全生物降解塑料的研究进展.doc

完全生物降解塑料的研究进展 47一 第6期I总第140期)2000—12 N)6(S~n140}Jime2tYo0 塑料科技 PLASFICS叭lamp;TECHI”,OLL~Y47 文章编号:1(105-3360(2000)-06..~N7413 完全生物降解塑料的研究进展 鲁江,许静雯,郦华兴 (瑚北武汉430068), 摘要:介绍九十年代完垒生物降解塑料的发展状况.指出只有开发完垒降解塑料才是减轻白色污染鼓寻 找新的塑料原料的有效途径. 关键词:生物降解塑料:热塑比塑料:微生物台成 o0ItG~分类号:TQ325文献标识码:A Il刖置 随着塑料工业的不断发展,塑料的需求量也随之 大量增加.从而带来r两方面严重的影响.首先由于塑 料不易分解也不易回收,塑料废弃物成为污染环境的 有害垃圾,对土壤,海洋以及空气的污染巨大,造成了 破坏生态平衡的后果.其次塑料工业石油资源为基 础而到廿一世纪上半期,石油和天然气将面临可能枯 竭的窘境,有可能塑料工业也面临着原材料短缺的局 面因而,越来越多学者提倡开发和应用完全生物降解 塑料因为完全生物降解塑料具有完全生物降解能力, 降解后不会带来有危害的产物,不会对生态环境造成 污染.而且完全生物降解塑料中还包括一种天然高分 于降解塑料,这种塑料利料以农副产品为原料来源,而 农副产品资源是来源丰富且取之不尽的再生资源.医 此完全生物降解塑料无论是从保护环境,还是从开发 资源的方面来说均有重要重义,这一领域的研究和发 展正成为人们普遍关注的焦点. 1完全生物降解塑料的开发情况 塑料降解可分为生物降解,光降解,可溶性降解. 近几年来上述各类降解塑料的开发有了不同程度的进 展但从近期看,光一生物降解塑料的需求较大.但从 中长期发展来看.完全生物降解塑料越来越受到重视 完全生物降解塑料可分为三个类型:微生物合成高分 收稿…嘲:2030眦一【2 子聚合物,合成高分子及天然高分子聚合物及其衍生 物. 1.1微生物合成高分子降解塑料 微生物合成高分子聚合物是由生物发酵方法制的 一 类材料.最典型的是聚羟基丁酸酯(PHBV),美国ICl 公司已在1992年实现商品化,商品名BIOPOL,PHBV 是3羟基丁酸酯(PHB)和3一羟基戊酸酯(PHV)的无规 共聚物.是ICl公司丙酸为碳源在AcaligenesEutro— Dhas细菌发酵作用下培育而成的一种类似聚丙烯的线 性聚酯.它具有热塑性好.易成型加工,能生物分解等 优点,可以加工成薄膜,单丝及各种容器,而且在有氧 条件和无氧条件下都能自然降解.1ITlln厚的BIOPOL 薄膜几周内便可完全降解BIOPOL可用于香波,摩托 油瓶及剃刀中.到1996年产量达到10.000t,价格大约 为8.88/kg1993年已有2个财团500家公司选用 BOIPOL作为他们的包装材料. 芬兰纽斯特(NESTE1公司开发新的生物降解聚合 物(聚丙交酯Polvlactide1的类似产品,也是通过发酵产 的乳酸聚合而成.其性能与聚烯烃(Polylefine)类似,废 弃于土壤中可形成腐殖质,并可降解,为土壤提供养 分.该产品已进人中试阶段,1997年后期至1998年初 投人半液化生产. 瑞士苏黎世技术大学一种”吃”石油的细菌生产类 似橡胶的塑料.其特点是在一2O至170’C温度范围 内.该塑料不变性,废弃于环境中可被降解,不造成环 境污染.塑料物质微球型(辛烷形式)大量累积于菌 鲁江等完全生物降解塑料的研究进展 体内,用发酵罐生产,产量3t/a～4t/a的塑料I. 韩国科学技术院生物工程研究中心研究人员用现 代生物技术建构的工程大肠杆菌”可生产完全生物降 解塑料.”工程大肠杆菌”于It反应器的底物中发酵 40h可生产80kg以上塑料,生产效率是目前世界上最 高的.但价格昂贵,大约16$/kg. 以上这些聚合物都能通过微生物发酵途径一年四 季大量生产,其产品制成塑料制品,废弃物可完全降 解,因此发展微生物降解塑料是新型降解材料的重要 来源,将成为塑料工业发展的一个新方向. 1.2化学合成高分子降解塑料 合成高分子生物降解塑料是以化学高分子的相关 理论,技术为基础,采用分子设讨’的方法.生产的台成 聚合物的一种化学合成降解塑料 Bionolle是日本昭和高分子公司运用分子工程学 进行分子设计的产品,已有3个牌号的Bionolle产品, 标准品l000#f类似HDPEJ,中硬质品2000#f类似 LDPE)和软质品3000#(类似uDPE)它具有耐热性 好,成型加工性好,以及能够生物降解昭和高分子公 司已于1993年建成产量为300Or/a的半工业化装置, 粒料价格为800J$/kg. 美国AirProductsamp;Chemicals公司于199J年对聚 乙烯醇树脂PVA实现了工