生物降解材料是一種環(huán)保材料,可被微生物分解為無害物質(zhì),有助于減少對(duì)環(huán)境的污染。
生物降解材料憑借其優(yōu)良的物理性能,代替普通 PE塑料袋的趨勢(shì)已越發(fā)明顯,目前在服裝包裝、百貨商超、電子電器、日用品、酒店等都有廣泛的使用。
今天小編就生物降解材料的來源做一些簡(jiǎn)單說明,目前生物降解材料主要包括以下幾種:
1. 聚乳酸(PLA )
:原料主要是玉米淀粉,經(jīng)過發(fā)酵聚合得到。
是一種新型的生物基及可再生生物降解材料,具有完全生物降解性,可熱塑加工。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外,還具有高強(qiáng)度,高透明性,耐熱性好,可塑性強(qiáng)。含聚乳酸成分越多,產(chǎn)品表面珠光色更強(qiáng),手感更爽滑。聚乳酸具有抑菌抗霉作用,對(duì)食品有保鮮功能。
缺點(diǎn)是韌性差,脆斷,在薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用被限制。
2.聚3-羥基烷酸酯(PHA):
是由微生物通過各種碳源發(fā)酵而合成的不同結(jié)構(gòu)的脂肪族共聚聚酯,可被微生物完全分解為無害物質(zhì),有助于減少對(duì)環(huán)境的污染。 PHA根據(jù)碳源的不同可分為可降解塑料聚 3- 羥基烷酸酯(PHA) 、聚 3-羥基丁酸酯 (PHB) 、聚3- 羥基己酸酯 (PHH)
以及它們的共聚物等。
PHA 具有優(yōu)良的生物降解性、生物相容性、安全性、成膜性和成纖維性等性能,可用于制造生物降解塑料、纖維、農(nóng)用薄膜、生物醫(yī)用材料等。
3.聚ε-己內(nèi)酯PCL
是一種由ε - 己內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合得到的低熔點(diǎn)聚合物,熔點(diǎn)僅62 ℃。 PCL的降解性研究從 1976 年就已開始,可在厭氧和需氧的環(huán)境中被微生物完全分解。
PCL 的加工性能優(yōu)良,可用普通的塑料加工設(shè)備制成薄膜及其他制品。PCL 與其他聚合物的共混物也具有生物降解性,例如 PCL 與聚ε - 己內(nèi)酯琥珀酸 (PCL-g-PEC) 共混物,其生物降解性進(jìn)一步提高。
PCL 的降解產(chǎn)物為ε-己內(nèi)酯和二氧化碳,對(duì)人體無害。
PCL 主要用于醫(yī)用高分子材料、藥物緩釋基材、手術(shù)縫合線、生物組織工程支架材料、熱收縮材料、可降解塑料膜、農(nóng)用地膜、纖維型運(yùn)動(dòng)服和被褥等。
4.聚酯類--PBS/PBSA
PBS 和PBSA都是聚酯類生物降解材料,它們的原料主要是脂肪族或芳香族化合物。其中, PBS是脂肪族聚酯,而
PBSA 是芳香族聚酯。這些材料可以在堆肥、填埋等環(huán)境中完全分解為水和二氧化碳。
PBS 和PBSA具有優(yōu)良的物理性能和加工性能,可以制成薄膜、包裝材料、餐具、無紡布等可降解產(chǎn)品。它們的生物降解性取決于微生物的種類和作用條件,包括水分、溫度、濕度、氧氣等。
與聚乳酸相比, PBS 和PBSA 的韌性更好,不易脆斷,因此在薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用更有優(yōu)勢(shì)。同時(shí), PBS 和PBSA 的價(jià)格相對(duì)較低,可以降低生產(chǎn)成本。
5.脂肪族芳香族共聚酯
脂肪族芳香族共聚酯是一種具有優(yōu)良物理性能和加工性能的生物降解材料。它的原料包括脂肪族和芳香族化合物,可以制成薄膜、包裝材料、餐具、無紡布等可降解產(chǎn)品。
這種材料的生物降解性取決于微生物的種類和作用條件,包括水分、溫度、濕度、氧氣等。
與聚乳酸相比,脂肪族芳香族共聚酯的韌性更好,不易脆斷,因此在薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用更有優(yōu)勢(shì)。同時(shí),這種材料的價(jià)格相對(duì)較低,可以降低生產(chǎn)成本。
6.聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇( PVA )是一種具有廣泛應(yīng)用的生物降解材料,尤其在水溶性薄膜領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 PVA 薄膜具有良好的透明性、柔韌性和加工性能,可廣泛應(yīng)用于包裝、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。
PVA 還具有較好的水溶性,可直接溶解于水中,方便使用和回收。
此外, PVA 還可與其他生物降解材料共混制備復(fù)合材料,以改善其性能。例如, PVA 與聚乳酸( PLA )共混后可制備出具有良好韌性和加工性能的復(fù)合材料,這種復(fù)合材料既具有 PLA 的生物降解性,又具有
PVA 的良好加工性能和柔韌性。
總之,聚乙烯醇( PVA )作為一種生物降解材料,具有廣泛的應(yīng)用前景,尤其在水溶性薄膜領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高,相信 PVA 將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣。
7.二氧化碳共聚物
(一種研究中的新型材料)
以二氧化碳為單體原料在雙金屬配位
PBM型催化劑作用下,被活化到較高的程度時(shí),與環(huán)氧化物發(fā)生共聚反應(yīng),生成脂肪族聚碳酸酯( PPC ),經(jīng)過后處理,就得到二氧化碳樹脂材料。
二氧化碳共聚物的生產(chǎn)過程中,使用二氧化碳作為原料,減少了溫室氣體的排放,同時(shí)通過共聚反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為高分子材料。這種材料具有可降解性,可以在堆肥或填埋等環(huán)境中完全分解為水和二氧化碳。
這些生物降解材料的出現(xiàn)為減少塑料垃圾和保護(hù)環(huán)境提供了新的解決方案。然而,盡管這些材料具有優(yōu)良的生物降解性能,但它們的生產(chǎn)成本較高,仍需進(jìn)一步研發(fā)以降低生產(chǎn)成本,并提高生產(chǎn)效率,以便更廣泛地應(yīng)用于日常生活中。
無錫純宇環(huán)保制品有限公司
通過技術(shù)研發(fā),在以聚乳酸(PLA)為基礎(chǔ)上,結(jié)合PBAT(己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物)材料共混,提高了PLA的韌性,展現(xiàn)了兩者的互補(bǔ)性,通過吹膜等一系列的工藝流程,制作的產(chǎn)品比較穩(wěn)定,性能優(yōu)良、成本適中,生產(chǎn)技術(shù)較成熟、產(chǎn)業(yè)化程度較高,是未來行業(yè)發(fā)展主流,適合各個(gè)行業(yè)的包裝使用,發(fā)展前景巨大!