可生物降解塑料的降解性能研究进展.docVIP

第 40 卷， 7 期 第 工 程 塑 料 应 用 Vol.40，No.7 85 2012 年 7 月 ENGINEERING PLASTICS APPLICATION Jul. 2012doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2012.07.021 可生物降解塑料的降解性能研究进展 谢宝君，梁文耀，宋霜霜，罗颖，董先明 生物材料研究所， （华南农业大学理学院应用化学系， 广州 510642 ） 摘要：介绍了可生物降解塑料的降解机理及一些典型可生物降解材料的降解过程，分析了影响降解的内外因素， 列举了塑料降解性能的检测方法以及相关国内外检测标准等。 关键词：可生物降解塑料；生物降解性能；检测标准 中图分类号：O633 ；TQ321.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3539201207-0085-04 Progress in Research of Degradability of Biodegradable Plastic Xie Baojun，Liang Wenyao，Song Shuangshuang，Luo Ying，Dong Xianming（Department of Applied Chemistry，Institute of Biomaterial，College of Sciences，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China） Abstract ：The degradation mechanism of biodegradable plastic and the degradation process of typical biodegradable plasticwere introduced. The factors affecting the biodegradability including the structure of polymer and the outer environmental conditionwere analyzed. The test methods and related standardizations at home and abroad were enumerated.. Keywords ：biodegradable plastic ；biodegradability ； standard test 传统塑料由于使用量大，自身不能降解，其造成的垃圾 PLA 的生物降解经过两个步骤〔5－7〕：酯键先发生水解，污染严重危害到人类生存环境；而且传统塑料绝大部分是石 如存在酸或碱可加速水解，同时也受到温度和湿度的影响；油基聚合物，这对于日益紧张的石油能源明显不利，也不符 当 PLA 平均分子量减小，在土壤中的微生物才开始对低分合当今可持续发展的需求。于是，利用天然或合成的高分子 子量的乳酸低聚物进行消化利用，同时产生 CO2 和水。PLA 〔1〕为原料，制备环境友好的可生物降解塑料应运而生 。近几 的两步降解比其它材料只有微生物进攻的一步降解过程更年来，可生物降解塑料已经成为国内外热门研究方向，并得 具优势。PLA 在高湿度和合适温度（55～70℃）的堆肥条件以推广应用，有很多可生物降解塑料的制备、表征、性能检测 下能快速降解；但在较低温度和低湿度下，如土壤和污泥中， 〔2－4〕和降解性能测试的研究报道 。笔者主要从可生物降解 PLA 稳定性较好。塑料的降解原理及降解影响因素、降解方法和降解检测标准 PHA 是由微生物合成的一种细胞内聚酯，可在有氧或 对可生物降解塑料的降解性能进行分析和讨论。等方面， 厌氧条件下完全降解，在海洋中也能缓慢降解。PHA 在降1　可生物降解塑料的降解机理 解过程中，首先分子链被微生物分泌的酶随机内切断，然后 生物降解是指有机物被微生物侵蚀、破坏和吸收利用 是经历分子链末端外切断作用，导致材料的表面侵蚀和质量的过程〔3〕。一般可生物降解塑料的生物降解过程主要经历 减少〔8－9〕。材料的平均分子质量和分子质量分布在酶促降 （ 微生物粘附于塑料表面，三个阶段：1） 产生一些水溶性的 解中并没发生改变，因降解仅选择性地发生在其表面，且低中间降解产物。粘附和降解产物与塑料特性（如表面粗糙度、 分子降解产物从高聚物中脱离并溶解于周围的环境中。在结晶度、分子量、 、 官能团类型等）微生物种类及外在条件（如 降解的初始阶段，只有材料的无定形区域被降解吸收，进而温度、湿度）等相关。 （2）微生物分泌特定的酶类（如胞外酶 结晶区域才开始被降解。降解的产物在有氧条件下仍然是和胞内酶）吸附于高分子材料表面并消解聚合物链， ， 然后通 CO2 和水。PHA 对湿度并