时间:2024-02-22 14:56:16
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇可降解塑料方法,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:F713.54 文献标识码:A
一、引言
“绿色发展”理念是在党的十八届五中全会上提出的将“生态文明建设”融入经济、政治、文化、社会建设各方面和全过程的全新发展理念,是关系我国发展全局的一场深刻变革,也是我国实现全面建成小康社会目标的重要途径。因此,对塑料行业进行产业调整、大力发展可降解塑料袋对进一步弘扬绿色文化,让绿色发展观念深入人心,形成节约资源和保护环境的产业结构和生产、生活方式,推进我国生态文明建设,促进绿色发展、建设美丽中国具有重要意义。
二、研究方法
首先,我们针对保定市消费者进行关于可降解塑料袋的购买行为的深入调查。本次调查过程中所发放的调查问卷模拟了消费者的整个购买过程,同时包含多个影响因素。调查范围主要集中在保定市的五个区内进行,从2016年6月到2016年7月,历时一月。本次调查的主要对象包括但不限于年龄在16岁以上的市民。问卷调查采用简单随机抽样方法,主要在保定市古莲花池、大润发超市、清苑县迈创新天地商厦、满城区燕赵综合超市附近等地区进行,共发放问卷300份,收回有效问卷221份。与此同时,我们现场采访了4个商户或超市负责人,包括城市集贸市场、农村集贸市场的商户和本市大、小型超市的售货员。并且重点访谈了保定市两家大型超市的经理、一家专业的塑料袋生产商和保定市环保局的负责人等;其次,我们通过分析调查数据,对保定市民的绿色需要与绿色需求进行总结分析,并发现保定市民的绿色需要与绿色需求并不匹配;再次,从绿色购买心理过程具体分析保定市民绿色消费行为;最后,从不同维度提出了促进可降解塑料袋市场发展的政策建议。
三、调查分析与结论
(一)“限塑令”实施效果不容乐观。保定市一家主要的塑料袋批发商在访谈中表示,在实施“限塑令”以后塑料袋使用量大约只减少了5%。造成这种结果主要有两个原因:一是自“限塑令”实施以后,有71%以上的消费者不再购买或使用塑料袋,但实际上购买的很多商品都有其自带的塑料袋。据调查数据显示,当前使用塑料袋的场所主要还是集中在超市、集贸市场、路边小摊等场所,特别是集贸市场,由于性质所限,塑料袋使用很难禁止。在关于“您认为颁布‘限塑令’后,其实施效果如何”的问题中,有43.1%的受访者认为“成效不大,没有明显变化”,而只有9.5%的受访者认为“非常有效,生活环境明显改善”。所以,“限塑令”实施后超市塑料袋使用量并非显著减少,在消费者心目中对生活环境改善的作用也不甚明显;二是由于人口基数增加和近年来城市人口规模不断扩大,致使集贸市场、超市等地的塑料袋使用量有增无减。
(二)对可降解塑料袋认知不足。有30.3%的受访者表示“没听说过可降解塑料袋”。另外,有相当一部分受访者对可降解塑料袋是否真正能完全降解仍然持怀疑态度,现在市面出售的可降解塑料袋都自称是可完全降解,但从外观上看它们之间差别不大。另外,还有部分消费者对各种不同的可降解塑料的种类及功能并不了解,导致对购买可降解塑料袋不放心。通过调查消费者对于可降解塑料袋的基本知识的了解程度,从一定程度上反映出这些年对可降解塑料袋的宣传力度和实际效果的不理想。消费者对可降解塑料袋的认识模糊,但值得一提的是,绝大多数消费者对可降解塑料袋都有购买的意愿,都怀有环保的热情。在思想上基本能意识到减少塑料袋的购买对保护环境的作用,形成了基本的环保意识。
(三)可降解塑料袋缺乏购买途径。通过本次调研的实地走访,不难发现,市场上售卖可降解塑料袋的商户少之又少,而购买的商户也表示不知道去哪里购买可降解塑料袋,56.7%的受访者表示对可降解塑料袋缺乏购买途径。自“限塑令”出台后,顾客使用塑料袋需缴纳相应费用,从而使其成为附加商品,而可降解塑料袋的价格又高于普通塑料袋,很多商家和顾客都很少选择可降解塑料袋,自然使其购买渠道收缩。
(四)可降解塑料袋贵在塑料膜。通过调查数据可以看出,只有11.4%的消费者表示以0.7元的价格去购买完全可降解塑料袋,而消费者购买塑料袋最看重的因素也是“价格因素”,比重占到了28%,也就是可降解塑料袋的价格是干扰因素之一。据塑料厂家反映,可降解塑料袋的主要成本在于塑料膜的制作,由于制作塑料膜的机器和技术基本上依赖引进,而且需要大量的劳动力参与,造成了引进的费用和人工成本的激增,最终导致了可降解塑料袋的价格偏高。
(五)对可降解塑料袋缺乏科学的定义。政府缺乏对可降解塑料袋标准的解释和宣传,一定程度上致使市民认识模糊,也表明了政府实施政策的颁布可能存在缺乏连贯性的问题。通过本次调查,大部分市民是无法分辨出各种标识的环保袋及可降解塑料袋的关系的。由于环保塑料和降解塑料的标准仍然存在缺位,“降解”成为许多商家的卖点和宣传点,真正的环保、降解塑料缺乏权威认定,使得可降解塑料产品质量参差不齐,一部分非降解塑料以降解、环保的标签进行兜售。
(六)传统宣传方式收效甚微,宣传媒介有待转型。在和保定市两家大型超市负责人访谈的过程中,我们了解到消费者对政策反应行为存在一定程度上的盲目性。消费者逐渐接受了商场不免费提供塑料袋的现实后,就按政策要求自带购物袋。当媒体宣传频率下降后,人们逐渐淡忘“限塑令”时,公众就开始选择最方便的方式,大多数人便倾向于自购塑料袋;另一方面随着移动智能的不断发展,传统的政策宣传渠道收效甚微,人们更倾向于在互联网上了解实时资讯。有35%的消费者认为,使用“微信微博”宣传环保政策更有效。
