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。