丙烯酸的生物降解

1. 生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）

和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有

优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化

而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

2. 从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：

（1） 聚己内酯（PCL）：

这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地

分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素

类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。

（2） 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物 ：

以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达

到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生

产，规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。中科

院理化研究所已经和山东汇盈公司合作建成了年产25000吨的PBS及其

聚合物的生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。清

华大学在安庆和兴化工有限公司建成了年产10000吨PBS及其共聚物的

生产线。

( 3） 聚乳酸（PLA） ：

美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，

开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。

日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具

等在日本爱知世博会被广泛使用。

中国产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/

年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎

集团等。

( 4）聚羟基烷酸酯(PHA) ：

国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。国内生产单位有天津国

韵生物材料有限公司（规模1万吨/年） [2] 、宁波天安生物材料有限

公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司

等。

利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，

生物降解材料：

1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料；

2.化学合成聚脂：PLA、PCL、PBS、PPC等；

3.微生物发酵合成高分子化合物：PLA、PHA；

4.转基因植物合成高分子化合物：PHA。

生物基含量和价格

材料 生物基含量% 价格RMB/T（待定）

PLA（聚乳酸） 100 ＞1.9W（差价高）

淀粉基树脂 ≤100 ＞4W（差价低）

PPC（聚碳酸亚丙酯） 50左右

PBS（聚丁二酸丁二醇酯） 0 ＞3W（差价一般）

PCL（聚己内酯） 0 ＞6W

PHA（聚羟基脂肪酸） 100 ＞4W

材料优缺点

材料 优点 缺点

PLA

1. 市场认可

2. 透明性好

3. 刚性好 1.很低的断裂伸长率和较高的模量阻碍其应用领域

2.耐热性差

淀粉基树脂 1.可完全降解

2.薄膜性能好 1.对水敏感

2.价格较贵

PPC 可以利用工业废气CO2 1.不能单独使用

2.软化点太低、耐温性不好

3.不能替代大部分石油塑料

PBS 1.可完全生物降解

2.可作为淀粉等材料的改性 1.对石油有依赖

2.对水分敏感，在空气中就降解使用受限

PCL 1.成膜性能好

2.成功用于淀粉基材料 熔点低，价格高，所以很少单独使用

PHA 1.可完全生物降解

2.可替代大部分塑料，价格可以和石油塑料竞争

3.分子结构多样性，综合性能好

4.可单独使用或和淀粉等其他生物质共同使用

5.可取代PCL、Ecoflex等石油基可降解材料

6.核心技术门槛高竞争者很难模仿进入 1.产能太小，需加大市场开发和市场认可

2.目前市场售价高

3.同类产品生产厂家少

材料具体价格

材料 厂家 型号 价格RMB/T

4032D 21700

2002D 36000

PLA Natureworks 3052D 23500

4060D

23500

3001D 32000

2003D 25500

7001D

25000

江苏中科金龙化工有限公司 产品说明书

第 1 页 共 3 页 CO2基薄膜级PPC

以CO2基多元醇合成的热塑性PPC, 是由我公司研发的聚碳酸亚丙酯多元醇经过扩链反应制成，具有优异的冲击强度和较高硬度，对水汽有较好的阻隔性能。

典型的原料物性指标

物性 单位 测试标准 阻隔型PPC

5282A 增韧型PPC

5080A

密度 g/cm3 GB1033-2008 1.23 1.23

拉伸强度 Kg/cm2 GB/T1040-2006 ≥10 ≥20

缺口冲击强度 KJ/m2 GB/T1843-2008 NB NB

邵氏硬度A --- GB/T 2411-2008 60-90 60-90

典型的薄膜物理性能指标 (25um)

物性 单位 测试方法 阻隔型PPC

5282A 增韧型PPC

5080A

拉伸强度 N/mm2 GB/T10403-2006 MD/TD:27/18 MD/TD:30/20

断裂伸长率 % GB/T10403-2006 MD/TD:500/570 MD/TD:600/700

撕裂强度 N/mm Elmendorf

ISO6383-2 MD TD MD TD

84.3 103.0 115.2 143.7

典型的薄膜涂覆阻隔性能指标 （50um）

物性 单位 测试方法 阻隔型PPC 增韧型PPC

WVTR水汽透过率 （g/m2/day） ASTM

F1249-90 ＜36.0 65

OTR氧气透过率 （cc/ m2/day） ASTM

D3985-95 ＜110.0 ------

薄膜加工工艺：

阻隔型PPC建议采用吹塑或者多层共挤吹膜工艺，不建议采用流延的方式加工，因流延PE或者PP的模头不太适用该种材料。

料助剂　２０１　１年第２期【总第８６期）　

塑料降解与稳定化（Ｖ）：生物降解与生物稳定（上）　

吴茂英　

ｆ广尔＿Ｌ业大学轻』＝化一［学院，广州，５１０００６）　

生物降解是指环境中有机物被转化为较简单　

化合物、矿化并通过碳、氮和硫循环等元素循环重　

新分配的自然过程。在生物降解过程中，微生物扮　

演中心角色。天然聚合物如纤维素和淀粉等易于　

生物降解。与此相反，由于不能被微生物直接同　

化，大多数合成聚合物具有耐生物降解性。然而，　

在常用塑料中，聚酯、聚酰胺和脂肪族聚氨酯等因　

基础聚合物对生物降解敏感因此是可生物降解　

的，其他种类塑料则可能因所用添加剂不耐生物　

降解而具有生物降解性。与其他类型降解一样，生　

物降解也会导致塑料使用寿命缩短．影响塑料使　

用的经济性和环保性。因此，研究弄清塑料生物降　

解的原理并　此基础上研究开发出有效的塑料生　

物稳定方法，对于塑料工业及相关行业的发展同　

样具有重要意义。　

本讲尝试从塑料生物降解的宏观效应、机理　

及影响因素以及塑料生物稳定的基本原理、生物　稳定剂及其应用特性和作用机理等方面就塑料生　

物降解与生物稳定作一介绍。　

１塑料生物降解　

１．１宏观效应　

塑料通常首先受真菌攻击而降解，而塑料一　

旦发生生物降解，聚合物或添加剂将被转化为较　

小的有机化合物，这时其他微生物也可能在塑料　上滋生。因此，塑料生物降解的宏观效应是多方　

而。　

（１）着色　

由微生物细胞内色素或细胞外染料引起。不　同微生物导致塑料着色的情况见表１。　

收树日期：２０１０—１１－Ｉ７　表ｌ微生物对塑料的着色效应　微生物　着色　

黑曲霉　链格孢属　腊叶芽枝酶　Ｃｌｉｏｍａｓｔｉｘ　ｍｕｃｏｒｕｍ　

欧文菌属　橘青霉　黄青霉　

灰绿曲霉　岛青霉　

灰绿青霉　荧光杆蒲　

攻瑰花曲霉　Ｅｕｓａｒｉｕｍ　ｒｏｓｅｕｍ　杂色曲霉　镰刀菌　绛红青霉素　网状链霉轮枝孢菌属　攻瑰花微球菌　黏质沙雷朴菌　红酵母菌属　

绿脓杆菌　黑色　

黄色　

瞪色　

绿色