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塑料袋即将成为历史!何不了解一下环境可降解材料?

2020-08-03  老三的休...
塑料袋即将成为历史!何不了解一下环境可降解材料?

回顾塑料袋的历史,也许很多人都不知道,早在19世纪50年代塑料袋就诞生了,二百多年来,塑料袋的发明从一场'白色革命'变成了'白色污染',对环境造成了极大的伤害。其实,奥地利科学家马克斯·舒施尼在发明出塑料袋之后就意识到这种产品很可能对环境造成污染,并央求其老板不要在找到降解方法之前上市,但是面对巨大的商业利益,这位老板背弃了诺言,快速推动塑料袋上市,而马克斯·舒施尼这位有责任感的科学家,深感自责最终上吊自杀。

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时至今日,随着全球环境的不断恶化,各种环境污染亟待处理,而杜绝塑料袋的滥用绝对是明智之举。我国早在多年前就推出了'限塑令',大型超市不再免费为用户提供塑料袋,近年来又不断推出各项环境治理措施,包括今年1月,国家发改委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,规定到2020年底,全国范围餐饮行业禁止使用不可降解的一次性塑料吸管。小小的一根吸管,使用也许几分钟,自然降解却需要几百年。

塑料袋即将成为历史!何不了解一下环境可降解材料?

据统计,中国每年塑料吸管大概使用460亿根约30000吨,而塑料袋的使用量就更是惊人,年使用量超过400万吨,每天使用量就达30亿个,这样造成的废旧塑料处理,会污染空气、水资源,还会占用大量土地。

举个例子吧。

'山竹',本世纪最强台风,光是风眼,就大过整个香港岛,威力相当于2600多颗原子弹同时爆炸。给我们带来犹如末日灾难般的体验后,它终于悄然离去,只留给了无数人的惊魂未定,瞠目结舌。人们责难大自然为何要如此无情。再看看台风退却后的场景,也许你会对自己一味怪罪自然而感到羞愧汗颜。放张图片感受一下……

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台风引起的海水倒灌,使得数以万计的垃圾向城市的每一个角落涌来。正如你所看到的,它们大多是塑料制品废物。地上全都是泡沫,塑料瓶,空饭盒以及各种垃圾。

这样的例子俯拾皆是。我们都知道,现代的生活离不开外卖。而大部分的外卖里无论是包装袋,还是餐盒,都是由塑料制成的。我们吃外卖时,撕开精致的包装后,懒得多看一眼就把它们装进塑料袋里,紧接着又把那些塑料盒、塑料碗、一次性筷子、塑料吸管……连同剩饭剩菜,扔在小区楼下的垃圾桶里。这有问题吗?好像没有。但是我们很多人可能不知道,一个塑料袋,它的使用寿命可能只有几个小时,但它的生命有多久呢?450年。它需要450年才能被降解。那这450年里它们去了哪里?有环保组织调研,每单外卖平均会消耗3.27个一次性塑料餐盒/杯,这意味着外卖每天消耗的餐盒超过6000万个。而且外卖所产生的塑料垃圾不及总量的千分之一。

但是如果我们可以改善塑料这种材料呢?

于是有了它-----环境可降解材料,它一般是指能被环境自然吸收,消化,分解,而不产生固体废弃物的一类材料。

到目前为止,根据降解方式不同,可将可降解塑料分为三类:光降解塑料、生物降解塑料、光-生物双降解塑料。

(1)光降解塑料

光降解塑料在日光照射下会发生裂化分解反应,使材料于日光照射后一段时间内失去机械强度,达到分解的目的。

光降解塑料分为共聚型和添加型两类。

前者是用一氧化碳或含碳单体与乙烯或其他烯烃单体合成的共聚物组成的塑料。

后者是在通用的塑料基材中加入如二苯甲酮、对苯醌等光敏剂后制得。该材料制造技术简单,但其缺点是因日照和气候变化难以预测,所以无法控制降解时间。

常用的塑料,如聚乙烯(PE)等受光照不能发生分解。这是因为照射到地球表面波长为300~400nm的近紫外光光能比共价键的解离能小得多。但如果某种塑料中含有醛、酮等羰基以及双键,就能吸收光能,进而引起降解。

欲使聚乙烯发生降解,可在聚乙烯基材中添加光敏剂,由光敏剂吸收更大的光能后产生自由基,然后促使其发生氧化反应而降解。

塑料袋即将成为历史!何不了解一下环境可降解材料?

光降解塑料的生产技术在20世纪80年代已经成熟,但因为此类塑料只适用于日照时间长,光照充足的地区使用,应用范围狭窄;

另一方面,光降解塑料的主要成分是难以完全降解的聚烯烃类树脂,且一些光敏剂为重金属物质,很难达到环保要求。

因此,从上世纪90年代起,单纯的光降解塑料的产量逐渐下降。

(2)生物降解塑料

生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物(如细菌、真菌和藻类)的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

生物降解塑料可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料(不完全生物降解塑料)两类。

完全生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)、经微生物发酵的农副产品或合成的具有生物降解性的高分子制得。如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。

破坏型生物降解塑料主要是由天然高分子原料与通用合成树脂通过共混或共聚方法制成。

生物降解的降解机制大致可分为如下三种作用阶段:

生物的物理作用阶段,由于微生物的增长而使塑料发生机械性的破坏;

生物化学阶段,由微生物对聚合物的作用而产生新的物质;

酶的直接作用,微生物侵蚀导致塑料分裂或氧化崩裂。

塑料袋即将成为历史!何不了解一下环境可降解材料?
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生物降解塑料的缺点:

可降解塑料袋承重能力低,不能满足顾客多装东西和反复使用的要求;

可降解塑料袋色泽暗淡发黄,透明度低,给人一种不够清洁和难看之感,用起来不放心;

价格偏高,成本难以接受。

生物降解的影响因素:

物质的化学结构。生物降解有机物的难易程度首先取决于生物本身的特性,同时也与有机物的结构特征有关。

共代谢作用。环境中的污染物常通过共代谢而获降解,尤其对一些结构复杂的有机污染物更是如此。

环境物理化学因素。包括微生物生长所需的营养元素、通气情况、酸碱度、温度、水分、光照和毒物等,均会影响微生物对污染物降解的范围与速度。

(3)光/生物全面降解性塑料

光-生物降解塑料是一种复合塑料。它结合光氧与生物全面降解作用,以达到完全降解的目的。而其之所以能够双降解,关键决定于它的整体材料中加有两种诱发剂,即在材料中掺混有生物降解剂淀粉,还掺有能诱发可控光化学反应的光敏剂以及自动氧化剂等助降解剂。

光—生物降解塑料实际上是光降解塑料的改进型,其应用领域与光降解塑料大体相同。

塑料袋即将成为历史!何不了解一下环境可降解材料?
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光-生物共降解机制是塑料先通过自然日光的作用发生光氧化降解,并在光降解达到衰变期后可继续被微生物降解,最终变成二氧化碳、水及一些低分子化合物,参与到大自然的循环过程中。

这种方法不仅克服了无光或者光照不足时材料不易降解或者降解不彻底的缺陷,还克服了生物降解塑料加工复杂,成本太高不易推广的弊端。

但目前这类降解塑料主要存在的问题在于,光和生物降解两者的有机结合尚不够理想,有待进一步开发。

参考材料来源网络

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