光-生物雙降解型淀粉基塑料

生物降解塑料在干旱或缺乏土壤等特殊環(huán)境下難以降解，而光降解塑料被關(guān)埋在土壤中時(shí)也不能有效被降解，物料是結(jié)合光氧化與生物全面解作用，以期得到在不同環(huán)境中均能進(jìn)行降解的塑料。為此，美國(guó)、日本等發(fā)國(guó)家率先開(kāi)發(fā)了一類兼具生物降解性和光降解性的光-生物雙降解塑料。光-生物降解塑料由淀粉、光敏劑、合成樹(shù)脂及少量助劑制成，其中光敏劑主要是過(guò)游人屬的有機(jī)化合物或鹽。其降解機(jī)理是淀粉被生物降解，使可降解塑料原料高聚物母體變疏松，增大比表面積:同時(shí)，日光、熱、氧等引發(fā)光敏劑，導(dǎo)致高聚物斷

共混型生物淀粉基塑料

淀粉共混塑料是淀粉與合成樹(shù)脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料，主要成分為淀粉(30%~60%)，少量的PE合成樹(shù)脂、乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物、乙烯-乙烯醇(V)共物聚乙烯醇(PVA)、纖維素、木質(zhì)素等，其特點(diǎn)是淀粉含量高，部分產(chǎn)品可完全降解。

日本開(kāi)發(fā)了改性淀粉-EVOH共聚物與低密度聚乙烯(LDPE)共混、二甲基硅氧烷環(huán)氧改性處理淀粉，然后與LDPE共混，意大利Novamont公司的Mater-Bi塑料和美國(guó)Warner-Lambert公司的“Novon”系列產(chǎn)品也屬于此類產(chǎn)品。Mater-B塑料是連續(xù)的EVOH相和淀粉相的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成的高分子合金。由于兩種成分都含有大量的羥基，產(chǎn)品具有親水性，吸水后力學(xué)性能會(huì)降低，但不溶于水。目前日本開(kāi)發(fā)的淀粉共混型生物降解塑料，連續(xù)相都是采用具有生物降解性的塑料，而且淀粉經(jīng)無(wú)序化處理形成了熱塑性淀粉，大大改善了淀粉的分散程度和界面狀態(tài)，可使淀粉的組分增大到67%以上。

全生物淀粉塑料

20世紀(jì)90年代后，以淀粉為主要原料的塑料在全生物降解領(lǐng)域取得了重要研究進(jìn)展。通過(guò)改變淀粉分子結(jié)構(gòu)使其無(wú)序化，再加入極少量的增塑劑等助劑，形成具有熱塑性的全淀粉樹(shù)脂。其淀粉含量可達(dá)90%以上，而加入的少量其他物質(zhì)也是無(wú)毒且可以完全降解的，所以全淀粉是真正的完全降解塑料。塑料加工方法均可應(yīng)用于加工全淀粉塑料，但傳統(tǒng)塑料加工要求幾乎無(wú)水，而全淀粉塑料的加工需要一定的水分來(lái)起增塑作用，加工時(shí)含水量以8%~15%為宜，且溫度不能過(guò)高，以避免燒焦。日本住友商事株式會(huì)社、美國(guó)Warner-Lambert公司和意大利的Ferrizz公司等宣稱成功研制出90%~100%淀粉含量的全淀粉塑料，產(chǎn)品能在3個(gè)月至1年內(nèi)完全生物降解且無(wú)殘留無(wú)污染，可用于制造各種容器、薄膜和垃圾袋等。美國(guó)Battelle研究所用直鏈淀粉含量超高的改良青豌豆淀粉研制出可降解塑料，可用傳統(tǒng)方法加工成型，作為PVC的替代品，在潮濕的自然環(huán)境中可完全降解。目前，我國(guó)還沒(méi)有全淀粉塑料的生產(chǎn)工藝，用玉米淀粉和纖維素等混合制得全淀粉塑料，其力學(xué)性能等基本能達(dá)到傳統(tǒng)塑料的性能標(biāo)準(zhǔn)，且降解性能非常好，通過(guò)控制配方，可達(dá)到13個(gè)月、6個(gè)月及1年的不同降解速率，但是材料吸水后，力學(xué)性能明顯下降。