塑料作為現(xiàn)代科技的產(chǎn)物,如今已經(jīng)廣泛地滲透到生活的各個(gè)領(lǐng)域,給人們帶來巨大的便利,但同時(shí)也產(chǎn)生了負(fù)面影響。
塑料具有良好的耐腐蝕性,這既是它的優(yōu)點(diǎn),也是致命的缺陷?茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn),塑料降解的速度非常緩慢,通常需要200—400年。
面對(duì)塑料帶來的環(huán)境污染問題,許多國(guó)家采用了掩埋、焚燒和回收利用等方法來處理廢棄塑料,但是,這些方法也都存在無法克服的缺陷填埋處理占地多,而且容易使填埋地不穩(wěn)定;焚燒處理時(shí),由于塑料焚燒發(fā)出熱量大,容易損壞焚燒爐,還會(huì)排出二惡英等有害物質(zhì);回收利用,往往難以收集并且經(jīng)濟(jì)效益很差。
為了真正解決“白色污染”問題,一些科學(xué)家開始探索新的途徑,可降解塑料隨之出現(xiàn)。對(duì)于可降解塑料的研究始于20世紀(jì)70年代。當(dāng)時(shí)英國(guó)的一位科學(xué)家提出在聚合物中加入廉價(jià)的可生物降解的天然淀粉作為填充劑,他還注冊(cè)了第一個(gè)淀粉填充乙烯塑料的專利,并開發(fā)出一種采用淀粉與聚乙烯共混然后滾壓成膜得到的“生物降解型”塑料。這種塑料被埋在土壤里后,經(jīng)過一段時(shí)間就會(huì)變成粉末狀,當(dāng)時(shí)的研究者據(jù)此認(rèn)為聚乙烯已被生物降解。這種新材料的出現(xiàn)引起了人們對(duì)生物降解塑料的興趣,從而引發(fā)了以淀粉基塑料為主的研究與開發(fā)浪潮。由于可降解塑料既具有塑料的優(yōu)點(diǎn),又不污染環(huán)境,它被視作是21世紀(jì)應(yīng)用極其廣泛的一類“功能聚合材料”。越來越多的科學(xué)家提倡開發(fā)和應(yīng)用可降解塑料,并將它看作是解決“白色污染”的理想途徑。
盡管可降解塑料受到了科學(xué)家的追捧,但是20世紀(jì)90年代初有研究發(fā)現(xiàn),在聚合物中加入天然淀粉所形成的可生物降解塑料并不是真正的可降解這種材料中的聚乙烯并不是完全被分解,它實(shí)際上只是成為碎片留存于土壤中。到目前為止,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出很多生物降解塑料品種,但真正具有良好的生物降解性能且與傳統(tǒng)塑料性質(zhì)類似的可降解塑料的種類仍然十分有限。從環(huán)境保護(hù)和可再生資源利用的角度出發(fā),目前對(duì)于可降解塑料的研究主要集中在具有完全降解特性的完全生物降解塑料和具有雙重降解特性的光/生物降解塑料這兩個(gè)方面。如何研制出以可再生資源為原料,能夠完全降解為對(duì)環(huán)境無害的產(chǎn)物,同時(shí)又能低成本大規(guī)模生產(chǎn)的可降解塑料一直是當(dāng)代新材料研究的重要方向。
科學(xué)家們認(rèn)為應(yīng)用可降解塑料能在一定程度上緩解和抑制環(huán)境矛盾,但由于成本和性能等多方面因素的影響,可降解塑料目前在市場(chǎng)上的規(guī)模與普通塑料相比還很小。提高可降解塑料的性能并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)也是世界研究開發(fā)的熱點(diǎn)。