四、促进可降解塑料袋市场发展的政策建议
(一)强化规范性,积极探索实施“限塑令”的后续措施。市场主管部门要积极探索统一规范塑料袋生产加工市场,强化市场退出机制。探索塑料袋回收利用模式,提高资源利用率,满足消费者日常消费需求。制定统一的定价标准和行业规范,促使“限塑令”得到更好的实施。
(二)加大政府对环保事业的责任,帮助市民提升环保意识。环保政策的执行难点在于民众,广大民众很少知道可降解塑料袋的判断标准。其中的判断标准既包括成为可降解塑料袋的指标问题,又包括可降解塑料袋的判断标识,这两者之间相辅相成,缺一不可,共同维持环保秩序的稳定。政府需强化对绿色消费的宣传,结合传统媒体与新兴媒体的特点,有针对性地开展类似“绿色消费月”的活动,丰富宣传形式,提高生动性、活泼性,以促进消费者对可降解塑料袋的认知、购买和使用。同时,针对不同消费人群制作差异性的关于促进可降解塑料袋购买与使用的公益广告,也是宣传的一个方面。
(三)运用税收及政策机制,提高政策扶持力度。制定相关产品标志标准及质检方案;责令在高污染生产企业进行改造,不按期改造的可以将其停产;在利率、税收等方面对有环境保护标志产品的生产、流通及出口给予优惠;对不环保产品征收相应的“环境税”,运用经济手段从源头上减少塑料袋使用和污染物排放。
(四)改进营销策略,提高技术工艺,实现转型发展。购物袋是我们生活必不可少的快速消费品,适用于每个人生活的方方面面。就企业来说,应当加大绿色产品的研究、开发、营销的力度。增加研发投资,提高技术工艺,积极学习外国先进的环境制造技术和相应管理体系,降低对国外生产设备、技术的依赖,降低产品价格,使消费者对可降解塑料袋的购买欲望得到较大提升。同时,营销工作也是重中之重。例如,在可降解塑料袋上明确标示其类型、功能等。正如上文所言,目前市场上的可降解塑料袋良莠不齐,因而对可降解塑料袋的科学合理的定义并且向消费者推广这一概念至关重要。
(五)丰富可降解塑料袋的样式款式。对于消费者而言,可降解塑料袋与普通塑料袋的区别除了售价、组成成分,更多的在于款式。对于销售市场而言,可降解塑料袋的样式确实过于单调,基本以全白为主,将来若是在可降解塑料袋的款式上有所创新,其中不只是图案的变化,更可以是样式的变化,相信这样的销售渠道有更大拓宽的可能性。同时,让可降解塑料袋更美观实用,装载日常生活用品都可以使用可降解塑料袋,而非只在购物时才想起使用,这样久而久之形成使用习惯,也是对可降解塑料袋的宣传。
(六)引入NGO治理模式,强化社会监督。环保事业是社会生活的长期议题,引入NGO治理模式,能强化社会监督,弥补政府治理的不足。因此,NGO通过对塑料袋生产、销售、使用情况进行监督,举办有关可降解塑料袋的宣传教育活动,让绿色发展观念深入人心,引导公众建立健康环保的生活方式,形成节约资源和保护环境的生产、生活方式,以提高塑料制品回收利用水平和可降解塑料袋市场占有率。
主要参考文献:
一、引言
伴着我们物质生活水平节奏的不断提高,在我们身边一次性的塑料包装袋、包装膜正在大量的投入使用中,这些物品都对环境造成了严重的污染。在铁路沿线、旅游景点我们随处可见散落的一次性购物袋、包装膜,这些带给人们的是严重的视觉污染和景区生态环境的影响。
塑料由于性能优良,成型加工方便,广泛应用于各个领域。然而,由于塑料的降解缓慢性,其使用及废弃后对环境带来了严重威肋。而且塑料主要来源于石油类的不可再生资源,其大量消耗,势必引起严重的能源和人类生存危机。
可降解包装应运而上,它既能对食品起保护作用,又能防止因抛弃包装袋而形成的环境污染。20世纪80年代以后,国内外开展了可降解塑料的研究和生产。可降解塑料的应用减少了石油类资源的消耗,减轻了塑料废弃物对环境的严重污染。
所谓的可降解塑料是指完全在自然的条件下就可以完全降解的材料,以光降解和生物降解为主。
生物降解塑料的主要来源于淀粉、纤维素、壳聚糖及其他多糖类天然材料。其降解的最终产物为CO2和H2O,可完全为自然界吸纳。淀粉又是绿色植物光合作用的产生物,是丰富的可再生资源,它最主要的特点是为易受微生物侵蚀,为微生物提供养分,具有优良的生物降解性能。因此,淀粉在生物降解的材料领域得到了广泛的应用。
二、粉的结构和性能
淀粉是自然界中分布极为广泛的物质,分布于植物的根、茎、叶和果实中,目前常用的淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等。淀粉的分子式为(C6H5O10)n,n为聚合度,一般为800―3000.在我们日常生活中淀粉可分为两种,一种是可溶的,称为支链淀粉;另一种是不可溶的,称为直链淀粉。
天然淀粉是在其内部有结晶结构的小型颗粒状态存在着的,他的结构分为直连和支链两种,直链淀粉和支链淀粉的性质也是截然不同的,直链淀粉难溶于水且它的水溶液也是不稳定的,凝沉性也是比较强的,支链淀粉易溶于水,溶液稳定,凝沉性弱。直链淀粉可以制成强度高,柔软性好的透明薄膜,它无臭、无味、五毒,具有抗水和抗油性能,是一种良好的食品包装材料,支链淀粉也可以制成薄膜,但是性能差,遇水即溶。
三、淀粉及生物可降解材料
以淀粉为基质的降解塑料中有很重要的一部分,是以天然淀粉作为填充剂或是以天然淀粉和其衍生物为共混体系组成的塑料都属于此类,主要可以分为以下几种:
1.共混型
淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料,主要成分为淀粉(30%~60%),少量的PE的合成树脂,乙烯/乙烯醇(EVOH)共聚物,聚乙烯醇(PVA),纤维素,木质素等,其特点是淀粉含量高,部分产品可完全降解。
