“白色污染”与 降解塑料配方设计
内容提要
塑料的发展状况 “白色污染”的危害 回收利用的基本意义 废旧塑料的回收利用状况 应对“白色污染”理想模式 废旧塑料回收利用的技术 降解塑料的配方设计
塑塑料料的的发发展展状状况况
◆世界 20世纪90年代初期：1亿吨左右（年产量） 20世纪末：1.2亿吨 2004年：2.12亿吨
◆我国 20世纪90年代初：537万吨 2004年度：18466万吨(台湾697.1万吨)
2004年度中国内地大宗塑料制品产量
产品名称 塑料制品总量 塑料薄膜 薄膜中农用膜 塑料型材 塑料管材 塑料丝及纺织品 人造革 泡沫塑料 塑料包装箱及容器 日用塑料品 其他塑料制品
产量/万吨 18466.1 3658.9
标准的降解塑料应具如下性能：
1诱导期固定且长短适当，以便控制降解 的开始时间
2降解速度快，使用完毕后快速降解 3降解产物无害
降解性大小的衡量指标
断裂伸长率表示法 用断裂伸长率的下降 幅度来表示降解程度
羰基数目表示法 用大分子链内含有羰 基数目的多少来表示其降解程度
特性黏数表示法 用特性黏数的变化来 表示降解程度
化学性回收：可处理各种混合的受到污染 的废料，产品更易被分解。
两者相辅相成，各有千秋。
再利用
高分子材料的广泛的适应性和耐久性。 ——循环利用
施乐公司对复印机中塑料件的再利用 购物袋、各种容器和饮料瓶
如何辨别塑料袋是否具有毒性？
局限性：再利用的次数有限。
高分子材料的性能在使用过程中会逐步的 劣化，直到不经过重新加工就无法再使用。
01：PET 02：HDPE 03：PVC 04：LDPE 05：PP 06：PS 07：Other
化学回收
利用化学的方法将高分子材料降解为各种化 学成分，并转化为有用的产品。（新的塑料 单体和燃油）。
适用于混合塑料；预处理。
物理性回收：步骤相对简单，但对于废料 的纯度要求很高，要求废料是相对均一的。
那么……
“白色污染”
？
“白色恐怖”
应对“白色污染”理想模式
降耗 再利用 回收 焚烧
填埋 废弃物管理中的期望等级
Байду номын сангаас
焚烧
焚烧过程产生有毒物质 资源的浪费
填埋
◎在很长的时间内占据大量的填埋空间。 很少高分子材料是可生物降解的，据粗略的 估计，部分高分子材料可能保存长达200年。 ◎二次污染 填埋的高分子材料中各种用于改性的添加剂 会逐步渗漏出来，而对水质和土壤造成破坏。 ◎资源浪费，不利于可持续发展
焚烧和填埋
资源的浪费 焚烧过程中有毒物质的释放 填埋对土壤、水源的污染
回收
◆机械回收 ◆化学回收
机械回收
利用机械或者物理的方法如碾磨、加热或 者挤出等方法将废旧塑料加工成为新的产品。
前提：清洁和均匀的高分子材料 要求：回收料进行分类
回收标志
可回收
不可回收
包装材料中高分子材料种类的代码
天然高分子生物材料
1 淀粉 来源丰富，价格便宜，能在多种环境下被生物降 解最终产物为二氧化碳和水，无污染。经改性处理，可 增强与聚合物的相容性，改善其加工性能。
2 纤维素及其衍生物 纤维素由规则排列的结晶部分和无 序排列的非结晶部分组成，无熔点和玻璃化温度，加热 不熔融，只溶于特殊的溶剂，需用特殊方法加工
塑料“弃儿”
20世纪90年代世界年均废塑料量约7000万吨 我国年废塑料量约376万吨。
量变
成千上万逐 年累积的塑
料垃圾
质变 “白色污染”
“白色污染”的危害
◆不易腐烂，垃圾堆放增加 ◆焚烧处理不当会给环境造成二次污染 ◆埋入地下不易分解，使土质恶化 ◆漂浮在水中造成海洋污染
So:回收、处理和利用这些废弃物已到了不可忽 视的地步。
我国20世纪80年代风行一时的淀粉填充塑料〔ｗ (淀粉)=7%～30%〕,即属于生物破坏性塑料,它只能 淀粉降解,其中的ＰＥ、ＰＶＣ等不能降解,一直残留 于土壤中,日积月累仍然会对环境造成污染,此类产品 已属于淘汰型。因此我国目前生产的此类淀粉基降 解塑料大多是无意义的,真正有发展前途的是全淀粉 塑料〔ｗ(淀粉)≥90%〕,其中添加的少量增塑剂也 是可以生物降解的。这类塑料在使用后能完全生物 降解,最后生成二氧化碳和水,不污染环境,是近年来 国内外淀粉降解塑料研究的主要方向。
降耗
改变“制造——使用——废弃”旧的 消费方式产生的大量的废弃物、造成的 资源损失和环境损害。
降解塑料配方设计
1.降解塑料的概念 2.降解塑料配方用材料 3.生物降解塑料配方设计 4.光降解塑料配方设计 5.其他降解塑料配方设计
降解塑料的概念
降解塑料定义为塑料制品在完成使用寿命 后，能被阳光或土壤中的微生物在较短时 间内分解成小分子化合物的一类聚合物。
完全生物降解高分子(biodegradable) 指在微生物作用下，在一定时间内完全分解为CO2 和H2O的化合物。如聚羟基丁酸酯（PHB），聚环 己内酯（PCL）。
生物降解塑料配方设计
部分生物降解塑料 非降解树脂+淀粉 非降解树脂+其他降解材料
完全生物降解塑料 天然高分子生物材料 微生物合成高分子材料 化学合成降解高分子材料 上述复合材料
高分子降解理论
生物降解
高分子降解
化学降解
物理化学降解
环境降解
微生物酶作用降解
氧化降解 臭氧降解 加水降解
热降解 光降解 放射线降解 超声波降解 机械降解 以上三大降解的综合
降解塑料的分类
生物降解塑料 光降解塑料 光—生物降解塑料 水降解塑料 醇降解塑料 氧化降解塑料
生物降解高分子
生物破坏性高分子(biodestructible or biodisintegrable) 指在微生物作用下，高分子仅能被分解为散乱碎片。 如淀粉添加的聚苯乙烯（PS）、聚烯烃。
728.7 1688.1 1970 2023.9 659.9 839.5 845.4 2247.8 4157.1
比例/% 100 19.8 3.9 9.1 10.7 11.0 3.6 4.7 4.6 12.2 22.5
随之而来的是……
中国有名 的电子垃 圾村—— 广东贵屿
贵屿的河是黑的，天是灰的，空气中都是刺鼻的气味。 ----新加坡联合早报，2009-4-14