近日，美國南卡羅來納大學和愛達荷州立大學聯(lián)合發(fā)表了一篇關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構與化學特征。

       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等情況。于是，可降解塑料應運而生。

        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。

        光降解方法在技術上比較成熟。該反應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，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，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)其他代謝反應的作用下，完全轉化為二氧化碳和水。然而，該反應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、化學改性的產(chǎn)物； 2.微生物發(fā)酵和化學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)酵合成的不同結構的脂肪族共聚聚酯。

        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；且廣泛應用于汽車、智能家電、燈飾、環(huán)保電纜、OA設備、通信電子、衛(wèi)材塑料、電視機、涂料等行業(yè)。

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