2.填充型淀粉塑料
所谓填充型淀粉塑料,又称生物破坏性塑料,其制造工艺是在通用的塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂,然后加工成型,淀粉含量不超过30%。严格地说,淀粉在塑料中并非仅仅起到一个填充的作用,而是在一定条件下,活化了淀粉与塑料中的羟基,使之形成了高聚物共混体。天然淀粉分子中一般都含有大量的羟基,使其分子内和分子间形成极强的氢键,分子极性较大,而合成树脂的极性较小,为疏水性物质。因此必须要对天然淀粉进行表面处理,以便于提高疏水性和其与高聚物的相容性。
3.全淀粉型
中图分类号TG7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)66-0076-02
近年来,随着改革开放的逐渐深入,我国的塑料包装工业发展相当迅速,同时也推动了我国的食品、日化、医药等各个行业的进步,而这些行业的进步又反过来进一步的促进塑料包装工业的发展。随着社会的发展与人们生活水平的提高,各种塑料包装在许多领域都扮演着十分重要的角色。同时工业品包装、家庭日用品包装、服装包装、药品包装等也大量的采用塑料包装,这些都在促使塑料包装的发展。进入新世纪后,可持续发展战略被高度重视起来,世界产业的变革也以此为基础,同时随着环境保护的呼声越来越高,消费者也对商品的包装开始重视起来,并且提出了更高的要求。如今绿色包装已经成为了国际环保发展的重要趋势,同时也是如今各个国家包装工业的主要发展潮流,同时也是提高产品的市场竞争力、避免出现个各种新的贸易壁垒的重要内容。如今绿色、低耗能、轻量化已经成为了塑料包装的主要趋势。
1 塑料包装绿色化趋势
1.1绿色包装内涵
现在对于绿色包装并没有一个统一的定义。通常情况下绿色包装主要包含了那些能够给进行循环复用、再生利用或者是可降解腐化,并且在产品的整个生命周期中不会对人体以及环境造成公害的包装。绿色包装最主要的意义就在于对环境的保护,并且还必须要兼备资源再生的特点。具体来说,绿色包装包含了以下的几个具体的方面:1)包装减量,绿色包装需要能够在满足保护、方便、销售等各种功能的前提下,尽可能的减少包装的用量,以此来达到节省资源和能源的目的;2)容易进行重复利用或者是方便回收再生,这是绿色包装十分重要的一点,多次的重复使用或者是通过相关的处理方法进行回收再生,那么就能够节省更多的资源;3)能够被降解腐化,绿色包装不能更够在废弃之后会成为永久垃圾,其废弃物必须要能够被分解腐化,只有这样才能够起到改善土壤的效果和目的;4)绿色包装所采用的材料本省不能够对人和其他生物、环境等产生毒害作用,在绿色包装中不能够含有有毒性的物质,或者是必须要在相关的标准之下;5)在包装产品的整个生命周期中都不能够对环境产生污染造成公害。
1.2绿色包装薄膜进展
可食性包装薄膜。这种包装薄膜主要是采用各种天然的可食性物质为主要的原料,然后通过不同分子之间的相互作用而最终形成一种拥有多孔网络结构的薄膜,例如壳聚糖可食性包装膜,玉米蛋白质包装膜等等。这种薄膜能够用于各种即食性食品的内包装,在食品行业有着十分广泛的应用
可降解塑料包装薄膜。传统的塑料包装薄膜,不仅仅是回收的难度很大,而且其废弃物也不易降解,如果是埋入地下,那么没有讲解的物质就会对土壤结构进行破坏,同时如果是采用焚烧的手段进行处理,那么就会产生出有毒气体对空气进行污染。可降解塑料包装薄膜不仅仅是具有传统塑料的各种功能和特性,同时还能够在其寿命终结后,可以通过土壤和水的微生物作用或者是通过其他的方式,在自然环境中进行分裂降解,并最终能够重新进入到整个生态环境中,真正的回归大自然。对于可降解塑料和生物/光降解塑料等,国内的研发已经覆盖了光降解、光生物降解、光氧生物降解、高淀粉含量型生物降解、全生物降解等许多大类,并且取得了相当良好的成就。可降解的塑料制品其在包装方面的应用遍及多个方面,例如普通包装薄、购物袋、垃圾袋等等。可降解塑料的使用对于环境质量的改善还环境保护发挥了十分积极的作用。
水溶性塑料包装薄膜,这种绿色包装材料在欧美、日本等国家和地区的使用较为广泛,常被用于农药、化肥、颜料、染料、清洁剂、水处理剂等各种化学试剂的包装中。相比而言水溶性塑料包装薄膜降解彻底,而且使用也十分安全,因此其已经被发达国家所重视。同时国内也有企业开始投入生产。
2 塑料包装加工工艺绿色化
随着科学技术的进步,塑料包装在加工生产的过程中也开始注重低能耗和绿色化,尽可能的减少对资源和能源的浪费,并使得生产出来的塑料包装对环境和人类的危害更小。
2.1塑料稳定化技术的开发和使用
对于日用化学品、灌装塑料容器、装食品用的托盘或周转箱等都能够利用塑料稳定化技术来制造出质量好的合适的塑料制品,而且通过塑料稳定化技术所制造出来的物品的再使用或回收再利用价值也相对更高。但是这种技术的发展关键是在于抗氧剂、紫外线稳定剂和自由基捕获剂的研发和制备,只有这些方面有了突破,这种技术才能够被更加广泛的使用。
2.2塑料可降解技术的研发和使用
塑料可降解技术是绿色化塑料的一项重要技术。从降解机理来看主要研究方向集中在这几个方向上:光降解机理、生物降解机理。在光降解塑料方面,研究开放已经有20余年的历史,并且其应用也十分的广泛,而且就技术上来说更加的成熟,主要有合成型光降解塑料、添加型光降解塑料这两大类。基于生物降解机理的生物降解塑料可以分为生物降解型和生物破坏性塑料这两种,目前正在实用化的生物可降解塑料主要有聚酯和多糖系这两大类。但是无论是哪一种可降解塑料在生产上成本都较高,而且就技术方面也不是相当的成熟。
