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1、可降解性包装材料的研究进展第一节？当今的环境是怎样的一种状况 随着工业的现代化进展，建筑废料，电子废料，化工废料，以及我们长挂 嘴边的白色污染等等，都成了我们环境的杀手。而在这些废料中，除了铜铁类， 锌铜类，还有废纸类等少数的可以回收循环使用之外，其余的垃圾废料，都被 以填充，焚烧等方式处理了。而然这些处理，在更大的程度上，对我们的环境 造成了更大的伤害，水污染，空气污染这些都是我们熟到不能再熟的名词， 就这样缠绕在我们身边。所以，在资源越来越贫乏，污染越来越厉害的今天，绿色材料的研发成了 我们的追求。？那么什么是绿色材料呢绿色材料有两个基本的特征：两个特点 :(1) 产品本身不会引起环境污染
2、或健康问题，包括不对野生动物，有益昆虫和植 物造成损害。(2) 产品在使用后，在环境中可以降解为无害物质。 而我们今天所要为大家介绍的可降解包装，也是绿色包装的一种。那么我们今 天，就从：一. 什么是可降解性材料二. 可降解性材料的现状三. 可降解性包装材料的分类四. 神奇的“淀粉”五. 降解塑料存在问题和发展方向 这五方面为大家介绍一下可降解包装材料的研究进展 在我们开始之前，想要问大家还记不记得， 2011年的塑化剂事件？有谁可以给 我讲解一下当时是怎么的一回事呢？同学： * 好，谢谢这位同学给我的讲解。（好，大家都不是很清楚是怎么一回事。）那 好，没关系。通过这一节的学习，我相信你们对它
3、会有更深的认识。 那么现在我就先从1. 食品环境现状2. 可降解性包装材料的诞生3. 什么是可降解性包装材料 这三个方面给大家讲讲，什么是可降解性塑料。据报道，PV（包装纸中含有14-38 %增塑剂，PV手套中含有34-55 %，玩具中 有8. 7-45 %, PVD中仅含2. 7-7 . 8%。而这些增塑剂大多是环境内分泌干扰 物（environmental endocrine disruptors，简称 EEDs）,它们能够改变内分泌系统的正常功能并可对末受损的器官或其后代产生负面影响。这些增塑剂主要 通过食品包装材料进入食品。近日，华南农业大学一位副教授发表论文称，受包装中的塑化剂溶出影
4、响，方便面和 方便米粉都存在不同程度的塑化剂污染。而第一财经日报了解到，除了上述两种产品 之外，包括肉类、大米等产品的包装，也可能在特定条件下溶出塑化剂，影响食品质量。“塑化剂”，又称 “增塑剂”，可增大产品的可塑性和柔韧性，是迄今产能和消费量 最大的助剂。我国的增塑剂需求主要集中在江、浙、闽、粤地区， 常见的增塑剂包括邻苯 二甲酸二（2-乙基）已酯（DEHP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸丁基苄基酯 （BBP）、 邻苯二甲酸二正辛酯 （DNOP等。以下提及的主要与食品密切相关的、国内还没有引起足够重视的几个环境内分 泌污染物。1. 双酚 A（BPA）含有双酚A的产品包括：光盘、食品
5、罐头衬里、传真纸、粉末颜料、安全头 盔、防弹绝缘板、塑料窗、汽车部件、胶粘剂、保护涂膜、碳酸酯瓶和包装容器 （可回收的牛奶和水瓶）以及电器类的罩子等，BPA也可作为反应抑制剂和抗氧化 剂用于PV（产品及其加工过程。双酚A（biphenol A简称BPA）是环氧树脂和聚碳酸酯塑料的添加剂，制成的 塑料产品用于食品和饮料的包装，树脂产品广泛用于金属的涂层包括食品罐头、 瓶盖和供水管。牙科所用聚合物材料中也含有双酚 A。低含量双酚A会降低精子 数，提高激素相关癌症的发病率，如乳房癌、睾丸癌、前列腺癌，并造成生殖 系统的先天缺陷 （非遗传性睾丸癌 ） ，以及与激素相关的疾病，如女孩青春期提 前。即使在
