近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們對(duì)物質(zhì)和精神的追求越來越高,對(duì)產(chǎn)品的包裝也相應(yīng)的有了更高要求,人們?cè)谫徺I產(chǎn)品時(shí),不僅看外包裝的美觀程度,還考慮其他各種各樣的功能。正是由于人們對(duì)產(chǎn)品包裝的追求不斷提升,很多新型包裝材料不斷被應(yīng)用到產(chǎn)品包裝中。
生物降解材料,亦稱為“綠色生態(tài)材料”,指的是在土壤微生物和酶的作用下能降解的材料。具體地講,就是指在一定條件下,能在細(xì)菌、霉菌、藻類等自然界的微生物作用下,導(dǎo)致生物降解的高分子材料。
理想的可生物降解材料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境微生物完全分解、最終轉(zhuǎn)化成CO2 和H2O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。
生物降解材料的分解主要是通過微生物的作用,因而,生物降解材料的降解機(jī)理即材料被細(xì)菌、霉菌等作用消化吸收的過程。
首先,微生物向體外分泌水解酶與材料表面結(jié)合,通過水解切斷表面的高分子鏈,生成小分子量的化合物,然后降解的生成物被微生物攝入體內(nèi),經(jīng)過種種代謝路線,合成微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量,最終轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳。按其降解的化學(xué)本質(zhì)則分為水解和酶解兩種。
PLA,在生物可降解材料中,對(duì)降解起主要作用的是細(xì)菌、霉菌、真菌和放線菌等微生物,按其降解作用的形式又可分為3種:
1、生物的物理作用,由于生物細(xì)胞的增長而使材料發(fā)生機(jī)械性毀壞;
2、生物的生化作用,微生物對(duì)材料作用而產(chǎn)生新的物質(zhì);
3、酶的直接作用,微生物侵蝕材料制品部分成分進(jìn)而導(dǎo)致材料分解或氧化崩潰。
可生物降解材料的特點(diǎn):
1、可與垃圾一起處理,也可制成堆肥回歸大自然;
2、因降解而使其體積減小,延長填埋場(chǎng)使用壽命;
3、不存在普通塑料需要焚燒的問題,可抑制二嗯英等有害氣體的排放;
4、可減少隨意丟棄對(duì)野生動(dòng)植物的危害;
5、儲(chǔ)存運(yùn)輸方便,只要保持干燥,不需避光;
6、應(yīng)用范圍廣,不但可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和包裝行業(yè),還可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)。
生物降解材料發(fā)展面臨的問題:
近年來,國內(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的開發(fā)和應(yīng)用還存在以下的一些問題:
1、市場(chǎng)應(yīng)用:由于生產(chǎn)可降解材料的成本偏高,造成其在市場(chǎng)中價(jià)格偏高,這樣就給可降解材料的推廣造成了很大的影響。
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的問題,很難滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求.另外,降解材料準(zhǔn)確的降解時(shí)控性,用后快速降解性、徹底降解性以及邊角料的回收利用技術(shù)等還有待進(jìn)一步提高和完善。
3、降解材料的標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法:對(duì)生物降解材料,世界上尚沒有統(tǒng)一的實(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。
可生物降解材料的前景展望:
近年來,隨著原料生產(chǎn)和制品加工技術(shù)的進(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)展的焦點(diǎn)。無論是從能源替代、二氧化碳減少,還是從環(huán)境保護(hù)以及解決“三農(nóng)”問題上,都具有重要意義。
目前,我國生物降解材料開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域,在自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、創(chuàng)新型產(chǎn)品等方面的研發(fā)能力、投入量等方面均有待提高,生物降解材料的回收處理系統(tǒng)還有待完善。
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