可降解塑膠是指在生產過程中加入一定量的添加劑（如澱粉、改性澱粉或其它纖維素、光敏劑、生物降解劑等），使其穩定性下降，後較容易在自然環境中降解的塑膠。
基本介紹
- 中文名：可降解塑膠
- 成分：添加劑
- 類型：塑膠
- 特點：可降解
簡介,分類,光降解塑膠,生物降解塑膠,光/生物降解塑膠,水降解塑膠,
簡介
分類
可降解的塑膠一般分為四大類：
可降解塑膠
可降解塑膠光降解塑膠
在塑膠中摻入光敏劑，在日照下使塑膠逐漸分解。它屬於較早的一代降解塑膠，其缺點是降解時間因日照和氣候變化難以預測，因而無法控制降解時間。
生物降解塑膠
在微生物的作用下，可完全分解為低分子化合物的塑膠。其特點是貯存運輸方便，只要保持乾燥，不需避光，套用範圍廣，不但可以用於農用地膜、包裝袋，而且廣泛用於醫藥領域。隨著現代生物技術的發展，生物降解塑膠越來越受到重視，已經成為研究開發的新一代熱點。
PHA降解塑膠是生物降解塑膠中性能最為優良的，同時由於其成本較高，生產工藝較為複雜，還處於市場起步階段。2010年全球的PHA的產能還不到8萬噸，而其中美國的Metabolix公司有大約5萬噸的產能，占據了市場上的60%以上。中國企業在PHA的生產工藝和研發上同樣走得較為靠前，天津國韻生物材料有限公司擁有1萬噸的PHA產能，寧波天安擁有2000噸的產能，深圳意可曼生物科技有限公司有5000噸的產能。日本的Kaneka公司，巴西的PHBIndustrial公司也是PHA行業的典型代表，這些公司都是PHA行業的推動者，雖然說PHA的套用較為局限，導致Metabolix每年的實際銷售量還不超過100噸，但是隨著未來下游套用的逐漸拓展，尤其是在薄膜包裝、農膜、食用餐具、無紡布等行業套用的進一步成熟，PHA的市場潛力巨大。
光/生物降解塑膠
光降解和微生物相結合的一類塑膠，它同時具有光和微生物降解塑膠的特點。
水降解塑膠
在塑膠中添加吸水性物質，用完後棄於水中即能溶解掉，主要用於醫藥衛生用具方面（如醫用手套），便於銷毀和消毒處理。
澱粉基塑膠
到目前為止，澱粉基降解塑膠主要有填充型、光/生物雙降解型、共混型和全澱粉塑膠四大類。
1、填充型澱粉塑膠，1973年，Griffin首次獲得澱粉表面改性填充塑膠的專利。到80年代，一些國家以Griffin的專利為背景，開發出澱粉填充型生物降解塑膠。填充型澱粉塑膠又稱生物破壞性塑膠，其製造工藝是在通用塑膠中加入一定量的澱粉和其他少量添加劑，然後加工成型，澱粉含量不超過30%。填充型澱粉塑膠技術成熟，生產工藝簡單，且對現有加工設備稍加改進即可生產，因此目前國內可降解澱粉塑膠產品大多為此類型。
天然澱粉分子中含有大量羥基使其分子內和分子間形成極強的氫鍵，分子極性較大，而合成樹脂的極性較小，為疏水性物質。因此必須對天然澱粉進行表面處理，以提高疏水性和其與高聚物的相容性。主要採用物理改性和化學改性兩種方法。
2、光/生物雙降解型生物降解塑膠在乾旱或缺乏土壤等一些特殊區域難以降解，而光降解塑膠被掩埋在土中時也不能形成降解，為此，美、日等國率先開發了一類既具光降解，又具生物降解性的光/生物雙降解塑膠。光/生物降解塑膠由光敏劑、澱粉、合成樹脂及少量助劑(增溶劑、增塑劑、交聯劑、偶聯劑等)製成，其中光敏劑是過渡金屬的有機化合物或鹽。其降解機理是澱粉被生物降解，使高聚物母體變疏鬆，增大比表面積，同時，日光、熱、氧等引發光敏劑，導致高聚物斷鏈，分子量下降。
可降解塑膠原料
可降解塑膠原料3、共混型澱粉共混塑膠是澱粉與合成樹脂或其他天然高分子共混而成的澱粉塑膠，主要成分為澱粉(30%～60%)，少量的PE的合成樹脂，乙烯/丙烯酸(EAA)共聚物，乙烯/乙烯醇(EVOH)共聚物，聚乙烯醇(PVA)，纖維素，木質素等，其特點是澱粉含量高，部分產品可完全降解。