6、极低的浓度下，BPA会影响青蛙的雌雄比例，造成蜗牛的绝育。2. 邻苯二甲酸酯 （PAEs）PAE被大量地用作塑料，尤其是聚氯乙烯塑料（PVC）的增塑剂和软化剂，约占增 塑剂消耗量的80%。PAE也普遍用作驱虫剂、杀虫剂的载体，化妆品、合成橡胶、 润滑油等的添加剂， 塑料、箔片印刷用墨水的添加剂。 该类化合物从邻苯二甲酸 二甲基酯（DMP到十三烷基酯共20多种化合物。PAES勺水解和光解速率都非常缓 慢，属于难降解污染物。3. 己二酸二（2-乙基己基）酯（DEHA）为塑料中常用的增塑剂， 具有改进塑料的柔软性和耐寒性， 增进光稳定性， 改善加工性能等优点， 被广泛使用于多种塑料制品中。 食品级塑
7、料中含有 283% 的DEH增塑剂。有实验显示DEH能令动物致癌；食品中的DEH来源于食品包装材 料。调查发现牛奶在收集、运输和包装过程中没有明显污染情况，生牛奶中总 酞酸酯含量在0. 12 0. 28mg/kg在乳酪加工过程中，DEH得到浓缩，含量达 到1. 93mg/kg,而低脂乳产品中DEHP=0 010. 07mg/kg。说明酞酸酯类污 染物不仅来源于原料，也来源于加工过 4 。4. 烷基酚烷基酚kylphe niol s） 被广泛地用作塑料增塑剂、工业用洗涤剂、农药 乳化剂、纺织行业的整理剂等 。1938年就发现了烷基酚具有雌激素活性。有报道指出，每公斤体重服用 4mg 壬基酚、24
8、h可损坏DN结构并抑制子宫过氧酶活性。烷基酚作为内分泌干扰物的代表物成为环境毒理学研究的热点。警惕塑料包装材料化学物向食品迁移 什么叫塑料化学物会向食品发生迁移？ 化学物会向食品发生迁移 指包装材料内化学物经由包装进入食品传质的过塑料薄膜这类高分子材料广泛应用于食品包装领域。 然而与食品直接接触时，其内部存留的添加剂，加工助剂，集合物单体，低聚体，分解产物等化学物会向食品发生迁移，造成食品污染并最终危害消费者的健康。说到这里，大家应该对塑化剂事件有了一点了解了吧？半个多世纪以来 , 随着塑料工业技术的迅速发展 , 当前世界塑料总产量已超过 117X 108 t,其用途已渗透到工业、农业以及人民
9、生活的各个领域并与钢铁、 木材、水泥并 列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料降解速度是非常缓慢的 , 为了解决这个 问题 , 工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料 , 但 是, 这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多 , 且使填埋地 不稳定 ; 又因其发出热量大 , 当进行焚烧处理时 , 易损坏焚烧炉 , 并排出二恶 英 , 有时还可能排放出有害气体 ; 而对于回收利用 , 往往难以 3收集或即使强 制收集进行回收利用 , 经济效益甚差甚至无经济效益 7 。因而越来越多的 学者提倡开发和应用降解塑料 , 并将它看作是解决这一世界难题的理想途径。 目前 , 世
10、 界发达国家积极发展降解塑料 , 美国、日本、德国等发达国家都先后制定了限 用或禁用非降解塑料的法规 。 所以，可降解塑料就随着历史的潮流横空出世了！可降解性包装材料的横空出世 随着人们越来越重视环保与人们对食品安全性的警觉性的增强。可循环 与可降解包装成了我们的追求。那么什么是可降解性包装材料？ 降解性包装材料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求 , 在保存期内性能 不变, 而使用后在自然环境条件下 , 能降解成对环境无害的物质的塑料。因此, 它也被称为环境降解包装材料 , 也将是21世纪应用极其广泛的一类“功 能聚合材料 ”？日常生活中的可降解性材料有哪些第二节可降解性包装材料的如今现状