2.3焚烧回收热能或采用炼钢炉再利用塑料废弃物的开发
焚烧兼回收热能是对塑料包装废弃物进行再资源化的一种重要的手段,同时也是当前对塑料包装废弃物进行治理的一种最为现实的选择。在开发绿色化的塑料包装时,还必须要考虑到对塑料包装的回收再利用,否则就不能称之为绿色化。因此,需要,设计出使用更为简便、寿命更长、价格更低的回收设备,以此来加速我国在塑料包装废弃物的再利用方面的研究开发进度。
3结论
总之,绿色化塑料包装是今后塑料包装发展的一个主要趋势,这种趋势是对当前的资源和环境现状以及人们的生活要求的一种迎合。
如今的塑料包装无论是在选材上还是在生产工艺上都在向着绿色化发展,并且遵循循环经济“减量化、再利用、资源化”的经济活动行为原则,这一切都是为了希望能够减少对环境和人类的影响。
一、纸盒
纸是人们最为熟悉的一类材料。“以纸代塑”自然成为了人们最先想到方案。以纸代塑技术即采用纸浆为原料,在模具中成型、烘干生产一次性餐具。优点:这种方法制作的餐具因其无毒无害、易回收、可再生利用、可降解等优点而被冠以“环保产品”的称号,是目前综合评价较好的替代技术。缺点:从纸的生产使用全过程来评价的话,该技术也有不足之处。一是纸浆的生产需要大量的森林资源,而我国的森林资源有限,大量的砍伐林木造成水土流失,因而不符合我国国情;另一方面,纸浆在生产时会造成严重的水污染,有的情况下污染程度甚至超过塑料。所以从宏观上来讲,以纸代塑技术并不能完全消除对环境的污染,只是将餐具对环境的污染提前到了制作餐盒时对环境的污染而已。再有,纸浆的生产成本高,使得用纸浆生产的纸餐具价格也比较高,因而以纸代塑也不是完美方案。
二、可降解塑料餐盒
此类餐盒的制造原料是可降解塑料,所谓可降解塑料就是在塑料的生产过程中加入一定量的添加剂,如光敏剂、淀粉等原料。优点:可降解塑料制品在使用完,并废弃在大自然中暴露三个月后,可由完整的形状分解成碎片,因而至少在视觉上改善了环境。缺点:这项技术最大的缺陷是,这些碎片不能继续降解,只不过是由大片变成小片塑料,不能从根本上胜任消除白色污染的任务。
三、植物纤维餐盒
1 绿色包装技术简介
1.1 绿色包装技术产生的背景
第二次技术革命之后,资本主义国家工业迅速发展,随之而来的环境问题也日渐突出。“环境保护”成为工业发展的负面影响。随着现代经济发展,人们越来越重视环境问题,1992年6月联合国环境与发展委员会通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪日程》等环境法规,在全球范围内掀起了保护环境和节约资源的浪潮。大多数的食品包装属于一次性包装,这些包装容器被丢弃之后会形成大量的固体废弃物,是环境污染的重要污染源之一。根据美国、日本和欧共体统计,包装废弃物每年排放量约占城市固体废弃物的1/3,体积上则占1/2,切排放量以每年10%的速度增加。由此可见包装废弃物对环境的破环非常严重;寻找绿色包装材料,研究绿色包装技术,减少包装废弃物对环境的污染是目前包装行业的发展趋势。
1.2 绿色包装技术的定义与内涵
根据可持续发展和世界专业学者的研究结论,绿色包装的定义可以概括为:对生态环境不造成污染,对人体健康不造成危害,能循环和再生利用,可促进持续发展的包装材料和结构。根据当今社会上所提倡的包装技术的“3R1D”原则,即包装减量化(Reduce)、包装材料重复利用(Reuse)、包装材料重复利用(Recycle)、包装废弃物的可降解(Degradabal),以及LCA生命周期评价方法上来看,有人认为绿色包装的内涵应包括四个方面:材料最省、废弃物最少、节省资源和能源、便于回收和再利用。
2 绿色包装材料
2.1 绿色包装材料的发展
包装的目的是为了保护商品,方便储运和促进销售:而包装材料是包装的承载体。绿色包装材料是近代以来,随着人们环保意识逐步提高而产生的。早在古代,人们会用芦苇、竹条、布料和藤条结成篮子来盛装食物;或者动物的皮革储存一些食物。随着陶瓷和纸张的发明,包装材料又有了新的选择。
2.2 绿色包装材料的分类
传统包装材料分为五大类:纸张、玻璃、塑料、金属和木材。大多数人认为纸张是最环保的包装材料,纸包装废弃物也可以回收再利用,如制成蜂窝纸板等。金属和玻璃可以回收利用;塑料却被我们认为是“白色污染”的主要来源。普通塑料埋在土壤中需要几百年才会降解。
绿色包装材料通常分为三大类:可回收处理再造材料、可降解回归自然的材料、可焚烧回收利用能源而又不污染大气的材料。塑料因为质轻、价廉的优势在包装中的应用越来越广泛,目前市场上的大部分商品使用都是塑料类的包装材料。瓶装水大部分采用PET作为包装材料,PP和PC因其耐高温性能比较优良,是许多杯瓶的材料。用这些材料制成的杯子既质轻易携带,又不容易打碎,是现在人们出行的首选;而且塑料在成型上比玻璃更具有优势,跟玻璃相比其成型温度低,而且成型方式多变,可以挤出成型、注射成型等。在众多的发泡材料中,乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚乙烯化学交联高发泡材料(PEF)是近年来新发展起来的新型环保材料;其缓冲隔震性能好,韧性强、隔热防潮、耐腐蚀、无毒、成型加工容易。并且EVA在自然条件下可降解,产物对环境无污染,是典型的绿色塑料包装材料。
木材作为包装材料的应用也很常见,主要用于一些高档礼品,如酒类、名贵药材等。木材作为包装材料应用最广的还是作为运输包装容器,如木制托盘、木质包装箱等。滑木箱和框架木箱是大型机械和重型物品的主要包装容器,内装容器质量可达几十吨,强度高,是运输包装的重要容器。但是近年来,木质托盘在出口方面限制越来越多,木材在出口是需要进行安全检疫。木材中含有寄生的微生物,在进出口贸易中会造成物种入侵,破坏当地的生态平衡。
