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什么是可降解？可降解塑料與全降解塑料的區(qū)別在哪里？
閱讀：6089 發(fā)布時間：2021-9-26早在上世紀(jì)90年代，我國市場上就已經(jīng)有部分可降解塑料制品出現(xiàn)。以包裝材料塑料袋為例，那時市場上普遍使用的是聚乙烯（PE）材質(zhì)，但是由于沒有強有力的政策扶持，且人工降解成本高（需紫外線、臭氧、熱氧化、光氧化等處理技術(shù)），使用覆蓋率并不廣。近年來，環(huán)境保護(hù)已成為關(guān)注的主題，我國也出臺了一系列諸如“限塑令"的政策，既有政策扶持又有技術(shù)發(fā)展，可降解制品在當(dāng)今社會被大量使用。
▲ 已普遍使用的生物降解包裝
如今，越來越多的客戶和消費者也開始咨詢降解塑料袋，據(jù)洛克泰克應(yīng)用工程師介紹，其實降解可分為“可降解"和“全降解"兩種。
可降解是指在塑料生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑（如淀粉、改性淀粉或其他纖維素、光敏劑、生物降解劑等），即PE+降解劑；或者加淀粉，石粉，使其穩(wěn)定性下降，比較容易在自然環(huán)境中降解。這種塑料制品雖然可以降解，但是并不能*降解。另外，某些降解劑本身就存在一定的環(huán)境污染危害，也是我們?yōu)槭裁匆嫣岢到馑芰系脑蛑弧?/span>
由于上述可降解制品主要是石油基制品，它們通過化學(xué)反應(yīng)而不是微生物有機分解。因此，并不能*分解成有機物，相反會分解成微小的碎片進(jìn)入環(huán)境，造成所謂的微塑料（microplastics，直徑<5 mm）污染。這些微塑料被動物攝入進(jìn)入食物鏈，最終可通過生物圈回到人類社會引起重大問題。
當(dāng)然，要求塑料制品能夠全降解，相對而言技術(shù)要求更高，成本也更高。
目前的全降解制品主要是由PBAT+PLA（聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯 + 聚乳酸）制成，不含PE材質(zhì)，是能*降解的！是指塑料包裝袋全部降解成水與二氧化碳。這種全降解材料的主要來源是由玉米、木薯等經(jīng)過加工變成乳酸，也就是PLA。
聚乳酸（PLA）是一種新型的生物基材和可再生生物降解材料，淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下*降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護(hù)環(huán)境非常有利，是工人的環(huán)境友好材料。
目前全降解包裝袋的主要生物基材料由PLA+PBAT組成，在堆肥情況下（60-70度）3-6個月可以*分解成水與二氧化碳，對環(huán)境無污染。
如果我們從材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)角度來看這個問題，也許會更容易進(jìn)一步理解。根據(jù)瑞典斯德哥爾摩大學(xué)環(huán)境科學(xué)與分析化學(xué)學(xué)院Berit Gewert團(tuán)隊在2015年關(guān)于塑料聚合物制品的降解途徑研究（Pathway for degradation of plastic polymers floating in the marine environment. Environ. Sci.: Process Impacts, 2015, 17, 1513-1521）中介紹，從塑料制品的化學(xué)結(jié)構(gòu)上分類，主要分為具有“碳-碳骨架"和“雜原子骨架"的兩類材料。
例如PE聚乙烯就屬于碳-碳鍵骨架的高分子塑料。由于結(jié)構(gòu)上整個主鏈均為碳原子，其原子核外電荷分布相對均勻，不容易受到其他親核化學(xué)物質(zhì)的攻擊而斷裂，比如酸堿。因此，化學(xué)穩(wěn)定性相對較高，不易短時間內(nèi)降解，只能通過高能紫外線、高溫氧化等手段來促進(jìn)降解。
而上面談到的全降解塑料PLA+PBAT，其主鏈結(jié)構(gòu)均含有碳-氧雜原子結(jié)構(gòu)，其原子核外電荷會因極化而分布不均，導(dǎo)致其更容易被其他親核化學(xué)物質(zhì)的攻擊而斷裂成小分子，從而進(jìn)一步被微生物*降解。
PBAT，聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯
PLA，聚乳酸
另外，采用了這種雜原子骨架結(jié)構(gòu)的塑料制品還有一個額外的好處就是，因為雜原子鍵能比碳-碳鍵能高，因此材料的耐熱性能更好，再也不會出現(xiàn)PE塑料袋（耐溫70℃左右）被食物燙破的尷尬了。
既然塑料降解有這么多好處，那么能夠進(jìn)行塑料降解測試的資質(zhì)就顯得尤為重要。
湖北洛克泰克公司的生物降解測試儀器全方案，可以覆蓋有氧/厭氧降解，堆肥/淡水/海水/污泥消化/高固態(tài)，崩解/毒性測試等，符合相關(guān)國內(nèi)國際標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過多次實踐證明，可降解塑料制品可以實現(xiàn)*降解。
▲ RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀
據(jù)洛克泰克應(yīng)用工程師介紹，其自主研發(fā)的，RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀，全自動操作，節(jié)省人力，模塊化即插即用，IP地址跨平臺訪問與控制，溫度可以從5-70攝氏度，一機即可完成固體和液體樣品（有氧或厭氧條件下）的測量，滿足GB/T 19277.1-2011測量塑料可降解性能。
RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀全自動產(chǎn)品，18個通道同時進(jìn)行實驗，如下圖‘生物降解百分率圖’，即生物降解率隨著時間變化曲線圖（橫坐標(biāo)時間，縱坐標(biāo)降解率百分比%）。可以同時選擇多個通道顯示曲線進(jìn)行對比，不同通道的曲線顏色不同。右側(cè)表格顯示通道的計數(shù)值，用戶可勾選“濃度"/“產(chǎn)量/降解率"進(jìn)行觀察曲線圖。
▲ RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀生物降解百分率圖
作為中國科學(xué)測試儀器研究型制造商，湖北洛克泰克儀器股份有限公司提供專業(yè)的科學(xué)測試儀器、測試方法、培訓(xùn)及技術(shù)服務(wù)。在生物降解測試領(lǐng)域，湖北洛克泰克儀器股份儀器有限公司提供生物降解測試儀器全方案，包括CMA、CNAS、Rheinland等認(rèn)證所需生物降解測試儀器等。