生物降解塑料及其制作工艺 (2).docx
生物降解塑料及其制作工艺摘要塑料制品的广泛应用，给人类带来了极大的便利，但与此同时，也带来了许多环境污染的问题。本文旨在总结生物降解塑料的相关研究进展，以及生物降解塑料的的制作的工艺、应用和市场，为后人的研究提供参考，具有一定的学术意义。关键词：生物降解，塑料，生产工艺一、塑料制品的发展在1909年，美国的科学家贝克兰合成了酚醛树脂，这是人类发展史上第一种完全由人工合成的塑料，经过了上百年的发展，塑料制品已经成为我们生活随处可见的物质，我们的生活也越来越离不开塑料制品，塑料制品有许多优点，首先，塑料制品可以大量生产，有良好的绝缘性，有一定的硬度，密度比较小，耐腐蚀，自从合成塑料以来，给人类带来了巨大的利益，也极大的方便了人类的生活，但随着时间的推移，塑料制品的生产越来越多，相关的研究数据显示，世界上的塑料年产量超过了一亿吨，已经形成了塑料垃圾成灾的现象，对环境产生了污染，因此，塑料的生物降解成为了一个严重的问题。二、生物降解塑料制品的相关研究进展在利用生物降解塑料制品的工艺发展前，曾将废弃的塑料埋到了土地里 ，然而，这需要100200年才能够被完全降解掉，非常难处理，因此，人们对生物降解塑料的开发研究越来越重视。1、降解塑料的定义指在特定的条件下，使用特定的方法（多个步骤）使塑料制品的化学结构发生变化，导致塑料制品的性质（化学结构、强度）等等发生变化，即为塑料降解。2、开发概况生物降解的塑料可以分为三类：天然、微生物、化学合成；天然的生物降解塑料的原料使用的是天然的聚合物，主要成分有纤维素、大豆蛋白、淀粉、和其他各种衍生物。目前形成产业化的塑料制品主要以热塑性淀粉生物降解塑料为主。微生物的合成生物降解塑料是以聚乳酸为原料，通过化学的方法合成。有许多科研院所如：中科院、复旦大学、武汉大学等都在研究聚乳酸，最近，上海同济大学研制出一种新型的工艺：可以使乳酸直接一步合成制备聚乳酸。化学合成生物降解塑料：化学合成有许多优点，相对于微生物制备来说，成本较低且可以大规模的生产，目前，聚二氧化碳的合成研究是一个非常热门的课题。3、发展趋势当前中国生物降解的研究还比较少，依赖石油资源的塑料制品对环境的污染仍然是一个需要解决的问题。虽然有许多科研院所都在致力于这方面的研究，但与实际产业的结合仍然较少，使得生物降解塑料的发展进程较慢。三、制作工艺研究进展总结目前有三种主要的生物降解塑料袋研制工艺，能达到工业开发阶段的只有少数菌种：农杆菌、木醋杆菌、氢细菌等。1.微生物完整细胞生产法：利用丁酸、葡萄糖等作为能源培养细菌，生产出了由聚3-羟基戊酸脂和聚3-羟基丁酸脂组成的共聚物的材料，这种材料，在适当的培养条件下，可以加工成各种形状。可以加工成柔软或是坚硬的塑料，也可以加工成有弹性的橡胶类制品，细菌都没有经过修饰，但与其他的不常见的原料培养出的细菌不相同。国外科学界改变了培养基的成分，使真养产碱杆菌产生聚-羟基链烯酸。2.酶法：利用酶法生产出的生物降解塑料的结构有各种特殊的用途；用酶法进行反应加工时生产出的商品具有更好的特性，例如生产出的酚醛塑料，具有镜像密度，可供复制。同时也可以利用酶法先制造出塑料的前体，再进一步加工成塑料，相对于化学方法合成来说，有配向性且反映步骤少。3.遗传工程法：能改进塑料生产的工艺，将和成塑料的基因转入到合适的微生物如大肠杆菌中，使大肠杆菌具备新的底物的特异性，例如可以合成新的组分，从而可以有目标性的提前设计合成人类需要的特殊产品。通过遗传工程手段，改造基因，控制聚羟基丁酸脂的合成，能探索更多新的合成途径，美国科学家正在研究将特定的基因导入萝卜和甜菜中，使其生产聚羟基丁酸脂，这种方法有许多优点，成本低，有可能在塑料制品中组成新的成分。其他制作工艺：有研究发现一种制作生物降解塑料的新的方法，即用植物制作，这种方法相对于石油基生产塑料的方法来说，可以减少能源的利用，减少对环境的污染；有专利发明出一种全生物的降解塑料原料，主要是由淀粉组成，其中占比较大的还有乙烯醇共聚物，润滑剂等，它的特点是高速混合，冷混和造粒的工序，它具有许多的优点，最大的优点是可以完全被降解，对环境无污染，制作的流程也非常简单，只需要一般的设备就可以生产，性质良好，与一般的塑料性质比较接近。有研究利用红薯淀粉、聚乙烯醇和硬脂酸锌混合物放入密炼机中密炼0.5-1小时，再用双辊筒炼塑机开炼并压片得到生物降解塑料。这种材料具有很好的力学性能，有非常好的弹性，用很简单的工艺便能吹塑成膜，密度也非常高，能很好的制成各种产品应用。四、应用及市场潜力生物降解塑料制品有许多应用，可作为日常用品，其优点是能被降解为无毒性的物质；作为电子器件，它有精密的结构，和活性基团；当用于分离产品时，具有良好的选择分离特性。总的研究调查显示，微生物生产的塑料制品成本太高，比化学合成的塑料的成本要高出约两到三倍，因此，生物降解塑料的制品由于其售价非常高，在市场上只能占到难降解塑料销售额的百分之五，因此，在未来，研究用遗传工程生产的转基因植物，能够大量的生产出需要的成分时，生物降解的塑料才能够被大量的应用，在市场上具有一定的竞争能力，目前的研究初步预计，还需要约10年。参考文献1黄险波,王伟伟,曾祥斌.生物基降解塑料行业现状J.生物产业技术,2017(06):86-91.2郭丽华, 吴明. 生物降解性塑料生产工艺的发展J. 自然杂志, 1991(3):197-200.3 中外专利 CN200410020229.8_ 王茜,原敏昭_ 全生物降解塑料原料及其制备方法.2004-08-03
