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隨著塑料制品生產(chǎn)和應(yīng)用的迅速發(fā)展,日益增長(zhǎng)的塑料垃圾越來(lái)越被人們看作是對(duì)生態(tài)的嚴(yán)重威脅,而建填埋場(chǎng)的空間有限,特別是大城市,寸土如金更為突出;焚燒則設(shè)施需大量資金投入,同時(shí)也帶來(lái)環(huán)保問(wèn)題,因而上世紀(jì)80年代降解塑料風(fēng)靡全球。當(dāng)前,人們對(duì)降解塑料已形成共識(shí),所謂降解塑料就必需在廢棄后能短期百分之百降解為無(wú)害物質(zhì),如生成二氧化碳和水,否則就無(wú)推廣意義,而淀粉是符合這一條件的,如能用它作為主要原料制成塑料,而不是僅作為填充料摻和到現(xiàn)行塑料樹脂中,無(wú)疑是可以百分之百生物降解且不產(chǎn)生有害物質(zhì)的。</p>
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淀粉有著能再生、廉價(jià)、易保存和便于運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),在一定條件下可進(jìn)行各種反應(yīng),派生出眾多衍生物。而淀粉良好的可利用性和生物降解性使其成為生物降解材料的良好原料。當(dāng)然在應(yīng)用時(shí)也存在一些問(wèn)題。淀粉本身是一種高親水性物質(zhì),因而開展對(duì)其吸水能力、化學(xué)改性、在攪拌和高溫下的流變行為以及抗熱、抗機(jī)械剪切力等性能的研究十分必要,且超過(guò)150℃淀粉分子的糖甙鍵開始斷裂,淀粉粒吸熱而收縮,加工過(guò)程中對(duì)此應(yīng)有對(duì)策。淀粉與某些化學(xué)單體在一定條件下可以進(jìn)行接枝共聚反應(yīng),用于制造生物降解塑料是合適的,接枝淀粉和熱塑性淀粉是希望所在。</p>
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由于它不含聚乙烯、聚氯乙烯等難降解樹脂,因而可以全生物降解,國(guó)內(nèi)第一個(gè)推出生產(chǎn)的淀粉塑料就是屬于淀粉/聚乙烯醇共混型淀粉塑料,它是由江西科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所研制成功,并于1989年建立了生產(chǎn)線,其組分含淀粉是在60%,大大高于填充型淀粉塑料,其力學(xué)性能與聚乙烯相似,而生物降解性能良好,因?yàn)槠浜矸圯^高,而聚乙烯醇及加入的助劑也是可以生物降解的,經(jīng)在國(guó)內(nèi)不同區(qū)域多點(diǎn)測(cè)試,表明在48個(gè)月內(nèi)能完全降解,且檢測(cè)有關(guān)土壤,無(wú)有害物質(zhì)產(chǎn)生。其生產(chǎn)方法是淀粉預(yù)先改性,再在有關(guān)助劑的存在下與聚乙烯醇共混生成樹脂,再加工成為塑料制品。其優(yōu)點(diǎn)是樹脂不需干燥可直接加工成為塑料制品,但缺陷也是明顯的,其最大缺點(diǎn)是能耗高,使成本降不下來(lái);其次加工設(shè)備要用流延機(jī),而不能用一般塑料加工廠原有的擠塑機(jī)、壓延機(jī)和注塑機(jī)等,因而按這種工藝生產(chǎn)需另購(gòu)設(shè)備,加重了廠家的負(fù)擔(dān)。</p>
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塑料餐具以其質(zhì)輕、價(jià)廉和力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)稱霸一次性餐具市場(chǎng),僅以我國(guó)而言,快餐盒的每年消耗量已達(dá)130億只以上,再加上數(shù)量眾多的快餐盤、碗、杯和冷飲容器等,其數(shù)量十分巨大。然而在方便人們生活的同時(shí)卻又帶來(lái)嚴(yán)重的塑料白色污染,因而國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等部門已明令到2000年底禁止生產(chǎn),這需大量替代品來(lái)填補(bǔ)。目前主要有淀粉塑料餐具、紙餐具和纖維質(zhì)餐具,這些餐具的主要原料都是天然產(chǎn)物。</p>
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我國(guó)在20世紀(jì)90年代初開展全淀粉熱塑性塑料研究,中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所,浙江大學(xué),天津大學(xué)、北京輕工學(xué)院和江西科學(xué)院等單位采用多種工藝進(jìn)行淀粉無(wú)序研究,歸結(jié)起來(lái)采用了4種不同的方法使淀粉分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生無(wú)序化傾向,從而使復(fù)合或改性的淀粉本身具有熱塑性。</p>
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為了解決嚴(yán)重的“白色污染”問(wèn)題,世界各國(guó)均很重視降解塑料的研究,近年來(lái)更強(qiáng)調(diào)采用天然原料來(lái)制造降解塑料。天然原料一般會(huì)完全生物降解,所制造的塑料當(dāng)然不會(huì)產(chǎn)生污染;再則天然原料可再生,取之不絕且廉價(jià),因而采用天然原料制造可降解塑料成為這一領(lǐng)域開發(fā)研究的發(fā)展方向之一。就目前技術(shù)水平而言,過(guò)分夸張宣傳,認(rèn)為采用了這些天然材料就可解決“白色污染”顯然是不恰當(dāng)?shù)?因?yàn)檫@些產(chǎn)品的應(yīng)用性能并不理想,而且有些生產(chǎn)過(guò)程(如紙漿)反而污染嚴(yán)重;不過(guò)現(xiàn)在真正制約推廣這些產(chǎn)品的瓶頸問(wèn)題是價(jià)格。</p>
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