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淀粉塑料有哪些?

光-生物雙降解型淀粉基塑料
生物降解塑料在干旱或缺乏土壤等特殊環(huán)境下難以降解,而光降解塑料被關(guān)埋在土壤中時(shí)也不能有效被降解,物料是結(jié)合光氧化與生物全面解作用,以期得到在不同環(huán)境中均能進(jìn)行降解的塑料。為此,美國(guó)、日本等發(fā)國(guó)家率先開(kāi)發(fā)了一類(lèi)兼具生物降解性和光降解性的光-生物雙降解塑料。光-生物降解塑料由淀粉、光敏劑、合成樹(shù)脂及少量助劑制成,其中光敏劑主要是過(guò)游人屬的有機(jī)化合物或鹽。其降解機(jī)理是淀粉被生物降解,使可降解塑料原料高聚物母體變疏松,增大比表面積:同時(shí),日光、熱、氧等引發(fā)光敏劑,導(dǎo)致高聚物斷

鏈,分子量下降。

淀粉塑料有哪些?(圖1)

我國(guó)曾把光物地膜研究列為國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃,對(duì)淀粉型光-物降解地膜進(jìn)行了研究。在淀粉的微細(xì)化、淀粉衍生物及母料吸水、淀粉及其衍生物與技術(shù)難,取得了重大技術(shù)破。通過(guò)對(duì)淀粉的改性處理,使淀粉表面疏松,增加了其與聚合物的相容性,其降解產(chǎn)品在生物環(huán)境下的降解速率是普通塑料的100倍以上。


共混型生物淀粉基塑料
淀粉共混塑料是淀粉與合成樹(shù)脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料,主要成分為淀粉(30%~60%),少量的PE合成樹(shù)脂、乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯-乙烯醇(V)共物聚乙烯醇(PVA)、纖維素、木質(zhì)素等,其特點(diǎn)是淀粉含量高,部分產(chǎn)品可完全降解。
日本開(kāi)發(fā)了改性淀粉-EVOH共聚物與低密度聚乙烯(LDPE)共混、二甲基硅氧烷環(huán)氧改性處理淀粉,然后與LDPE共混,意大利Novamont公司的Mater-Bi塑料和美國(guó)Warner-Lambert公司的“Novon”系列產(chǎn)品也屬于此類(lèi)產(chǎn)品。Mater-B塑料是連續(xù)的EVOH相和淀粉相的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成的高分子合金。由于兩種成分都含有大量的羥基,產(chǎn)品具有親水性,吸水后力學(xué)性能會(huì)降低,但不溶于水。目前日本開(kāi)發(fā)的淀粉共混型生物降解塑料,連續(xù)相都是采用具有生物降解性的塑料,而且淀粉經(jīng)無(wú)序化處理形成了熱塑性淀粉,大大改善了淀粉的分散程度和界面狀態(tài),可使淀粉的組分增大到67%以上。
全生物淀粉塑料
20世紀(jì)90年代后,以淀粉為主要原料的塑料在全生物降解領(lǐng)域取得了重要研究進(jìn)展。通過(guò)改變淀粉分子結(jié)構(gòu)使其無(wú)序化,再加入極少量的增塑劑等助劑,形成具有熱塑性的全淀粉樹(shù)脂。其淀粉含量可達(dá)90%以上,而加入的少量其他物質(zhì)也是無(wú)毒且可以完全降解的,所以全淀粉是真正的完全降解塑料。塑料加工方法均可應(yīng)用于加工全淀粉塑料,但傳統(tǒng)塑料加工要求幾乎無(wú)水,而全淀粉塑料的加工需要一定的水分來(lái)起增塑作用,加工時(shí)含水量以8%~15%為宜,且溫度不能過(guò)高,以避免燒焦。日本住友商事株式會(huì)社、美國(guó)Warner-Lambert公司和意大利的Ferrizz公司等宣稱(chēng)成功研制出90%~100%淀粉含量的全淀粉塑料,產(chǎn)品能在3個(gè)月至1年內(nèi)完全生物降解且無(wú)殘留無(wú)污染,可用于制造各種容器、薄膜和垃圾袋等。美國(guó)Battelle研究所用直鏈淀粉含量超高的改良青豌豆淀粉研制出可降解塑料,可用傳統(tǒng)方法加工成型,作為PVC的替代品,在潮濕的自然環(huán)境中可完全降解。目前,我國(guó)還沒(méi)有全淀粉塑料的生產(chǎn)工藝,用玉米淀粉和纖維素等混合制得全淀粉塑料,其力學(xué)性能等基本能達(dá)到傳統(tǒng)塑料的性能標(biāo)準(zhǔn),且降解性能非常好,通過(guò)控制配方,可達(dá)到13個(gè)月、6個(gè)月及1年的不同降解速率,但是材料吸水后,力學(xué)性能明顯下降。


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