可降解塑料按不同的环境条件、不同的降解原理、不同的原材料,以及不同的降解特性,可分成多种类别。
一般而言,行业人员会按照降解原理或原材料进行分类,如果单纯按照降解原理分类则可分成以下四种降解材料:生物降解、光降解、光-生物降解、水降解。按照原料则可以分成生物基降解塑料和石油基降解塑料。生物基塑料未必就都能降解,石油基塑料也未必就都不能降解。
根据不同的属性进行组合就可以得出更细致的降解分类。如PBAT就可以被分类进石油基生物降解塑料,而PLA则是生物基生物降解塑料。
如果一种塑料不能在短时间内被完全生物降解,那么这种塑料就是不完全降解塑料,是环境中的异物,会影响正常的生态环境。
1、生物降解塑料
普遍认为,生物降解主要通过两个过程。首先,塑料在自然条件下分解成小块,微生物分泌的水解酶与小块塑料的表面进行结合,将高分子链水解成小分子量化合物,如有机酸、糖等。而后,小分子化合物被微生物射入体内,经过代谢,成为微生物体物或转化成微生物活动的能量,最终转化成水(H2O)和二氧化碳(CO2)。
生物降解是一个极其复杂的过程,具有生物物理、生物化学效应和其他物化作用(如水解、氧化等)。
目前,生物降解塑料最具有代表性的分别有:PBAT、PLA、PBS、PHA、PPC等等。
2、光降解塑料
光降解塑料由于受光条件的限制,光降解存在较大的局限性。光降解需要在太阳光照射下,塑料中的光敏剂或光敏感基团激发出电子活性,分子链发生光化学反应。分子链在一定的温度、湿度以及氧气的环境下发生光氧化反应,分子链转化为可溶性小分子物质,进而实现降解。因此,单纯的光降解只适用于日照时间长、光照充足的地区。
目前,我国有部分地区根据自身光照条件优势,允许了光降解塑料的存在,比较突出的例子就是云南。云南地处高原,空气稀薄,大气层密度小,阳光透过率高,经年太阳高角度大,日照射数长,太阳能资源仅次于西藏、内蒙、青海等省区,为中国最丰富的省份之一。
3、光-生物降解塑料
而光-生物降解则兼具光降解和生物降解的功能。在降解时,以光降解为基础,首先在太阳光的作用下,使塑料中能够实现光降解的部分得到降解,剩余不能进行光降解的部分,通过生物化学作用,使高分子链断裂转化成低分子量化合物,最终实现降解。
光-生物降解同时弥补了光降解和生物降解的缺陷,既避免了光降解中光照不足的缺点,同时也克服了生物降解时间长的弊端。
4、水降解塑料
水降解的实质是可降解塑料中存在吸水性物质(含有亲水性基团),当塑料遇到水后便能实现溶解,这种可降解塑料具有良好的水溶性,但适用于水降解的可降解塑料的种类不多,且大多数材料耐水性差、在水中强度不高。
PVA是人类至今为止发现的唯一具有水溶性的高分子聚合物,通过一些降解酶,PVA可以实现降解。
各地区都在用什么样的降解塑料?
总的来看,国家更为鼓励的是全生物降解类型的塑料,这是因为不完全降解塑料治标不治本,只是让塑料从人们的眼中消失了,但塑料污染却仍然实实在在的影响着人们的生活。因为现在可降解塑料产能不足的现状,部分地区根据自己的实际情况选择了光氧降解塑料,有不少地方还没完全定下方向,处于摇摆不定的状态。具体情况可参考下图。
部门或地区 |
强制或引导或鼓励 |
商务部 |
全生物降解 |
国管局、发改委 |
全生物降解 |
北京 |
全生物降解 |
海南 |
全生物降解 |
四川公共机构 |
全生物降解 |
云南 |
光氧降解 |
安徽宿州 |
光氧-生物降解 |
安徽蚌埠 |
全生物降解 |
安徽桐城 |
无机化聚烯烃-光降解 |
上海 |
全生物降解 |
江苏 |
全生物降解 |
生物酶/光降解 |
|
浙江宁波 |
全生物降解 |
湖南 |
发展PVA材料 推广全降解 |
湖南 |
一半光氧降解 |
深圳 |
全生物降解 |
其他省市 |
暂不明朗 |
据公开文件或 道,由生物降解材料研究院整理。 |
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