近日，美國南卡羅來納大學(xué)和愛達荷州立大學(xué)聯(lián)合發(fā)表了一篇關(guān)于氧化鋯催化聚烯烴氫解的論文。研究揭示了其催化烴類聚合物選擇性氫解的綜合結(jié)構(gòu)與化學(xué)特征。

       通常情況下，碳氫化合物聚合物和回收塑料制品的降解靠金屬催化實現(xiàn)，而其相關(guān)氧化物則被認為是惰性的。氧化鋯作為地球上含量豐富的資源，能催化聚合物，且活性比肩貴金屬納米粒子。這是塑料降解領(lǐng)域絕對的利好消息。

        可降解塑料

        隨全球氣候變暖，環(huán)境問題越來越突出。不僅是海平面的上升與空氣質(zhì)量的惡化，群眾對塑料制品的討伐也愈發(fā)強烈。自1907年塑料現(xiàn)世以來，人們一直苦于其不可降解的特性。由于材質(zhì)的特殊，一開始塑料制品只能埋于地下，需要200~300年時間才可以降解。且即使該過程發(fā)生，也可能造成土壤造成板結(jié)等情況。于是，可降解塑料應(yīng)運而生。

        目前，據(jù)小編了解實現(xiàn)降解的方式主要有三種：一、光降解、二、氧降解三、生物降解。

        光降解方法在技術(shù)上比較成熟。該反應(yīng)必須暴露于陽光或紫外光下才能發(fā)生。利用輻射能量，PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）等傳統(tǒng)材質(zhì)的塑膠中混有的金屬化合物及光敏劑可起催化作用，致使材料分子鏈斷裂，從而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，會讓塑膠產(chǎn)生裂化。但由于塑膠碎片的物理性質(zhì)與質(zhì)量不隨碎裂而改變，塑膠仍無法完全分解。這會給使用者造成誤解，從而隨意處置后續(xù)產(chǎn)物，進而導(dǎo)致環(huán)境污染。加之光敏劑加大自身劇毒的特性，其分解反應(yīng)也可能會危害環(huán)境。

        氧降解塑料（OXO）通常是在傳統(tǒng)石化塑料中添加降解助劑，使塑料在較高溫度的條件下，進行氧化反應(yīng)，加速裂解。但這種方法尚未實現(xiàn)在可控時間內(nèi)完全降解塑料。自2021年起，歐盟禁止成員國在市場銷售氧降解塑料。另外，降解塑料的國際GB/T 20197新版本也會刪除光降解和熱氧降解塑料。

生物降解方法則是利用微生物產(chǎn)生作用。首先，微生物吸附于材料，通過微生物生長和代謝對材料進行一定程度的物理降解；其次，利用微生物代謝產(chǎn)生的胞外解聚酶，使材料高分子鏈發(fā)生水解和酶解作用，進而變成小分子可溶性物質(zhì)；最后，小分子被微生物吸收，在胞內(nèi)解聚酶和體內(nèi)其他代謝反應(yīng)的作用下，完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。然而，該反應(yīng)的對象只能是生物質(zhì)，而非石化塑料。另外，每一種生物降解材料都要求特定的環(huán)境因素，否則其降解速度會很慢。因此，在采用生物降解法之前，須認真判定物質(zhì)是否符合上述兩個準入條件。

生物基塑料、石化基塑料及生物分解塑料間區(qū)別的簡單示意圖 

        生物可降解塑料

        比起光或氧降解塑料，生物降解塑料無疑是當下的比較好的選擇。根據(jù)原料來源，其主要可分為四種： 1.天然材料直接加工得到的塑料是指利用天然高分子生產(chǎn)的生物降解塑料，主要有熱塑性淀粉、生物纖維素、多糖類和聚氨基酸以及其共混改性、化學(xué)改性的產(chǎn)物； 2.微生物發(fā)酵和化學(xué)合成共同參與得到的聚合物，如聚乳酸（PLA)等； 3.由微生物直接合成的聚合物，如聚羥基烷酸酯（PHA)等； 4.以上這些材料共混加工得到的或這些材料和其他化學(xué)合成的生物降解塑料共混加工得到的生物降解塑料。

