塑料工業(yè)是隨石油化工的發(fā)展而快速發(fā)展起來的,以取材容易、價格低廉、加工方便輕質(zhì)耐用等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域,給人們生活帶來了極大的方便。但同時,由于大量的廢棄塑料制品難于分解,構(gòu)成了日益嚴重的“白色污染”,阻礙了社會的進步和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,隨著人類對環(huán)境保護的日益重視,處理高分子材料廢棄物這一熱點課題在全球得到普遍關(guān)注。
所以,制備環(huán)境友好的可生物降解塑料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料,研究和開發(fā)可降解塑料 成為治理污染的有效實施方法,可降解塑料也由此成為國內(nèi)外的熱門研究方向。
目前可降解塑料主要包括生物降解塑料、光降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大類,其中以生物降解塑料的研究最為深入,應(yīng)用最為廣泛。
生物降解塑料是一類由自然界存在的微生物如細菌、霉菌(真菌)和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境中的微生物完全分解、最終被無機化成為自然界中碳素循環(huán)的一個組成部分的高分子材料。
除可自然降解外,生物降解塑料還具有原料可再生、對肌體適應(yīng)性強等優(yōu)點,使其可以廣泛應(yīng)用于包括環(huán)保、食品容器和包裝、農(nóng)林業(yè)、醫(yī)學、紡織、電子、汽車等領(lǐng)域。
由于生物可降解塑料在高端市場方面的應(yīng)用主要包括醫(yī)療用品、藥物緩釋材料、3D打印用材料等。而PLA、PCL、PHAs等生物可降解塑料具有良好的生物相容性,在合成時可以通過分子設(shè)計實現(xiàn)性能的可調(diào)控性,因而在高端市場具有發(fā)展?jié)摿Α?
根據(jù)美國咨詢公司弗若斯特沙利文發(fā)布研究報告預(yù)測,未來幾年,生物降解塑料的市場需求快速增長,預(yù)計到2020年全球生物降解塑料需求總量將達到322萬噸左右,年均需求增長速度超過16%。
隨著白色污染問題和非可再生能源危機的日趨嚴重,開發(fā)和使用生物可降解塑料成為緩解這一問題的有效途徑之一。而在石油資源日益匱乏的今天,如何有效利用現(xiàn)有資源、節(jié)約有限資源和開拓新興可替代石油類原料,是保證中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要問題,也是未來塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。
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