可降解材料在食品容器和包裝行業(yè)的應(yīng)用

在包裝材料中,一次性使用地商品包裝和容器地用量非常大,是造成“白色污染”地主要源頭,因此用生物降解材料制成地食品袋、包裝袋、垃圾袋以及各種包裝容器等備受青睞.

生物降解包裝材料一般是將可降解地高分子聚合物加入到層壓膜中或直接與層壓材料共混成膜.食品包裝材料和容器一般要求能保證食品不腐爛、隔離氧氣且材料無毒.其中代表性地是PHB與PHV及其共聚物,其物理性質(zhì)與PE和PP相近,且熱封性良好,用過后可生物降解或被焚燒,兩者地耗氧量僅相當(dāng)于其光合作用放入大氣地氧,處理后產(chǎn)CO2,即為光合作用攝入地全部CO2量,因此可認(rèn)為完全進(jìn)入生物循環(huán).

在包裝材料中,研究較多地是利用淀粉、纖維素、甲殼素等天然高分子材料本身或經(jīng)改性制成食品容器和包裝塑料.,Bastioli c例如．用聚合劑將直鏈淀粉重構(gòu)化,形成一種特殊地超分子結(jié)構(gòu),這種物質(zhì)具有良好地加工性,同時(shí)生物降解速度快.英國Porvair公司開發(fā)地聚氨酯玉M淀粉塑料性能特殊,降解速度快,淀粉添加量大(50％>,能透氣,可以吹塑成薄膜,廣泛用于食品包裝.日本幸和工業(yè)株式會(huì)社開發(fā)地聚乙烯醇一淀粉型生物降解塑料,作為包裝用地一次性緩沖材料,與普通聚緩沖材料相比,其表觀密度稍高,遇水易溶解,為水溶性材料,高溫、高壓情況下易收縮.

近,日本Unitika公司又成功地開發(fā)出適用于發(fā)泡成型地高耐熱性PLA生物降解樹脂,該公司使用納M級分子設(shè)計(jì)及化學(xué)修飾技術(shù),采用特殊地熔融混煉技術(shù),成功地開發(fā)出具有熔融張力、抗硬化地PLA.開發(fā)地樹脂耐熱性超過120℃。

為什么要用生物降解塑料

生物降解塑料是為了讓塑料擺脫對石油資源的依賴，卸下“白色污染”的黑鍋，開發(fā)能夠自然降解的生物基塑料制品成了塑料領(lǐng)域研究的熱門?？墒?，這種被普遍看好的綠色制品，在上卻并不多見，只有在大型展會(huì)以及歐美發(fā)達(dá)國家才能看到它們的蹤影。面對生物降解塑料在國內(nèi)“推而不廣”的局面，成本高是一方面，但根本原因還是政策支持力度的欠缺。前景毋庸置疑生物降解塑料對于公眾來說并不陌生。早在2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，組委會(huì)就使用了7種規(guī)格的全生物降解塑料袋500多萬個(gè)，這些袋子僅經(jīng)過一個(gè)多月的堆肥處理就能夠被完全降解。生物降解塑料既有傳統(tǒng)塑料的功能和特性，又能在自然界微生物的作用下被降解，終全部轉(zhuǎn)化成二氧化碳、、水及其所含元素的礦化無機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)等。總而言之，生物降解塑料被認(rèn)為是石油基塑料的理想替代品。在包裝、電子、運(yùn)輸、紡織、等方面的應(yīng)用都具有巨大的潛力。經(jīng)測算，如果用生物分解塑料替代100萬噸傳統(tǒng)塑料，則可減少200萬噸的石化資源；如果用生物基降解塑料替代100萬噸原有通用塑料，則可減少二氧化碳排放量300萬噸以上?！盁o論是從能源替代、二氧化碳減少，還是從環(huán)境保護(hù)以及部分解決三農(nóng)問題，發(fā)展降解塑料都十分必要。

PHA的作用

聚羥基脂肪酸酯（PHA），是一類生物可降解塑料，由于其優(yōu)異的諸多性能，在眾多可降解材料中脫穎而出，接下來讓我們一起走近這類材料。

PHA是由微生物合成的一種生物基材料，是細(xì)菌在生長條件不平衡時(shí)的產(chǎn)物，其生理功能首先是作為細(xì)菌體內(nèi)的碳源和能量的儲(chǔ)存物質(zhì)。PHA特點(diǎn)是幾乎在任何環(huán)境（堆肥、土壤、海水）中都可以被微生物分解,可望成為一種環(huán)境友好型高分子材料, 為解決“白色污染”帶來希望。由于PHA 具有良好的生物相容性。在醫(yī)學(xué)上,可用作手術(shù)縫合線及控制釋放體系的載體；在日常生活中可制造化妝品用微珠。

PHA 可用作動(dòng)物和人體組織的移植物, 將其做成某些組織的支架植入體內(nèi)。

可制成手術(shù)中的骨釘、骨棒等固定骨架材料,它具有增強(qiáng)作用,粗糙的表面可促進(jìn)人體組織生長,其孔隙可供滲透和交換之用,當(dāng)新的組織長出后, PHA 逐漸降解,分解出的產(chǎn)物可被人體吸收,不會(huì)引起不良反應(yīng)。

PHA可用于制造能分解的纖維和紡織品。

采用普通的濕法紡絲方法可制成纖維。如制成紗布,對傷口愈合有的作用；以PHA 為材料，可制成手套、包扎材料、止血塞、薄膜等用品。

PBAT和PBS介紹

全生物降解材料有：

PBAT，屬于熱塑性生物降解塑料，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能；

PBS屬于熱塑性生物降解塑料，耐熱80℃以上，與其他生物降解塑料相比，價(jià)格相對較低，力學(xué)性能優(yōu)良，耐熱性好，其合成原料來源既可以是石油資源，也可以通過生物資源發(fā)酵得到;PBAT/PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者。

PBAT主要用于膜袋、地膜、涂層（紙淋膜）、標(biāo)簽、3D打印、 其他包裝材料。具體應(yīng)用產(chǎn)品包括：農(nóng)用地膜、收縮膜、保鮮膜、購物袋、垃圾回收袋、用于紙杯包裝紙等生物降解涂層等。

PBS主要用于注塑、餐具、紡絲、漁網(wǎng)、咖啡、 工程配件、領(lǐng)域。具體應(yīng)用產(chǎn)品包括：一次性餐盒、餐具、吸管、高爾夫球等。