11、国内：我国也在“九五”期间实施了“绿色包装”工程 , 即通过控制包装行业的投资方 向, 逐步发展易挥发、 可再利用的包装材料。 目前 , 国内外可食性包装膜的研究 进展迅速。现在给大家看一个视频国外：近年来,在西欧发达国家 , 过去风行一时的塑料食品包装袋已逐渐被淘汰 , 被新 型的纸质包装袋和可食性包装袋所代替 。美国已有 50 %的传统塑料食品包装袋由新型纸质食品包装代替。 同时, 美国新泽 西州的全国淀粉及化学公司的科研人员利用玉米为原料研制一种新型食品包装 材料。世界食品出口大国 意大利已明确宣布完全禁止使用塑料食品包装袋包装食品 ; 英国从 1991 年开始使用一种可食用、薄而透明的
12、薄膜保鲜果蔬 ; 德国、瑞士、澳大利亚等国正逐渐淘汰塑料食品包装袋 ;我国降塑的研究开始于 20 世纪70 年代后期 2 ，80 年代也仅有少数单位进 行实验室研究， 90 年代才掀起研究开发的热潮。初期主要集中在农地膜的研究 和开发， 90 年代中期研究开发的热点转向塑料餐具、包装袋、垃圾袋，这一时 期已开发出部分技术经济上较好的产品，并推向市场，但产品较多地投向市场 是 90 年代后期，到目前为止，降解农用塑料地膜已处于示范应用阶段，包装材 料及制品已处在市场推广阶段。我国目前从事降解塑料研发的有 100 多家，部 分形成了产学研相结合的开发体系。其中天津丹海股份有限公司是国家计委批 准的
13、降解塑料产业化示范工程项目，已形成 30 kt / a 母料及制品的生产能力， 是亚洲最主要的降解塑料生产基地，其产品出口到日本、澳大利亚等国。另外 规模在万吨级以上的企业有吉林金鹰实业有限司、南京苏石降解树脂有限公司， 但其技术路线不同于天津丹海，价格昂贵，有两条国外生产线，设备投资较大。 国内除合成型光降解、完全生物降解塑料外，降解塑料的研发进程与世界同步， 技术水平和先 进水平接近或相当。其中淀粉细化、疏水改性技术和淀粉高填充等技术己拥有 自主知识产权。第三节3. 可降解性包装材料的分类降解塑料的种类光降解塑料、生物降解塑料、光 / 生物双重降解塑料其中具有完全降解特性的完全生物降解塑料
14、 和具有双重降解特性的光 / 生物降解塑料是目前研 究的主要方向光降解塑料光降解塑料是在塑料中引入光增敏基团或加入光敏性物质， 使其在吸收太阳紫外 光后引起的光化学反应从而使塑料大分子链断裂成为小分子最终导致性能变差的一类塑料。 按制 备方法可分为共聚型和添加型两种。2. 1. 1 共聚型光降解塑料通常采用含有光增敏基团 （CO） 的单体或烯酮类 （ 如甲基乙烯酮、甲基丙烯酮 ） 与烯烃类单体共聚，从而可合成含有羰基结构的光降解型 PE、PP、PVC、PS、PET 等。其中以PE类研究较多，据报道PE大分子在降解后成为小分子（分子量500 ） 时，可被土壤中的微生物吸收最终变为 CO2和H2Q
15、最早是由美国DOW化学公司、 杜邦公司和联合碳化物公司等生产的如乙烯 / 一氧化碳共聚物、乙烯 / 乙烯基 酮共聚物等。它属于能完全降解的有机聚合型光降解塑料，但成本高，合成难 度大。最近, 美国和加拿大合作开发的 Ecolyte 是丙烯、氯乙烯、苯乙烯和乙烯基酮的共聚物,据称不仅可以使PP PVC PS等塑料具有光降解性,并且可以调节乙烯基酮的含量来控制光降解的时间。2. 1.2 添加型降解塑料在塑料中添加光敏剂和其他助剂，在紫外光的作用下光敏剂吸收光后产生出具有 活性的自由基，进而引发塑料发生氧化反应使高分子链断裂以达到降解之目的。 典型的光敏剂有 过渡金属络合物（如二硫代氨基甲酸盐）、硬脂酸盐、卤化物（如N-卤化乙内 酰脲）、羧基化合物、酮类化合物（如二苯甲酮）、二茂铁衍生物等。国外如加拿大已在PE中添加甲基乙烯酮和光活性甲基苯乙烯接枝共聚物的光 降解母粒的生产；美国能生产含过渡金属铁离子的光降解母粒；另外还有添加 金属、抗氧剂的铁盐复合物制得的母粒；以色列生产的以二硫代碳酰胺为基础 的光引发系统具有可控性6 ，通过稳定剂和光活化剂来调节诱导时间，以达 到可控光降解塑料。2.生物降解塑料蠻丁二酸丁二融酣聚己内SB（PCL）合成塑料人然村糾迟吩纤维索S 1生物降解塑料分类天然高分子生物降解塑料是利用生物可降解的天然高分子如植物来源的生物物质和 动物
