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1、可降解塑料開發(fā)的動向1可降解塑料的開發(fā)背景???眾所周知，塑料作為一種材料已經(jīng)滲透到工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防，高科技及日常生活等各領(lǐng)域.但隨著塑料用途的不斷擴(kuò)大和消費量的日益增長，塑料的廢棄物也與日俱增。在廢棄過程中，由于塑料體積大，數(shù)量多，因而造成環(huán)境污染和社會公害也日趨嚴(yán)重。如美國塑料廢棄物在城市固體垃圾中，1988年占8%，按體積則占19.9%。據(jù)美國蓋普洛工業(yè)與發(fā)展報告預(yù)測到2000年其城市的固體垃圾可達(dá)2.16億噸，而塑料將占9.8%，如按體積計則達(dá)30%以上[1]。因此對如何處理這龐大的塑料垃圾，已成為一個嚴(yán)重的社會問題。PCDD（Cl的原子數(shù)為4—10）PCDF
2、（Cl的原子數(shù)為4—10）???近年來，全球范圍內(nèi)環(huán)境保護(hù)呼聲日趨強(qiáng)烈，1989年工業(yè)發(fā)達(dá)國家七國首腦會議上，《七國經(jīng)濟(jì)宣言》中三分之一的內(nèi)容涉及到全球環(huán)境保護(hù)問題[2]。其中,廢棄塑料的處理已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待解決的問題[3]。過去和現(xiàn)在對廢棄塑料的處理有以下幾種方法：向海洋傾倒、掩埋、焚燒和再生利用。向海洋傾倒塑料廢棄物會使海洋受到嚴(yán)重的污染，而掩埋塑料廢棄物既會影響土壤透氣性，也會阻礙水份流動和作物根系的生長和發(fā)育。據(jù)報道[4],土壤中的高分子量的聚乙烯膜的完全分解需要200―300年的時間。廢棄塑料制品及塑料薄膜與生活垃圾共同焚燒時，將對環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污
3、染，尤其是焚燒含鹵塑料（PVC；CPVC；CPE等）以及塑料中的含氯或含溴的染料、顏料、阻燃劑、增塑劑和各種添加劑時，由于它們的不延燃性，焚燒時不但產(chǎn)生大量的黑煙及氯化氫氣體，而且還會產(chǎn)生目前認(rèn)為是毒性最大的Dioxine類物質(zhì)[5]。2國外可降解塑料開發(fā)概況???國外發(fā)達(dá)國家從70年代開始研究降解塑料[6]。近來，可降解性塑料的研究和生產(chǎn)發(fā)展很快，主要有：生物降解、光降解和光―生物雙降解三種，其中在生物醫(yī)學(xué)高分子中，最受人注目的一類高分子是生物可降解高分子例如淀粉填充聚烯烴降解塑料、聚多糖、聚海藻酸鈉（即藻蛋白纖維素的鈉鹽:Na--Alginate）,聚乳酸等。統(tǒng)計
4、資料表明[7]，全世界生物可降解的高分子塑料的消耗量正在以年平均10%以上的速度增長。3降解塑料發(fā)展的幾個方向3.1天然高分子型???是指自然界與生物體內(nèi)存在的高分子化合物。其中包括作為生命基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)、多糖;植物的纖維素、木質(zhì)素、甲殼素、淀粉、海藻酸鈉等。據(jù)報[8]日本研究開發(fā)公司的生物降解塑料薄膜主要以摻混了淀粉的甲殼素、海藻酸鈉和纖維素制得。由于它是天然產(chǎn)物制得所以不會污染環(huán)境,且在干、濕環(huán)境下的強(qiáng)度都較高?？捎糜谵r(nóng)業(yè)上的裝種子的盒子和苗籽袋。由于甲殼素和纖維素之間加入了淀粉填充,薄膜的吸水性、光滑度、延展性都得到了改善;日本昭和高分子公司開發(fā)的改性氨基蛋白質(zhì)熱
5、固性塑料[9],是由氨基酸鏈段和蛋白質(zhì)鏈段組成的嵌段共聚物,可被土壤或水中的微生物降解。在火山灰土壤中進(jìn)行的生物降解實驗證明,在六個月后試樣的重量減少40%以上,八個月后減少50%以上。其降解速度是木材的2倍。日本的一些公司還開發(fā)了從造紙廢液中提取的木質(zhì)素(Lignin)與淀粉的復(fù)配體系填充聚乙烯的降解塑料;海藻酸鈉填充聚乙烯的降解塑料等[10]。目前國內(nèi)外研究最多的降解材料還是淀粉和纖維素。在我國尤其受到青睞,作為填充劑的淀粉可以是原淀粉、化學(xué)改性淀粉或物理改性淀粉,它也是可以與單體反應(yīng)的共聚物。能與淀粉共混的合成樹脂有:高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LD
6、PE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(Polyester)等。其中低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚乙烯醇添加淀粉的降解塑料為主要的研究對象。加拿大的St.Lawrance公司[11]將淀粉用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行處理后與聚乙烯共混,制成商品名為Ecostar的母粒料出售,其中淀粉的含量為40%～60%。3.2淀粉填充的光、生雙降解塑料???淀粉因其價廉物美,又是一種易于工業(yè)化的材料,使它成為可降解材料的思路可分為：(1)制備成熱塑性淀粉，但其耐水性較差,所以用大量的熱塑性淀粉與少量的聚烯烴塑料
7、共混以改善它的耐水性;(2)把淀粉進(jìn)行疏水化處理即給天然淀粉的大分子上接枝疏水性基團(tuán)以達(dá)到增強(qiáng)其耐水性的目的。3.2.1熱塑性淀粉???天然淀粉是部分結(jié)晶的具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的天然大分子，DSC示差掃描分析結(jié)果表明天然淀粉與熱塑性淀粉的熱性能有很大的不同，天然淀粉的分解溫度Td往往低于Tm。而且天然淀粉是多羥基化合物，其鄰近分子間往往以氫鍵相互作用形成微晶結(jié)構(gòu)的完整的顆粒，使得天然淀粉顆粒的剛性很強(qiáng)不易粉碎。因此要想使淀粉獲得熱塑性必須改變淀粉的結(jié)構(gòu)。從我們測試的DSC譜圖看來，各種天然淀粉均出現(xiàn)一個很寬的位于100℃附近的吸熱峰，這是因為淀粉團(tuán)粒內(nèi)的平