3 绿色包装材料发展前景展望
3.1 绿色新材料展望
随着环境问题的日益突出,寻求环保新材料迫在眉睫。可降解塑料的研究备受瞩目,我国在这方面也有一些进展。目前建成的降解塑料生产线约90条;其中淀粉填充聚乙烯、聚苯乙烯生产线44条,光降解塑料生产线35条,淀粉聚乙烯醇合金生产线一条,全淀粉生产线一条。目前也有很多企业尝试研发可降解材料,其中可降解餐盒研究取得了较大的进展。市场上也出现了玉米淀粉可降解餐盒,和其他可降解餐盒。
3.2 绿色包装材料的经济展望
当今社会,人们提倡绿色消费,消费者的观念影响着市场;环保理念的深入企业也向着绿色采购、绿色生产、绿色销售的方向过渡;目前绿色材料正处于研究阶段,生产成本较高,采用绿色材料之后包装成本会上升,企业会提高销售价格;跟普通包装的产品包装相比可能销售量会减少。国家可以对绿色包装企业实行一些优惠政策,发挥政府的宏观调控的经济功能,促进绿色包装的发展。
参考文献
[1]高愿军,熊卫东.食品包装[M].北京:化学工业出版社,2005.
有益环保的包装设计,就是在进行产品包装设计时,首先将环保安全放在首位。关于环保的包装设计很多学者和专家进行了专门研究,提出了许多先进的设计方法。在众多的设计方法中,目前公认的理想包装设计就是绿色包装设计。
(1)绿色包装设计概念
绿色包装设计指产品与包装的寿命周期相复合的设计。它主要使包装在产品生命周期中发挥作用后无环境污染。图1为包装与产品使用周期的组合作用图。
(2)绿色包装设计原理
研制开发无毒、无污染(包括材料的自身生产过程)、可回收利用、可再生或降解的包装原辅材料。
研究现有包装材料有害成分(如泡沬快餐盒的CFC)的控制技术与替代技术,以及自然“贫乏材料”的替代技术(如以塑代木、以纸代塑等)。
优化包装结构,减少包装材料消耗,努力实现包装减量化。
提出包装废弃物的回收处理技术与方法。其主要包括可直接重复使用的包装、可修复的包装,可再生的废弃物、可降解的废弃物、只能被填埋焚化处理的废弃物等。如图2是包装废弃物回收处理的系统框图。
2.有益环保的包装制造(生产)引导
有益环保的包装生产主要是指在加工制造包装的过程中,不产生有损环保的气、液、光、热、味等以及发?环境和对人体有害的各种反应(光反应、化学反应和热反应)。
现以生产中的用材选择与生产相结合从环保上加以分析。
(1)注重轻量化、薄型化、无毒化、高性能
就是对包装材料生产过程加以分析。主要是对现有的包装材料进行开发、深加工,在保证实现产品包装基本功能的基础上,避免过分包装,尽量降低包装成本,节约包装材料资源,减少包装材料废弃物的产生量,努力研制开发出轻量化、无氟化、高性能的新型包装材料。如采用新型的镁质材料部分地代替金属包装材料,制得的小型包装罐质地坚固、外形美观、重量轻,可代替马口铁罐,作为涂料、五金、黄溃等的包装^
(2)方便回收使用和再生利用
包装经使用后能方便回收和重复使用是保护环境、促进包装材料再循环使用的一种最积极的废弃物回收处理方法,如啤酒、饮料、酱油、醋等玻璃瓶的多次复用:瑞典等国家聚酯PET瓶和PC奶瓶的重复使用可达20次以上。再生利用是解决固体废弃物的好方法,并且在部分国家已成为解决材料来源,缓解环境污染的有效途径。
(3)可食性效果好
可食性包装是未来的发展方向,它具有原料丰富,可以食用,对人体无害甚至有利,具有一定强度等特点,在近几年获得了迅速发展。可食性包装材料现已广泛地应用于食品、药品等的包装。可食性包装材料的原料主要有淀粉、蛋白质、植物纤维和其它天然物质。
(4)可降解效果好
可降解塑料可广泛用于食品包装、周转箱、杂货箱、工具包装及部分机电产品的外包装箱。可降解塑料包装材料既具有传统塑料的功能和特性,又可在完成使用寿命以后,通过土壤和水的微生物作用,或通过阳光中紫外线的作用在自然环境中分裂降解和还原,最终以无毒形式重新进人生态环境中,回归大自然。可降解塑料一般可分为生物降解塑料、生物分裂塑料、光降解塑料和生物/光双降解塑料。
(5)尽可能采用天然材质或再生资源材料
一般天然材质和再生材料加工过程中产生污染较小,而合成材料的降解性和用后处理都较困难。塑料、玻璃和金属等包装材料的废弃物已成为污染环境的重要因素,并且因资源不可再生,能源消耗大而导致生产成本高。然而用于包装的天然生物材料如纸、木材、竹编材料、木屑、麻类棉织品、柳条、芦苇以及农作物茎杆、稻草、麦秸等均匀可在自然环境中极容易分解,不污染生态环境,而且可资源再生,成本较低。
(6)大力发展纸包装
目前纸包装被公认为再生或利用和加工效果好的包装。纸包装具有很多优点,如资源相对丰富,易回收,无污染。西方发达国家早就开始用纸包装来包装汉堡包、快餐、饮料等,并有取代塑料软包装之势。我国也在着手研制用纤维膜替代塑料膜作为农用薄膜,以避免对农田的污染。在世界各国包装产品所用材料的比例中,纸的使用量占据首位。
据统计,美国为51%,日本为39.6%,我国为36.7%。据联合国粮农组织统计,200(坪,世界人均耗纸将达100kg,纸包装产品将占包装产量的40%?50%。由于我国森林资源贫乏,需要探索新的非木纸浆资源,用芦苇、竹子、甘蔗、棉杆、麦稻等代替木材造纸,并设法扩大造纸木材的树种和充分利用丫材、废弃材和加工剰余边材,以扩大纸包装原料来源。
宣传引导,其内容包括环境危机与污染源教育、包装废弃物回收灌教育、环保法规教育、以及环保行为教育等。
