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第84章 环保型可降解塑料 破解白色污染（第2页）

##环保型可降解塑料的定义与分类

###定义

环保型可降解塑料是指在特定环境条件下，能在自然环境中通过微生物（如细菌、真菌等）的作用，或在光、热、水等自然因素的影响下，逐渐分解为二氧化碳、水、甲烷等无害物质的一类塑料。

与传统塑料相比，可降解塑料在完成使用周期后，不会像传统塑料那样长期存在于环境中，从而减少了对环境的污染。

###分类

1.**生物降解塑料**：生物降解塑料是指在自然界中能够被微生物完全分解为二氧化碳和水的塑料。

根据原料来源，生物降解塑料可分为天然高分子基生物降解塑料、微生物合成生物降解塑料和化学合成生物降解塑料。

-**天然高分子基生物降解塑料**：这类塑料以天然高分子材料为原料，如淀粉、纤维素、蛋白质等。

淀粉基生物降解塑料是最为常见的一种，它以淀粉为主要成分，通过与其他聚合物共混或改性等方法制成。

淀粉来源广泛、价格低廉，且具有良好的生物降解性。

例如，一些一次性餐具就是用淀粉基生物降解塑料制成的，使用后在自然环境中能较快地被微生物分解。

-**微生物合成生物降解塑料**：由微生物在特定条件下发酵合成的聚酯类聚合物，如聚羟基脂肪酸酯（phA）。

phA具有良好的生物相容性、生物降解性和热加工性能，可用于医疗、包装等领域。

例如，在医疗领域，phA可用于制作缝合线、组织工程支架等，在体内能逐渐被生物降解吸收，无需二次手术取出。

-**化学合成生物降解塑料**：通过化学合成方法制备的具有生物降解性的聚合物，如聚乳酸（pLA）、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（pbAt）等。

聚乳酸是以乳酸为单体通过化学聚合反应制成的，乳酸可以从可再生的生物质资源如玉米、甘蔗等发酵得到。

pLA具有良好的机械性能和加工性能，广泛应用于包装、纺织、3d打印等领域。

pbAt则是由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇通过缩聚反应合成的共聚酯，它具有优异的柔韧性和加工性能，常用于生产薄膜、垃圾袋等产品。

2.**光降解塑料**：光降解塑料是指在紫外线的照射下，能够发生光化学反应，从而逐渐分解的塑料。

这类塑料通常是在传统塑料中添加光敏剂制成。

光敏剂能够吸收紫外线，引发塑料分子链的断裂，使塑料逐渐分解为小分子物质。

光降解塑料适用于户外使用的塑料制品，如农用薄膜、户外广告牌等。

然而，光降解塑料的降解过程受光照条件影响较大，在缺乏光照的环境中，其降解速度会明显减慢。

3.**热氧降解塑料**：热氧降解塑料是在热和氧气的共同作用下发生降解的塑料。

在加工过程中，向传统塑料中添加热氧降解剂，当塑料制品废弃后，在环境中的热和氧气作用下，热氧降解剂会引发塑料分子链的氧化反应，导致塑料逐渐分解。

热氧降解塑料的降解速度相对较慢，且降解产物可能不完全是无害物质，但其生产成本较低，在一些对降解要求不是特别严格的领域有一定应用。

##环保型可降解塑料的降解原理

###生物降解原理

生物降解塑料的降解过程主要是通过微生物的代谢活动来实现的。

微生物在生长过程中，会分泌各种酶，这些酶能够特异性地作用于生物降解塑料的分子链，将其分解为小分子物质。

例如，淀粉基生物降解塑料中的淀粉分子，在淀粉酶的作用下，首先被水解为葡萄糖等糖类物质，然后这些糖类物质会被微生物进一步利用，通过呼吸作用转化为二氧化碳和水。

对于聚乳酸等化学合成生物降解塑料，微生物分泌的酯酶能够催化酯键的水解，使聚乳酸分子链断裂，生成乳酸单体。

乳酸单体再被微生物代谢，最终转化为二氧化碳和水。

整个生物降解过程是一个复杂的生化反应过程，受到多种因素的影响，如微生物的种类、环境温度、湿度、ph值等。

一般来说，在温暖、湿润且富含微生物的环境中，生物降解塑料的降解速度较快。

###光降解原理

光降解塑料的降解基于光化学反应。