目前,随着国际、国内环境保护政策的不断出台以及人们环保意识增强,不可降解塑料制品已不符合当今节能环保的发展要求,可降解塑料制品随之逐渐走进市场和民众视野。可降解塑料指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。
由于其生产原料和制作工艺的特殊性,可降解塑料一般在数天或几个月的日晒雨淋及微生物的共同作用下,能逐步分解成碎片,最终全部降解。
但是,并不是放在原地就会自己慢慢降解,而是需要一定的堆肥环境,目前常见的降解机制有以下四种:光降解、生物降解、水降解、光—生物降解。
(1)、光降解塑料:指被光照射后能发生降解的塑料,主要是通过光的作用使分子链断裂实现降解过程。在太阳光(波长290~400nm)的照射下,塑料中的光敏剂或光敏感基团激发出电子活性,分子链发生光化学反应。分子链在一定的温度、湿度以及氧气的环境下发生光氧化反应,分子链转化为可溶性小分子物质,进而实现降解。制品一旦埋入土中,失去光照,降解过程则停止。生产工艺简单、成本低,缺点是降解过程中受环境条件影响大。
(2)、生物降解塑料:又称生物分解塑料,在自然界如土壤、沙土及特定条件如堆肥化条件、厌氧消化条件、水性培养液中,被自然界中存在的微生物引起降解,最终完全降解变成二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)和其他堆肥材料等天然物质。生物降解的过程主要由环境条件(例如温度或位置)、材料性质或应用等因素决定。此类塑料贮存运输方便,应用范围较广。
(3)、水降解:指在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于水中即能溶解掉的塑料制品。但是适用于水处理的可降解材料不多,且大多耐水性差、在水中强度不高,不能满足日常使用的需要。以及水降解塑料材料成本过高,导致相关产品价格较高,大规模使用推广具有一定的困难性。
(4)、光—生物降解:其兼备光降解和生物降解的功能,在降解过程中,以光降解为基础,在太阳光的作用下,塑料制品中能够实现光降解的部分首先被降解,其余不能进行光降解的部分,则需要通过生物化学方式,使高分子链断裂转化成低分子量化合物,最终实现降解。光—生物降解同事弥补了光降解和生物降解的缺陷,既避免了光降解中光照不足的缺点,同时,也克服了生物降解时间过长的弊端,降解速度是普通降解塑料的五倍以上。但是,仍处于研发阶段,相应产品较少。
目前已知可降解塑料降解机制为以上4种,结合其制造方式、优缺点等方面,生物降解塑料将是可降解塑料领域的主流产品,也是未来降解塑料市场的研发方向。
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