3.有益环保的包装消费引导
包装消费的环保引导,主要指消费者在商品的选用、使用、用后处置多方面的引导,主要做到以下几点:
(1)让绿色包装知识贯彻到人们的生活与消费过程中。树立消费者的环保观念,使自己的消费与环保相结合。进行绿色宣传引导,其内容包括环境危机与污染源教育、包装废弃物回收灌教育、环保法规教育、以及环保行为教育等。In
(2)包装消费的权利与义务引导|
主要从服务与信息的法律和服务意识方面加以引导,消费者有权利了解所选购(消费>商品的包装的作用性能、用后的处置方法,处置时对环境的影响等。而包装消费的义务是商品的生产与提供者应在商品包装上或专门的媒体上对包装(所用到的)的相关信息加以说明,告知消费者。
(1)包装消费方式的引导
主要指消费者在市场上的消费对包装的行为引导。从环境与绿色消费上灌输一些基本的消费原则。
适度原则
适度原则指在消费时,能用简易包装绝不用礼品包装;能用小型包装绝不用大型包装,能用轻包装绝不用重包装;能用黑白包装制品而绝不用彩色包装制品……。
适量原则
适量原则指在消费时,能用一件包装绝不用多件包装,能用单层包装绝不用多层包装;能用单质材料包装绝不用复合材料包装;能用大包装时绝不用小包装(一件大包装相当于多件小包装)。
适时原则
适时原则指及时处理与及时反馈。就是当消费完其商品后将
包装及时按要求回收处理,同时在消费商品时将包装出现的问题向有关部门(如商家、厂家、技术监督部门等)及时反映,以便改进包装。
众所周知随着社会经济的飞速发展,白色污染在一步步的向我们逼近。白色污染主要来源于塑料包装袋和一次性塑料餐盒。由于塑料制品的生产成本低、质轻、耐腐蚀、强度高、防水、便利、外形美观、色泽鲜艳、生产技术成熟等特点在全国广泛应用。但对其使用后回收难度大、利用价值低的塑料购物袋、垃圾袋等等,至今一直困扰着我们。[1]
一、何谓白色污染及其产生原因
白色污染是指一次性塑料制品(包括塑料餐盒、包装材料、农用地膜等)在其使用后,由于缺少回收利用的价值,其中绝大部分被丢弃在环境中,不仅破坏了景观,而且对自然环境也造成了危害。由于这种废弃的一次性塑料制品通常为白色,因此被形象的称为白色污染。
由于这些塑料垃圾没有得到妥善的管理和处置,垃圾没有实行分类收集,能回收的不回收利用。垃圾最终的处置方式基本上停在堆放或浅埋的水平,一些城镇将江、河、湖岸作为天然垃圾场,许多地方没有建立起与生产经营相配套的垃圾收集系统,垃圾放任自流、管理薄弱,人们对环境保护的意识比较淡薄,造成滥用和随意乱倒现象普遍发生。
二、白色污染的危害
1.白色污染危害人类健康
塑料袋的主要成分是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。目前市场上流行的塑料袋绝大多数是小型企业或家庭作坊生产的,有大部分是再生塑料制品,是利用工业废弃物和医疗机构丢弃的塑垃圾及垃圾站收集的废旧塑料加工的。尤其是彩色再生性塑料袋,使用的着色剂通常含有苯并吡,是一种很强的致癌物质,与食品接触后,可能会转移到食品中对人体造成慢性中毒。[2]
2.白色污染对环境的影响
(一)视觉污染
走在大街上、街心花园以及著名风景区等经常会发现被随意丢弃的塑料制品,不但影响了城市风景的美观,而且严重污染了环境。
(二)影响农作物的生长和收成
废塑料特别是塑料膜、塑料袋、一次性餐盒、饮料瓶等,这些体积大、重量轻、不易腐烂、不易分解的塑料混入土壤中后,会影响地下水的下渗、植物对养分的吸收,因其不透气而破坏土壤质量,影响植物的生长,从而使农作物减产。
(三)危及动物和水生生物的安全
动物误食后易引起肠梗阻而死,若遗弃在江河、湖海,可导致水生生物的死忙。[3]
(四)潜在危机
有些白色垃圾不易回收,回收利用的成本高、效率低;难以降解,现阶段主要处理方法有焚烧和填埋,若将其焚烧,则会产生大量的有毒烟雾,污染大气。填埋处理不能随处进行,否则将对土壤污染,且大规模集中填埋是一项大工程,耗资较大;高温则分解出毒害物质,塑料制品本无毒,但在温度达到65℃以上时,就会分解出毒害物质,污染环境,特别是食品污染最为突出。
三、白色污染的防治
对于白色污染的防治主要从行政和技术两方面进行:
(一)行政方面
1.加强管理
在街道两旁设一些垃圾箱,尤其是人流比较密集的街道。并请相关部门加以监督。在超市购物后使用的方便袋不再免费,而是收取一定的费用,这样就大大的减少了塑料袋的使用。
2.禁止使用一次性难降解的塑料包装物
我国部分城市颁布了相关法规、政策,禁止使用销售和使用不可降解或难降解的塑料包装袋和一次性泡沫塑料餐具。通过采取这一措施,虽然在一定范围,一定程度上减少了“白色污染”危害,但从实践结果来看并不是十分理想。禁止使用此类包装物,就必然要有其替代品的产生,但是替代品在价格与品质上均无法与塑料制品竞争。因此,在市场经济条件下,仅靠行政命令,不考虑经济杠杆的调节作用,操作起来是很困难的。
3.强制回收利用
对于一些清洁的废旧塑料包装物可以循环使用,或重新用于造粒、炼油、制漆、作建筑材料等。回收利用符合固体废物处理的“减量化、资源化、无害化”的通用原则。回收利用不仅可以避免“视觉污染”,而且可以解决“潜在危害”,缓解资源压力,减轻城市生活垃圾处置负荷,节约土地,并可取得一定的经济效益。这是一个标本兼治的好办法。
(二)技术方面
1.以纸代塑
以纸代塑是指用纸制品代替塑料制品。一般纸制品分为两种,一种是纸浆膜塑制品,主要是以芦苇、蔗渣等草木植物浆为原料。另一类是纸板制品,主要原料是木材,每生产1吨纸板就需用七百吨水。用以上材料制成的纸制品,废弃后很容易被土壤中的微生物解,因此减少了对环境的污染同时也解决了白色污染的潜在危害。但同时也带来了新的环境问题。造纸需要消耗大量的木材,造纸过程中也会产生大量的污水。[4]
