以淀粉為基質(zhì)的降解塑料是降解塑料中很重要的一個(gè)部分,以天然淀粉為填充劑或以天然淀粉和其衍生物為共混體系組成的塑料都屬于此類,主要可以分為填充型和全淀粉型兩種。
填充型淀粉塑料
所謂填充型淀粉塑料,嚴(yán)格地說,淀粉在塑料中并非僅僅起填充作用,而是在一定條件下,活化了淀粉與塑料中的羥基,使之形成高聚物共混體。在淀粉基可降解塑料研究的早期,研究人員把未經(jīng)改性的天然淀粉或是進(jìn)行了簡單物理改性的淀粉與通用樹脂進(jìn)行共混,配制出了早期的淀粉基可降解塑料,由于淀粉諸多的優(yōu)點(diǎn),促使人們不斷加強(qiáng)對淀粉基塑料的研究和推廣。在不斷的研究和使用中,研究者們發(fā)現(xiàn),使用未經(jīng)改性或是進(jìn)行簡單物理改性的淀粉與通用樹脂的相容性較差,制備出的降解塑料的力學(xué)性能等方面與人們?nèi)粘J褂玫母叻肿铀芰洗嬖谥^大的差距。由于淀粉與通用樹脂之間的相容性存在一定的問題,在降解塑料的降解過程中,降解塑料中的淀粉部分較容易在自然環(huán)境中降解,而通用樹脂的部分依然很難降解,導(dǎo)致zui后“崩解”的情況發(fā)生,崩解產(chǎn)生的塑料碎片收集起來產(chǎn)生了一定的困難,所以對自然環(huán)境的破壞依然很大。
使用化學(xué)改性的淀粉與通用樹脂進(jìn)行共混,能在較大程度上改善這一狀況。由于塑料包裝制品在人們的日常生活中應(yīng)用十分廣泛,在塑料包裝制品中使用以改性淀粉為基質(zhì)的可降解塑料對于環(huán)境保護(hù),節(jié)省自然資源具有十分重要的意義。
填充型淀粉塑料工藝簡單,可以沿用通用塑料的加工工藝和設(shè)備,生產(chǎn)成本較低,又具有一定的降解性能,在一定程度上是緩解塑料制品給環(huán)境造成壓力的現(xiàn)實(shí)技術(shù)手段,目前在我國降解塑料市場主要用這類塑料。
全淀粉塑料
由于填充型塑料在降解性能上還是存在著一定的局限性,全淀粉塑料被人們寄予厚望。全淀粉塑料屬于天然聚合物類,含淀粉90%以上,添加的其他組分也是能*降解的,而淀粉要形成塑料,必須改變其分子結(jié)構(gòu)使其具有熱塑性能,為此人們也進(jìn)行了許多研究工作來研究水、多元醇對淀粉的增塑效果,并取得了一定的進(jìn)展。
目前問世的*降解塑料品種中,成本降低可能性zui大的是全淀粉塑料,因?yàn)樗枰脑系矸凼强稍偕Y源,其單位價(jià)格遠(yuǎn)比傳統(tǒng)塑料原料和可降解樹脂低。但由于目前生產(chǎn)工藝還不成熟,導(dǎo)致淀粉塑料的成本還是偏高,另外,全淀粉塑料在機(jī)械強(qiáng)度等性能上還是存在著一定的缺陷。進(jìn)一步提高制品使用性能、拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域、降低制品生產(chǎn)成本及實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是今后研究的重點(diǎn)。
可降解包裝材料的制備
使用改性淀粉可以使包裝材料的降解性能得到一定程度的提高,但為了滿足包裝材料的特殊要求,材料還必須滿足透氣性、透濕性、抗菌保鮮性,對于瓜果蔬菜的包裝還必須滿足防結(jié)露性等的要求。由于改性淀粉的成膜性較好,與通用樹脂共混后在透氣性和透濕性上均能滿足普通包裝材料的要求。
包裝材料的抗菌性能
包裝材料包裹的內(nèi)裝物很大一部分是瓜果蔬菜和人們?nèi)粘J秤玫氖称?,包裝材料的抗菌性能是很重要的一個(gè)指標(biāo)。果蔬采后*損失可高達(dá)20%~40%。將安全有效的抗菌成分在共混時(shí)聚合入膜或涂布于膜內(nèi),使其在包裝后緩慢釋放,產(chǎn)生抑菌作用。銀沸石:以Ag+取代多孔沸石結(jié)晶構(gòu)造中的Na+,得銀沸石,它的抗菌譜寬、作用強(qiáng),在含量為10~50mg/kg時(shí)就有良好效果。果蔬
防腐劑:尼辛、抑霉唑等也可加入膜基材中;抗菌的中草藥微粉混于*中,再涂于紙袋內(nèi)側(cè),或以殼聚糖、日柏醇等也可加入膜的內(nèi)側(cè),均具有殺菌防腐效果。對藥物的釋放速度和釋放量要能控制。
包裝材料的防結(jié)露功能
果蔬生命中產(chǎn)生的水汽在溫度波動(dòng)時(shí)會結(jié)露,將蔗糖酯,聚乙二醇,單甘酯等表面活性劑適當(dāng)配比后加入膜材中或涂于內(nèi)側(cè),使膜表面均勻濕潤形成水膜,不再結(jié)露,防止膜呈渾濁狀。
結(jié)語
可降解塑料對于環(huán)境保護(hù)和石油資源的節(jié)省具有十分重要的意義,而淀粉來源廣泛,價(jià)格便宜,是可降解塑料理想的原料。包裝材料在日常生活中應(yīng)用廣泛,淀粉在經(jīng)過改性后,與通用樹脂相容性進(jìn)一步改善,再輔以
保鮮劑、防銹劑等助劑,可配制出理想的可降解包裝塑料。