Page 108 - 《橡塑技术与装备》2024年8期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

可生物降解塑料研究进展

彭强，高挺，劳志超，马秀清 *
( 北京化工大学机电工程学院，北京 100029)

摘要 ： 面对传统塑料难以降解造成的白色污染问题，介绍了可生物降解塑料的降解机理及影响因素，综述了几种主流可降解
生物塑料的当下研究进展，包括淀粉、PHA、PLA、PBAT、PCL，对可生物降解塑料在包装、医疗和农业领域的应用进行简述，
最后对可生物降解塑料的发展前景作出了展望。
关键词 ： 可生物降解材料 ；降解机理 ；分类与应用
中图分类号 ： TQ320.9 文章编号 ： 1009-797X(2024)08-0056-09
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.08.013

0 前言 1 可生物降解塑料的降解机理及影响因
塑料制品自出现以来，因其轻便、易加工、成本 素
低等优点在人们生活的各个领域发挥着作用，随着世 可生物降解塑料也被称为 “ 绿色生态塑料 ”，指
界经济的发展，各国对塑料制品使用量不断增加 [1] 。 的是在一定条件下能被微生物代谢成 H 2 O、CO 2 等无
但塑料制品在使用后，因回收机制不完善等原因，造 污染物质的塑料 [6] 。在理想条件下，受到环境的影响
成大量塑料制品散落到自然环境中，这些难以降解的 可生物降解塑料会经过一定时间和多个步骤的变化，
塑料对生态环境造成了巨大危害 [2] 。基于此国家和科 其结构发生巨大改变、性能显著降低。
学界致力于开发新型可降解塑料，以取代不可降解塑 1.1 可生物降解塑料的降解机理
料的使用减少由此引发的环境污染问题 [3] 。 目前对于可生物降解塑料的降解机理的研究尚未
可降解塑料是指在一段时间内保持普通塑料的 有统一的论述，普遍认为整个生物降解过程由生物物
基本性质，而在超过一定时间后，在光照或微生物的 理降解、生物化学降解两部分组成 [7] ，其降解流程如
作用下进行自降解而消失的塑料，其分解产物为水 图 1 所示。
（H 2 O）、二氧化碳（CO 2 ）等对环境无污染的物质。按 （1）生物物理降解
照降解方式的差异，可降解塑料分为光降解塑料、可 可生物降解塑料发生降解时首先会被微生物、细
生物降解塑料和光 - 生物降解塑料 [4] 。其中，光降解 菌等粘附在塑料表面，随着生物细胞的增长使塑料发生
塑料和光 - 生物降解塑料的引发剂多数对人体有害极 水解、电离或质子化等过程被分裂成低聚物碎片，而塑
大限制了其应用范围，并且大部分的光降解和光 - 生 料的内部结构不发生改变，塑料发生机械性破坏 [8] 。
物降解塑料无法完全降解会对自然环境造成更大的损 （2）生物化学降解
害。而可生物降解塑料原料来源更加绿色，对环境所 可生物降解塑料在经过生物物理降解后，接着微
造成的污染更小，降解周期更短。可生物降解塑料的 生物自身分泌生物酶和材料表面相结合，在生物酶的
使用可减少难降解塑料在焚烧或填埋时造成的环境污 作用下进行水解或氧化等反应将高分子断裂成低分子
[9]
染，且其来源丰富可有效缓解石化资源短缺问题 [5] 。 量的碎片（小于 500 g/mol） 。而后被微生物当作碳
本文将对可生物降解塑料研究进展进行综述，对
可生物降解塑料降解机理及影响因素、可生物降解塑 作者简介 ：彭强（1997-），北京化工大学机电学院，硕士，
料的类型及应用领域的最新研究情况进行综述，并对 主要对聚合物改性方向进行研究。
可生物降解塑料的未来发展趋势进行展望。 * 为通讯作者
收稿日期 ：2024-04-30

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