2.开发可降解塑料
并不是所有塑料包装物都是能回收利用的。例如,购物袋、垃圾袋和地膜等,回收难度大、利用价值不高应积极研制开发可降解塑料。可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、光敏剂、生物降解剂等),稳定性下降,使用后的塑料包装废弃物能在短期内,经光或生物降解作用,裂解为分子量较小的烯烃物质,粉碎成小碎片,达到缓解环境污染的目的。
四、建议
1.加强宣传教育,提高全民的环保意识。
2.加强对城市、风景旅游区、交通干线、水域等地方的“白色污染”的管理工作。
3.加大科技投入,研制降解期短价格低廉的可降解塑料。[5]
4.制定适当的经济政策,建立在市场经济条件下消除“白色污染”的良性运作机制。
5.建立全国性的专门法规,约束公民和餐饮、交通等行业的工作人员的行为。
参考文献:
[1]马艳茹,白色污染与塑料包装物,2000.3
[2]刘春乐,让“白色污染”远离我们的生活,保定日报,2006年5月8日第B02版
绿色设计理念也称作生态理念、环保设计等。绿色设计理念是指在产品的设计过程中,要合理分析并总结出产品的一系列性能、功用、质地、开发周期以及产品的成本,而对产品是否影响资源和环境更应当作重点考虑,使得绿色产品较传统的产品在各方面都更具优势,力求在各方面都做到绿色节能环保。在产品的设计阶段应将环境污染因素和节能减排、不对生态圈造成压力当作首要设计因素,采取合理有效的防污生产措施,减少工业生产中因有害物质的排放给人类的生活环境造成的危害和干扰,减少能源的消耗,并在此前提下尽可能地使用可再生资源或者可循环使用的资源。
1.2绿色理念包装设计的准则
以人为本的思想是绿色理念包装设计的基本理念,绿色理念包装相对传统包装而言更具有深层次的内涵和人文关怀,它所传递和表达的信息量大且涵盖的范围广。绿色理念以环保、健康为准则,研制出有利于人类社会和谐、高速、健康发展的产品。
2现代社会对绿色包装设计的要求
2.1绿色包装的结构
在商品时代的今天,绿色包装以其特有的结构特征赢得初步胜利。在包装的结构上,绿色产品较传统产品的包装而言,使用更方便,搬运更合理,储藏更可靠,解读更方便,它具有传统产品包装不具备的各种优良性能,更好地满足了消费者心理和生理上的需求。在人类社会高速发展的今天,人们已不能只满足于产品包装的基本性能,更多的人寻求的是心理和生理上的舒适和满足,从中获取更多的益处,当代设计离不开这些因素,或者说正是因为这些因素使得当代产品包装的发展方向更为明确。包装的结构,无论大小都应倾注绿色设计理念,因为产品的结构更能体现产品的好坏和它的优劣。绿色设计理念想要准确地传达产品包装的内涵和信息,必须在它的结构上下工夫,从产品性能、用途以及消费对象方面综合分析和研究,研制出适合产品要求的绿色包装才是当务之急。
2.2绿色包装的造型
产品的包装造型属于产品的基本属性因素,也是产品设计中较为重要的方面。现代化的生活使得人们崇尚简约主义,当然在绿色产品造型设计上也融入了简约设计的元素,产品的造型应简单、干净、有内涵,同时简约的产品包装设计也可以减少材料的消耗。使用简单的形状、颜色,做到产品包装外观的简约,在产品的包装设计上力求用最少的基本元素达到最佳的效果。
2.3绿色包装的材料
绿色包装材料是顺应社会的需求产生的,人们利用可循环使用的再生资源来制作产品包装,在一定程度上节约了大量资源和成本。开发使用绿色包装材料迫在眉睫,此类材料干净、卫生、无污染。绿色包装材料多使用可再利用的材料,这类材料在使用的过程中应限制材料的种类数,缩减材料的种类可以增加同类材料的使用量,即用种类尽可能少的材料作包装材料,与此同时人们要考虑材料的兼容性,使自然资源被合理的开发利用,并且使得自然资源良性循环。人们对废弃的或者不被重视的自然资源应该合理的开发和利用,比如玉米杆、麦秆等被丢弃的绿色材料,应该根据其特性来设计研制出可利用的绿色包装。使用绿色包装必须确保包装原料的安全化,材料不能含有有毒有害物质,以便在回收以后对废弃包装进行处理,同时制成的绿色包装也要容易分类,以便处理。通常被用来制作绿色包装的材料有以下几种。
2.3.1可降解塑料
可降解塑料的分子内部结构比较特殊,其化学结构在一定的外界环境下能够发生改变,因此用可降解塑料作产品包装材料不会造成环境污染。可降解塑料包装材料制作简单,降解速度较快,可以通过紫外线的照射、土壤和水中的微生物作用达到降解的目的。通过微生物的代谢作用,可降解塑料包装材料又被还原成简单的化学成分,这种可降解塑料无毒,对人体和人类的生活环境不会造成威胁,当它以新的形式进入到生态环境中后,又可以重新组合,从而被再次利用。现代科技需要以可降解塑料作原料来进行包装的加工、分解、再利用。
2.3.2可重复再生材料
可重复再生材料具有可重复利用的特点,相对传统包装材料而言在一定程度上节约了资源,降低了成本。生活中常见的可重复利用包装有盛装各种酒、饮料、食用油等的玻璃瓶或塑料瓶,这些玻璃瓶都可以回收利用,前提是这些玻璃瓶中不能含有金属、陶瓷等其他物质,根据玻璃瓶的颜色可将其进行分类收集,以便再生利用。
2.3.3可食性材料
