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我國在20世紀(jì)80年代先后有長春應(yīng)用化學(xué)所、天津輕工學(xué)院、吉林塑料研究所、大連塑料研究所、山東棲霞塑料二廠、上海石化總廠塑料廠、中科院上海有機所等多家單位進(jìn)行了光降解塑料(地膜)的研究與試生產(chǎn)(大部分采用添加型生產(chǎn)技術(shù))，由于其可控性、降解性、降解徹底性及價格存在一些問題，產(chǎn)品未能進(jìn)入市場。近年來，吉林金鷹實業(yè)有限公司、深圳德實利集團(tuán)(中國)有限公司等眾多廠家也開展了光降解地膜的開發(fā)與生產(chǎn)，其產(chǎn)品正處于推廣應(yīng)用階段<5-6>。
生物降解塑料生物降解塑料是指在自然環(huán)境中通過微生物的生命活動而產(chǎn)生降解的一類塑料。對降解起作用的是細(xì)菌、霉菌、真菌和放線菌等微生物，其引起降解作用的形式有3種：生物的物理作用，由生物如細(xì)菌的增長而使塑料發(fā)生機械性破壞;生化作用，由微生物對聚合物作用而產(chǎn)生新的物質(zhì);酶的直接作用，由微生物侵蝕塑料制品的部分成分進(jìn)而導(dǎo)致塑料分解或氧化崩裂。
塑料的生物降解性主要取決于塑料分子結(jié)構(gòu)和大小、微生物的種類和環(huán)境因素(濕度、溫度、pH值及營養(yǎng)物的可利用性等)，所以，在無光、高濕、大量無機鹽及有效碳源存在的條件下，生物降解過程較易進(jìn)行<7>。按照生產(chǎn)方法，生物降解塑料可分為微生物合成高分子型、天然高分子型、化學(xué)合成高分子型及淀粉摻混型4種。
微生物合成高分子型微生物合成高分子型生物降解塑料是指以有機物為碳源，通過微生物的發(fā)酵而得到的生物降解塑料。這種降解塑料可完全生物降解，主要包括微生物聚酯和多糖，其中，微生物聚酯的研究居多。-羥基丁酸酯(PHB)就是一種具有良好生物降解特性的熱塑性樹脂。1982年，英國ICI公司利用土壤中的AlealegenesEntropls菌種合成出了PHB，并建立了500t/a工業(yè)化裝置。由于PHB結(jié)晶度高、較脆，該公司又以有機酸為原料合成了3-羥基丁酸/3-羥基戊酸酯共聚物(PH-BV)及其衍生物，商品名為Biopol，1989年投入批量生產(chǎn)，其機械性能良好，耐熱性、耐水性均好，缺點是價格昂貴(48美元/磅)<8-9>。由于PH-BV在醫(yī)用高分子領(lǐng)域，如手術(shù)縫合線、人工骨、骨固定材料、藥物緩釋材料等方面有很高的人體適應(yīng)性，因此，繼ICI公司之后，德國、美國、日本也相繼開發(fā)出了PHBV<10-11>。美國Monsanto公司生產(chǎn)的Biopol在18個月內(nèi)可發(fā)生50%90%的降解，在堆肥環(huán)境條件下，7周內(nèi)可發(fā)生70%80%的降解，目前該公司建有300t/a的生產(chǎn)裝置。近幾年來，國外對PHB系列產(chǎn)品的研制從菌種篩選、變異、組合、原料種類、培養(yǎng)基質(zhì)組配，發(fā)酵工藝改進(jìn)，產(chǎn)品和菌種的分離、提純等多方面不斷深入，并已開辟了采用轉(zhuǎn)基因生物方法合成PHB等生物降解塑料的新途徑<12>。
天然高分子型天然高分子型降解塑料通常以某些天然物質(zhì)如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)等為主要原料并經(jīng)改性制得。由于其原料為可再生資源，產(chǎn)品又具有完全生物降解性，因而對其研究較為活躍。其中以日本、德國等的研究開發(fā)居多，并已開發(fā)出各自的產(chǎn)品，但其成本有待降低。例如：日本四國工業(yè)技術(shù)試驗所將纖維素、脫已?；鶜ざ嗵羌捌渌砑觿┌匆欢ū壤苡谟H水性溶劑后，制成了半透明的降解塑料薄片，其拉伸強度和彎曲強度與通用塑料類似;以纖維素衍生物和脫已酰基多糖復(fù)合，采用流延法制得的薄膜，其強度與PE膜相近，2個月即可完全降解;采用天然草和胚芽所含多糖類物質(zhì)制得的可食性薄膜具有良好的物理力學(xué)性能，已用于藥品、調(diào)味品等的包裝。德國巴特爾研究所采用改性淀粉配以10%天然資源添加劑制得的生物降解聚合物，可用注塑、吹塑等方法成型，在水中或土壤中數(shù)月即可分解;德國IKT研究所利用熱塑性的聚脲烷酯和淀粉混融制得了水解和生物降解性均較好的材料。
