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什么是可降解?可降解塑料與全降解塑料的區(qū)別在哪里?

發(fā)布時間:2024-04-25
早在上世紀90年代,我國市場上就已經(jīng)有部分可降解塑料制品出現(xiàn)。以包裝材料塑料袋為例,那時市場上普遍使用的是聚乙烯(pe)材質(zhì),但是由于沒有強有力的政策扶持,且人工降解成本高(需紫外線、臭氧、熱氧化、光氧化等處理技術),使用覆蓋率并不廣。近年來,環(huán)境保護已成為關注的主題,我國也出臺了一系列諸如“限塑令”的政策,既有政策扶持又有技術發(fā)展,可降解制品在當今社會被大量使用。
▲ 已普遍使用的生物降解包裝
如今,越來越多的客戶和消費者也開始咨詢降解塑料袋,據(jù)洛克泰克應用工程師介紹,其實降解可分為“可降解”和“全降解”兩種。
可降解是指在塑料生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑(如淀粉、改性淀粉或其他纖維素、光敏劑、生物降解劑等),即pe+降解劑;或者加淀粉,石粉,使其穩(wěn)定性下降,比較容易在自然環(huán)境中降解。這種塑料制品雖然可以降解,但是并不能*降解。另外,某些降解劑本身就存在一定的環(huán)境污染危害,也是我們?yōu)槭裁匆嫣岢到馑芰系脑蛑弧?br>由于上述可降解制品主要是石油基制品,它們通過化學反應而不是微生物有機分解。因此,并不能*分解成有機物,相反會分解成微小的碎片進入環(huán)境,造成所謂的微塑料(microplastics,直徑<5 mm)污染。這些微塑料被動物攝入進入食物鏈,最終可通過生物圈回到人類社會引起重大問題。
當然,要求塑料制品能夠全降解,相對而言技術要求更高,成本也更高。
目前的全降解制品主要是由pbat+pla(聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯 + 聚乳酸)制成,不含pe材質(zhì),是能*降解的!是指塑料包裝袋全部降解成水與二氧化碳。這種全降解材料的主要來源是由玉米、木薯等經(jīng)過加工變成乳酸,也就是pla。
聚乳酸(pla)是一種新型的生物基材和可再生生物降解材料,淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸,再通過化學合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物在特定條件下*降解,最終生成二氧化碳和水,不污染環(huán)境,這對保護環(huán)境非常有利,是工人的環(huán)境友好材料。
目前全降解包裝袋的主要生物基材料由pla+pbat組成,在堆肥情況下(60-70度)3-6個月可以*分解成水與二氧化碳,對環(huán)境無污染。
如果我們從材料的化學結(jié)構(gòu)角度來看這個問題,也許會更容易進一步理解。根據(jù)瑞典斯德哥爾摩大學環(huán)境科學與分析化學學院berit gewert團隊在2015年關于塑料聚合物制品的降解途徑研究(pathway for degradation of plastic polymers floating in the marine environment. environ. sci.: process impacts, 2015, 17, 1513-1521)中介紹,從塑料制品的化學結(jié)構(gòu)上分類,主要分為具有“碳-碳骨架”和“雜原子骨架”的兩類材料。
例如pe聚乙烯就屬于碳-碳鍵骨架的高分子塑料。由于結(jié)構(gòu)上整個主鏈均為碳原子,其原子核外電荷分布相對均勻,不容易受到其他親核化學物質(zhì)的攻擊而斷裂,比如酸堿。因此,化學穩(wěn)定性相對較高,不易短時間內(nèi)降解,只能通過高能紫外線、高溫氧化等手段來促進降解。
而上面談到的全降解塑料pla+pbat,其主鏈結(jié)構(gòu)均含有碳-氧雜原子結(jié)構(gòu),其原子核外電荷會因極化而分布不均,導致其更容易被其他親核化學物質(zhì)的攻擊而斷裂成小分子,從而進一步被微生物*降解。
pbat,聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯
pla,聚乳酸
另外,采用了這種雜原子骨架結(jié)構(gòu)的塑料制品還有一個額外的好處就是,因為雜原子鍵能比碳-碳鍵能高,因此材料的耐熱性能更好,再也不會出現(xiàn)pe塑料袋(耐溫70℃左右)被食物燙破的尷尬了。
既然塑料降解有這么多好處,那么能夠進行塑料降解測試的資質(zhì)就顯得尤為重要。
湖北洛克泰克公司的生物降解測試儀器全方案,可以覆蓋有氧/厭氧降解,堆肥/淡水/海水/污泥消化/高固態(tài),崩解/毒性測試等,符合相關國內(nèi)國際標準要求。經(jīng)過多次實踐證明,可降解塑料制品可以實現(xiàn)*降解。
▲ rtk pbda-300塑料生物降解分析儀
據(jù)洛克泰克應用工程師介紹,其自主研發(fā)的,rtk pbda-300塑料生物降解分析儀,全自動操作,節(jié)省人力,模塊化即插即用,ip地址跨平臺訪問與控制,溫度可以從5-70攝氏度,一機即可完成固體和液體樣品(有氧或厭氧條件下)的測量,滿足gb/t 19277.1-2011測量塑料可降解性能。
rtk pbda-300塑料生物降解分析儀全自動產(chǎn)品,18個通道同時進行實驗,如下圖‘生物降解百分率圖’,即生物降解率隨著時間變化曲線圖(橫坐標時間,縱坐標降解率百分比%)??梢酝瑫r選擇多個通道顯示曲線進行對比,不同通道的曲線顏色不同。右側(cè)表格顯示通道的計數(shù)值,用戶可勾選“濃度”/“產(chǎn)量/降解率”進行觀察曲線圖。
▲ rtk pbda-300塑料生物降解分析儀生物降解百分率圖
作為中國科學測試儀器研究型制造商,湖北洛克泰克儀器股份有限公司提供專業(yè)的科學測試儀器、測試方法、培訓及技術服務。在生物降解測試領域,湖北洛克泰克儀器股份儀器有限公司提供生物降解測試儀器全方案,包括cma、cnas、rheinland等認證所需生物降解測試儀器等。
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