作为一种新型绿色包装材料,可食性材料已经在食品方面得到了较为广泛的运用,可食性材料不含有害物质,加工简单方便。可食性包装材料在实现产品包装功能后,也可以将其“废弃物”当作食用原料来使用,体现包装材料的多功能性。可食用包装材料质轻、干净、无毒无味,可随身携带,保存方便。可食性材料的种类有很多,经过一系列的组合、加热、加压等方法制成。不同产品所需要的可食性包装材料也不同,根据原料的特性将可食性材料进行分类加工,主要的可食性包装材料可分为五大类:(1)淀粉类可食性包装材料。淀粉类可食性包装材料主要成分是淀粉,使用各种天然果实淀粉,再加入天然无毒的植物胶或动物胶以一定的比例制成。(1)蛋白质类可食性包装材料。众所周知,蛋白质具有胶体性质,加入改变蛋白质胶体亲水性的添加剂,制得以薄膜形式存在的包装材料。(2)多糖类可食性包装材料。以多糖食品为原料,利用多糖食物的凝胶作用制得。(4)脂肪类可食性包装材料。由不同来源的脂肪提炼得到相应的包装薄膜。(5)复合类可食性包装材料。复合类可食性包装材料由多种材料组合,采用不同的加工工艺制得。
2.4绿色包装的生命周期
所有的产品包装都有生命周期,和传统的产品包装生命周期相比,绿色产品包装的生命周期不仅包括从包装设计、制造、装配、运输、使用到变成废弃品为止经历的所有时间,还包括从废弃后到再利用的时间。
2.5绿色产品的营销
绿色产品从生产者手中到消费者手中所经过的由众多执行不同职能、不同名称的中间商连接起来的通道,通过中间机构进行营销活动,绿色产品应在适当的时间,按照相应的价格进行配送与销售。产品的绿色营销因素体现在消费者购买和使用的时候,企业应该大力宣扬绿色产品较传统产品的优点,让更多的人加入到“绿色消费潮流”中,促进绿色消费。
3绿色理念在包装设计中的应用绿
色包装凭借自身独特的文化内涵和多元化的性能占据了很大的市场,它昭示了人类社会在长期的发展过程中,物竞天择、优胜劣汰的必然发展趋势。人们通过匠心独运的绿色设计理念设计出的包装更加简约时尚。就拿绿色包装在食品中的运用来说,绿色食品包装在生活中使用得很普遍,它在使用之后可以通过降解程序再回收利用,对人体的心理和生理机制都没有危害,绿色食品包装设计凸显出经济价值,绿色食品包装是绿色设计理念发展的必然趋势。有的绿色产品包装还可以供人食用,对人体有一定的营养价值。绿色食品包装在讲究环境效益的同时,也体现了产品的经济价值,必将推动“绿色消费浪潮”。
为解决由于人们过度追求产品包装所导致的环境污染和资源浪费问题,即包装中存在的生态学问题,世界环保组织曾呼吁所有人了解绿色包装设计的新内涵,绿色包装设计要减少包装材料的消耗,节约自然资源,包装容器可以经过回收再次填充使用,包装材料具有可循环使用的特性,并且可以在自然界的作用下降解。
在产品包装中引入绿色理念这一概念,使设计者在产品包装设计中产生许多绿色理念的构想,这种绿色包装不会污染生态环境,也不会危害人体健康,能循环使用,是一种可持续发展的包装物质。人类的新价值观将会使得绿色设计理念受到全人类的关注,成为人类社会发展不可缺少的具有深层价值的理念。
中图分类号:tq464 文献标识码:a
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式: 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏; 微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1生物可降解高分子材料概念及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。
2生物可降解高分子材料的类型
按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。
3生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。
4生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考文献
[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[j].塑料科技,2009,(03):89-93.
中图分类号:TQ464 文献标识码:A
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式: 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏; 微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1生物可降解高分子材料概念及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。
2生物可降解高分子材料的类型
按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI 公司生产的“Biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET) 和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。
3生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。
4生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考文献
[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[J].塑料科技,2009,(03):89-93.