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1、可再生资源与可持续发展论文院系：专业：姓名：学号：淀粉塑料的应用与未来 随着塑料制品生产和应用的迅速发展,日益增长的塑料垃圾越来越被人们看作是对生态的严重威胁,而建填埋场的空间有限,特别是大城市,寸土如金更为突出;焚烧则设施需大量资金投入,同时也带来环保问题,因而上世纪80年代降解塑料风靡全球。当前,人们对降解塑料已形成共识,所谓降解塑料就必需在废弃后能短期百分之百降解为无害物质,如生成二氧化碳和水,否则就无推广意义,而淀粉是符合这一条件的,如能用它作为主要原料制成塑料,而不是仅作为填充料掺和到现行塑料树脂中,无疑是可以百分之百生物降解且不产生有害物质的。淀粉有着能再生、廉价、易保存
2、和便于运输的特点,在一定条件下可进行各种反应,派生出众多衍生物。而淀粉良好的可利用性和生物降解性使其成为生物降解材料的良好原料。当然在应用时也存在一些问题。淀粉本身是一种高亲水性物质,因而开展对其吸水能力、化学改性、在搅拌和高温下的流变行为以及抗热、抗机械剪切力等性能的研究十分必要,且超过150℃淀粉分子的糖甙键开始断裂,淀粉粒吸热而收缩,加工过程中对此应有对策。淀粉与某些化学单体在一定条件下可以进行接枝共聚反应,用于制造生物降解塑料是合适的,接枝淀粉和热塑性淀粉是希望所在。淀粉塑料制品虽然目前成本比现行塑料高10%～30%,但随着生产规模扩大及技术进步,随着某些场合下现行塑料制品的
3、禁用,淀粉作为原料来制生物降解塑料制品是有很大发展潜力的。20世纪中叶以来,各国科学家利用淀粉的接枝共聚制备了很多具有热塑性的共聚物,有很好的热塑性,且具有微生物降解能力,因而引起从事降解塑料的科学家们极大关注。现在已有许多专利报道了这种具有生物降解能力的塑料制品的制备一．淀粉塑料的应用1 淀粉/聚乙烯醇共混型淀粉塑料 由于它不含聚乙烯、聚氯乙烯等难降解树脂,因而可以全生物降解,国内第一个推出生产的淀粉塑料就是属于淀粉/聚乙烯醇共混型淀粉塑料,其力学性能与聚乙烯相似,而生物降解性能良好,因为其含淀粉较高,而聚乙烯醇及加入的助剂也是可以生物降解的,经在国内不同区域多点测试,表明在48
4、个月内能完全降解,且检测有关土壤,无有害物质产生。2 天然淀粉冲压成型降解餐具 塑料餐具以其质轻、价廉和力学性能好等优点称霸一次性餐具市场,仅以我国而言,快餐盒的每年消耗量已达130亿只以上,再加上数量众多的快餐盘、碗、杯和冷饮容器等,其数量十分巨大。然而在方便人们生活的同时却又带来严重的塑料白色污染,因而国家经贸委等部门已明令到2000年底禁止生产,这需大量替代品来填补。目前主要有淀粉塑料餐具、纸餐具和纤维质餐具,这些餐具的主要原料都是天然产物。3 全淀粉塑料 这类塑料含淀粉在90%以上,添加其他组分也是能完全降解的。淀粉本身要成为塑料,必须要改变其分子结构而具有热塑性能,因此
5、又称为热塑性淀粉塑料。全淀粉塑料的生产原理是使淀粉分子变构而无序化,形成了具有热塑性能的淀粉树脂,即所谓“热塑性淀粉”二．前景展望 为了解决严重的“白色污染”问题,世界各国均很重视降解塑料的研究,近年来更强调采用天然原料来制造降解塑料。天然原料一般会完全生物降解,所制造的塑料当然不会产生污染;再则天然原料可再生,取之不绝且廉价,因而采用天然原料制造可降解塑料成为这一领域开发研究的发展方向之一。就目前技术水平而言,过分夸张宣传,认为采用了这些天然材料就可解决“白色污染”显然是不恰当的,因为这些产品的应用性能并不理想,而且有些生产过程(如纸浆)反而污染严重;不过现在真正制约推广这些产品
6、的瓶颈问题是价格。所有天然原料制成的降解塑料产品其成本均比同类应用的现行塑料树脂(如聚乙烯、聚苯乙烯等)制成的塑料产品高,以成本较低的淀粉塑料产品为例,要高出15%左右。 国内外为解决这两个关键问题而努力,也有进展。最近日本绿色地球公司开发了性能较好的淀粉树脂,商品名为“绿色淀粉”;美国ＣｈａｍｐｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ公司制成了力学性能优良的淀粉纤维;巴西坎皮纳斯大学开发了由粟米、大豆等制成的降解塑料,替代聚苯乙烯泡沫塑料。国内中科院长春应化所、成都有机所、清华大学、华中农业大学和江西科学院等陆续推出了研究性成果,江西科学院研制成的全淀粉泡沫塑料可以替代聚苯乙烯泡沫塑料且
7、性能相当。 在降低成本方面,也取得了进展,美国饲料协会在1992年就发表过一组有趣数字,随着降解塑料产量的递增,其成本将大幅度下降,当时通用塑料(ＰＶＣ,ＰＥ等)的价格是08～1美元/ｋｇ,而生物降解全淀粉塑料则达到8美元/ｋｇ,但如将生产规模扩大到1万ｔ,则降到4～8美元/ｋｇ;如生产规模扩大到10万ｔ,则可降到1.2～2美元/ｋｇ。 由此可见,随着科技进步和人们努力,制约这类新材料的两大因素是可以解决的,完全生物降解淀粉塑料将定能提供大量的无污染塑
