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常見生物塑料簡介

發布時間:2014-07-28 來源: 環球塑化網 專題: 環球專題 打印

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  生物塑料的研制都是從純植物中獲取,植物中含有大量淀粉和蛋白質,這也是生物塑料中丙烯酸、聚乳酸的主要來源,在植物中提取的丙烯酸、聚乳酸等再經過各種工藝生產制成生物可降解塑料材料,這在很大程度上避免了對環境的污染和破壞,這是傳統塑料無法比擬的優越性。

常見生物塑料

  大到電視機的支架、電腦框體,小到小擺件、廚房垃圾袋等,生物塑料的身影隨處可覓。這里簡單介紹下常見生物塑料。

  自毀型

  化學塑料制品在給人類帶來各種方便的同時,也給人們帶來難以想象的麻煩。由于有些廢棄塑料在自然條件下不會降解,燃燒又會釋放出有害氣體,給生態環境造成了難以治理的污染。因此,各國科學家開始研制可以自行分解的自毀或自溶塑料,以解決這個問題。

  有人把它稱作"綠色塑料"。 許多國家的公司都推出自己的生物自毀塑料。美國密利用生物塑料制造的手機機殼茨根大學生物學家最早提出了"種植"可分解塑料的設想。他們用土豆和玉米為原料,植入塑料的遺傳基因,使它們能在人工控制下生長出不含有害成分的生物塑料。

  細菌積累這種塑料是作為能量儲存,就像人類和動物積存脂肪一樣。當細菌積存的PHBV達到它們體重的80%時,就用蒸汽把這些細胞沖破,把塑料收集起來。PHBV具有與聚丙烯相似的性質,這種材料在廢棄后,即使在潮濕的環境下也是穩定的,但在有微生物的情況下,它將降解為二氧化碳和水。

  生物自毀塑料在醫療上用途頗廣。在骨折手術中,它可以充當骨骼間的承托物。隨著骨骼的愈合,它也會逐漸自行分解。醫治破碎性骨折,醫生通常使用不銹鋼制作的螺母、螺釘。夾板和鉆孔器,把碎骨固定起來。這種方法的缺點是要做兩次手術,一次是植入這些不銹鋼材料,一次是再把它們取出來。荷蘭科學家發明一種塑料,植入體內大約兩年便自行分解,變成二氧化碳和水。還有一種線狀生物自毀塑料,可以代替傳統的醫用外科手術線縫合傷口。這種塑料手術線,可被身體逐漸吸收,免除拆線之苦惱。此外,用生物自毀塑料制成的藥用膠囊,在體內會慢慢溶解,并且可控制藥物進入血管的速度。

  強耐耗性

  這種塑料不僅堅硬、重量輕,而且環保,可以用作汽生物塑料車門、船殼、嬰兒保育器以及類似的產品。普通塑料的半衰期為數千年,此計劃研究的塑料原料采用的是植物,其半衰期短,是一種無害的合成塑料,也是第一次利用可再生資源制造結構材料和產品。

  創新的結合Combine計劃的目的是通過對自然纖維和生物塑料的創新結合來開發一種高性能的、以生物為原料的合成物,這種合成物可以用作結構部件。現今,自然纖維只有填充成型短纖維和壓縮成型的墊子纖維兩種,但這兩種都不能提供足夠的強度和硬度來制造結構部件。自然纖維紗通常都是擰在一起的,這使得向其中注入粘性熱塑樹脂變得很困難。

  在這個計劃中,麻纖維和亞麻纖維要經過加工,將之紡成連續的纖維,再織成高性能的紡織物。把這些紡織物與自毀型生物塑料如聚乳酸結合,然后通過真空袋成型和壓縮成型使之成型為各種部件。最后還要進行表面處理,加強纖維與樹脂之間的粘合。材料結合和加工技術還有待于改進,同時也要考慮材料將來的環境退化、混合性和可回收性等因素。

  耐高溫型

  上海石化研制的一種新型生物塑料。其耐熱性大大提高,熱變形溫度超過100℃,可廣泛用于一次性餐飲用具、一次性醫療用品等一次性器具,電子器件等產品的包裝,以及農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料等農用領域。

  這種由上海石化和中國石化北京化工研究院合作研發的可生物降解聚酯,采用了中國石化獨創的生產工藝和催化劑。經國家塑料制品質量監督檢驗中心測試,經過94天其降解率即達到62.1%%,符合國家標準對生物可降解塑料的定義。該生物塑料可按一定比例與淀粉等生物原料共混、制成各種用品。這些用品廢棄之后,便成為土壤中微生物的“食物”,從而實現無害化分解。

  生物質塑料

  對二甲苯被用來制造PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)塑料,其用途范圍包括許多產品,如碳酸飲料瓶、食品包裝、合成纖維服裝,甚至汽車零部件。

  塑料工業均是以石油為原料生產對二甲苯;而新方法則能夠以一種可再生的方式以生物質為原料制得該化學品,進而生產標有三角回收標志“1#”的塑料產品。該方法使用分子篩做催化劑,在高溫生物反應器中通過三步反應就能將葡萄糖轉化為對二甲苯。由于催化劑的納米結構對生物反應效果的影響很大,這一特別設計的催化劑是成功的關鍵,它經過了一系列的優化改良,用于促進對二甲苯反應、提高收率。這是一項重大的突破,因為其他生產可再生對二甲苯的方法,要么成本昂貴(例如發酵),要么反應效率低下、產品收率低。今后,該方法還能夠進一步優化以提高對二甲苯的收率并且降低成本,這項發現是創新能源催化中心(CCEI)研究由木質纖維素生物質制造生物燃料和化學品計劃取得突破性進展的一部分。

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