         現(xiàn)今，一些生物降解材料宣稱“可堆肥”?？啥逊仕芰现傅氖窃陬j廢條件下，通過微生物作用，可在一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水及其所含元素的礦化無機鹽和生物質(zhì)的塑料制品，且終產(chǎn)物須符合相關(guān)標準。當前市場上出現(xiàn)的可堆肥塑料基本屬于工業(yè)堆肥條件下的生物降解塑料。

        “吞食”PET的細菌

         運用于塑料降解的微生物通常是自然界天然存在的。2016年，日本京都工藝纖維大學(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種可以吞食PET（對苯二甲酸酯塑料）的微生物，大阪堺菌。這種細菌能夠生長在PET薄膜上，在30℃條件下能夠開始“吞食”PET聚合物。據(jù)此，研究人員推測其可以降解PET塑料。 誠然，進一步研究發(fā)現(xiàn)，大阪堺菌只喜歡非晶體PET，而實際生產(chǎn)使用的塑料產(chǎn)物是結(jié)晶態(tài)PET，針對性不強。另外，在自然條件下，該細菌降解塑料的效率也很低。如果要推行使用，優(yōu)化是必要的。據(jù)此，中國科學(xué)院微生物研究所的吳邊團隊以此為思路，就大阪堺菌使用的酶，獲得了更穩(wěn)定的重設(shè)計酶，使其降解效率提升了300倍。

         環(huán)保你我他

         除了對現(xiàn)有塑料進行降解，新型環(huán)保材料亦是不錯的選擇?，F(xiàn)今，市面上有五類綠色塑料，都屬于生物可降解塑料范疇：

        1.聚乳酸（PLA）材料：采用再生的植物資源制成的新型生物降解材料。

        2.聚3-羥基烷酸酯（PHA）材料：微生物通過碳源發(fā)酵合成的不同結(jié)構(gòu)的脂肪族共聚聚酯。

        3.聚己內(nèi)酯：熔點僅62℃的聚合物。

        4.聚酯類材料：由多元醇和多元酸縮聚而得的纖維材料，具有良好的易改性、生物相容性、生物降解性和生物載藥性。

       5.聚乙烯醇（PVA）材料：又稱水溶性PVA薄膜，可被完全降解為二氧化碳和水。 塑料的使用已經(jīng)滲入生活的方方面面。改變習慣不易，但在力所能及的范圍內(nèi)，杜絕塑料，任重道遠。攜帶循環(huán)使用的購物袋去超市，減少一次性產(chǎn)品的使用；選擇可回收、可再生、可降解的環(huán)保牛皮紙，拒絕過度包裝；購買材質(zhì)良好且符合個人風格的衣物，而非助長快銷產(chǎn)品的氣焰，年年換新造成浪費。在節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展的時代大背景下，保護環(huán)境，從身邊的小事做起。

        廣東聚石化學(xué)股份有限公司是一家擁有23年銷售、研發(fā)及生產(chǎn)經(jīng)驗的改性塑料企業(yè)，具備年產(chǎn)10萬噸改性塑料的生產(chǎn)能力，擁有環(huán)保改性聚烯烴材料、改性工程塑料和功能母粒等200多個牌號的產(chǎn)品。產(chǎn)品均通過IATF16949質(zhì)量管理體系認證、通過美國UL認證，符合歐盟委員會RoHs標準；且廣泛應(yīng)用于汽車、智能家電、燈飾、環(huán)保電纜、OA設(shè)備、通信電子、衛(wèi)材塑料、電視機、涂料等行業(yè)。

        聚石化學(xué)自成立以來，每年都承擔了多個省市區(qū)級科技計劃項目，目前擁有國內(nèi)外多項阻燃材料核心技術(shù)的發(fā)明專利。一直致力于無鹵阻燃環(huán)保阻燃材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并通過全球化的經(jīng)營實現(xiàn)了從內(nèi)銷主導(dǎo)到外銷兼顧的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新不斷使產(chǎn)品保持高技術(shù)含量和高附加值。

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