī)模4萬噸/年）、浙江華發(fā)生態(tài)科技有限公司（8千噸/年）、浙江天禾生態(tài)科技有限公司（5千噸/年）、福建百事達(dá)生物材料有限公司（規(guī)模2千噸/年）、肇慶華芳降解塑料有限公司（規(guī)模5千噸/年）等。

脂肪族芳香族共聚酯

德國BASF公司所制造的脂肪族芳香族無規(guī)共聚酯（Ecoflex），其單體為：己二酸、對苯二甲酸、1,4-丁二醇。生產(chǎn)能力在14萬噸/年。同時(shí)開發(fā)了以聚酯和淀粉為主的生物降解塑料制品。



聚乙烯醇（PVA）類生物降解塑料

如意大利NOVMANT的MaterBi產(chǎn)品在上世紀(jì)90年代主要是在淀粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其它產(chǎn)品。聚乙烯醇類材料，需要經(jīng)過一定的改性后方具有良好的生物降解性能，北京工商大學(xué)輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所在這方面**了一定成果。

二氧化碳共聚物

國外，較早研究二氧化碳共聚物的國家主要為日本和美國，但一直沒有工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)內(nèi)蒙古蒙西集團(tuán)公司采用長春應(yīng)用化學(xué)研究所的技術(shù)，已建成年產(chǎn)3000噸二氧化碳/環(huán)氧化合物共聚物樹脂的裝置，產(chǎn)品主要應(yīng)用在包裝和醫(yī)用材料上。中科院廣州化學(xué)研究所陳立班博士開發(fā)的低分子量二氧化碳共聚物技術(shù)已在江蘇泰興開始投產(chǎn)，品種是低相對分子質(zhì)量二氧化碳/環(huán)氧化合物共聚物，用來作為聚氨酯發(fā)泡材料的原材料，用于家用電器等的包裝。河南天冠集團(tuán)采用中山大學(xué)孟躍中教授的技術(shù)，已經(jīng)建成中試規(guī)模的二氧化碳共聚物生產(chǎn)線。

其它如甲殼素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纖維素等均在研發(fā)之中。

聚-β-羥基丁酸酯(PHB)

從世界范圍看，PHB及PHBV是公認(rèn)的較有希望的生物降解塑料之一，也是正在開發(fā)的新產(chǎn)品。技術(shù)方的中試生產(chǎn)成本約40元人民幣/公斤，工業(yè)化投產(chǎn)后產(chǎn)品的成本將會進(jìn)一步降低，價(jià)格優(yōu)勢明顯，尤其是技術(shù)方的生產(chǎn)工藝簡單和設(shè)備簡易，便 于推廣并進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。


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