日本開發了改性澱粉/EVOH共聚物與LDPE共混、二甲基矽氧烷環氧改性處理澱粉，然後與LDPE共混。義大利Novamont公司的Mster－Bi塑膠和美國Warner－lambert公司的NoVon系列產品也屬於此類產品。Mster－Bi塑膠是連續的EVOH相和澱粉相的物理交聯網路形成的高分子合金。由於兩種成分都含有大量的羥基，產品具有親水性，吸水後力學性能會降低，但不溶於水。
4、全澱粉型將澱粉分子變構而無序化，形成具有熱塑性的澱粉樹脂，再加入極少量的增塑劑等助劑，就是所謂的全澱粉塑膠。其中澱粉含量在90%以上，而加入的少量其他物質也是無毒且可以完全降解的，所以全澱粉是真正的完全降解塑膠。幾乎所有的塑膠加工方法均可套用於加工全澱粉塑膠，但傳統塑膠加工要求幾乎無水，而全澱粉塑膠的加工需要一定的水份來起增塑作用，加工時含水量以8%～15%為宜，且溫度不能過高以避免燒焦。日本住友商事公司、美國Wanlerlambert公司和義大利的Ferruzzi公司等宣稱研製成功澱粉質量分數在90%～100%的全澱粉塑膠，產品能在1年內完全生物降解而不留任何痕跡，無污染，可用於製造各種容器、薄膜和垃圾袋等。德國Battelle研究所用直鏈含量很高的改良青豌豆澱粉研製出可降解塑膠，可用傳統方法加工成型，作為PVC的替代品，在潮濕的自然環境中可完全降解。
氧化降解
這是一項在國內還未被大多數人了解到的技術，在傳統的塑膠生產原料中加入添加劑，與一般的色母添加方法相同。在塑膠製品被遺棄後，添加劑中兩種物質起作用：一是預氧化劑（主要是一些無毒金屬離子），二是生物降解促進物質（主要是一些天然植物纖維素）。預氧化劑控制塑膠在未被遺棄時保持應有的壽命及功能，在遺棄後通過過氧化反應降低分子量，使得聚合物變脆，易於微生物分解。生物降解促進物質主要是促進微生物滋生。此項技術相對澱粉基塑膠技術而言，簡單易行，成本降低，一般設備就可以生產，據相關驗證稱，塑膠的性能也得到了很好的維持。節約了糧食。英國WELLS公司即採用此法。
常見塑膠的簡易鑑別法 在採用各種塑膠再生方法對廢舊塑膠進行再利用前，大多需要將塑膠分揀。由於塑膠消費渠道多而複雜，有些消費後的塑膠又難於通過外觀簡單將其區分，因此，最好能在塑膠製品上標明材料品種。中國參照美國塑膠協會（SPE）提出並實施的材料品種標記制定了GB/T16288—1996“塑膠包裝製品回收標誌”， 雖可利用上述標記的方法以方便分揀，但由於中國尚有許多無標記的塑膠製品，給分揀帶來困難，為將不同品種的塑膠分別，以便分類回收，首先要掌握鑑別不同塑膠的知識。
外觀鑑別
加熱鑑別
上述三類塑膠的加熱特徵也是各不相同的，通過加熱的方法可以鑑別。熱塑性塑膠加熱時軟化，易熔融，且熔融時變得透明，常能從熔體拉出絲來，通常易於熱合。熱固性塑膠加熱至材料化學分解前，保持其原有硬度不軟化，尺寸較穩定，至分解溫度炭化。彈性體加熱時，直到化學分解溫度前，不發生流動，至分解溫度材料分解炭化。
常用熱塑性塑膠的軟化或熔融溫度範圍見表
塑膠品種
軟化或熔融範圍/c
聚醋酸乙烯
35~85
聚氧化甲烯
165~185
70~115
聚丙烯
160~170
聚氯乙烯
75~90
尼龍12
170~180
聚乙烯
110
尼龍11
180~190
200~220
尼龍610
210~220
聚-1-丁烯
125~135
尼龍6
215~225
115~140（軟化）
聚碳酸酯
220~230
有機玻璃
126~160
聚-4-甲基戊烯-1240醋酸纖維素
125~175
尼龍66
250~260
聚丙烯腈
130~150（軟化）
250~260
