前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的可降解塑料研究主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
中图分类号:F713.54 文献标识码:A
一、引言
“绿色发展”理念是在党的十八届五中全会上提出的将“生态文明建设”融入经济、政治、文化、社会建设各方面和全过程的全新发展理念,是关系我国发展全局的一场深刻变革,也是我国实现全面建成小康社会目标的重要途径。因此,对塑料行业进行产业调整、大力发展可降解塑料袋对进一步弘扬绿色文化,让绿色发展观念深入人心,形成节约资源和保护环境的产业结构和生产、生活方式,推进我国生态文明建设,促进绿色发展、建设美丽中国具有重要意义。
二、研究方法
首先,我们针对保定市消费者进行关于可降解塑料袋的购买行为的深入调查。本次调查过程中所发放的调查问卷模拟了消费者的整个购买过程,同时包含多个影响因素。调查范围主要集中在保定市的五个区内进行,从2016年6月到2016年7月,历时一月。本次调查的主要对象包括但不限于年龄在16岁以上的市民。问卷调查采用简单随机抽样方法,主要在保定市古莲花池、大润发超市、清苑县迈创新天地商厦、满城区燕赵综合超市附近等地区进行,共发放问卷300份,收回有效问卷221份。与此同时,我们现场采访了4个商户或超市负责人,包括城市集贸市场、农村集贸市场的商户和本市大、小型超市的售货员。并且重点访谈了保定市两家大型超市的经理、一家专业的塑料袋生产商和保定市环保局的负责人等;其次,我们通过分析调查数据,对保定市民的绿色需要与绿色需求进行总结分析,并发现保定市民的绿色需要与绿色需求并不匹配;再次,从绿色购买心理过程具体分析保定市民绿色消费行为;最后,从不同维度提出了促进可降解塑料袋市场发展的政策建议。
三、调查分析与结论
(一)“限塑令”实施效果不容乐观。保定市一家主要的塑料袋批发商在访谈中表示,在实施“限塑令”以后塑料袋使用量大约只减少了5%。造成这种结果主要有两个原因:一是自“限塑令”实施以后,有71%以上的消费者不再购买或使用塑料袋,但实际上购买的很多商品都有其自带的塑料袋。据调查数据显示,当前使用塑料袋的场所主要还是集中在超市、集贸市场、路边小摊等场所,特别是集贸市场,由于性质所限,塑料袋使用很难禁止。在关于“您认为颁布‘限塑令’后,其实施效果如何”的问题中,有43.1%的受访者认为“成效不大,没有明显变化”,而只有9.5%的受访者认为“非常有效,生活环境明显改善”。所以,“限塑令”实施后超市塑料袋使用量并非显著减少,在消费者心目中对生活环境改善的作用也不甚明显;二是由于人口基数增加和近年来城市人口规模不断扩大,致使集贸市场、超市等地的塑料袋使用量有增无减。
(二)对可降解塑料袋认知不足。有30.3%的受访者表示“没听说过可降解塑料袋”。另外,有相当一部分受访者对可降解塑料袋是否真正能完全降解仍然持怀疑态度,现在市面出售的可降解塑料袋都自称是可完全降解,但从外观上看它们之间差别不大。另外,还有部分消费者对各种不同的可降解塑料的种类及功能并不了解,导致对购买可降解塑料袋不放心。通过调查消费者对于可降解塑料袋的基本知识的了解程度,从一定程度上反映出这些年对可降解塑料袋的宣传力度和实际效果的不理想。消费者对可降解塑料袋的认识模糊,但值得一提的是,绝大多数消费者对可降解塑料袋都有购买的意愿,都怀有环保的热情。在思想上基本能意识到减少塑料袋的购买对保护环境的作用,形成了基本的环保意识。
(三)可降解塑料袋缺乏购买途径。通过本次调研的实地走访,不难发现,市场上售卖可降解塑料袋的商户少之又少,而购买的商户也表示不知道去哪里购买可降解塑料袋,56.7%的受访者表示对可降解塑料袋缺乏购买途径。自“限塑令”出台后,顾客使用塑料袋需缴纳相应费用,从而使其成为附加商品,而可降解塑料袋的价格又高于普通塑料袋,很多商家和顾客都很少选择可降解塑料袋,自然使其购买渠道收缩。
(四)可降解塑料袋贵在塑料膜。通过调查数据可以看出,只有11.4%的消费者表示以0.7元的价格去购买完全可降解塑料袋,而消费者购买塑料袋最看重的因素也是“价格因素”,比重占到了28%,也就是可降解塑料袋的价格是干扰因素之一。据塑料厂家反映,可降解塑料袋的主要成本在于塑料膜的制作,由于制作塑料膜的机器和技术基本上依赖引进,而且需要大量的劳动力参与,造成了引进的费用和人工成本的激增,最终导致了可降解塑料袋的价格偏高。
(五)对可降解塑料袋缺乏科学的定义。政府缺乏对可降解塑料袋标准的解释和宣传,一定程度上致使市民认识模糊,也表明了政府实施政策的颁布可能存在缺乏连贯性的问题。通过本次调查,大部分市民是无法分辨出各种标识的环保袋及可降解塑料袋的关系的。由于环保塑料和降解塑料的标准仍然存在缺位,“降解”成为许多商家的卖点和宣传点,真正的环保、降解塑料缺乏权威认定,使得可降解塑料产品质量参差不齐,一部分非降解塑料以降解、环保的标签进行兜售。
(六)传统宣传方式收效甚微,宣传媒介有待转型。在和保定市两家大型超市负责人访谈的过程中,我们了解到消费者对政策反应行为存在一定程度上的盲目性。消费者逐渐接受了商场不免费提供塑料袋的现实后,就按政策要求自带购物袋。当媒体宣传频率下降后,人们逐渐淡忘“限塑令”时,公众就开始选择最方便的方式,大多数人便倾向于自购塑料袋;另一方面随着移动智能的不断发展,传统的政策宣传渠道收效甚微,人们更倾向于在互联网上了解实时资讯。有35%的消费者认为,使用“微信微博”宣传环保政策更有效。
四、促进可降解塑料袋市场发展的政策建议
(一)强化规范性,积极探索实施“限塑令”的后续措施。市场主管部门要积极探索统一规范塑料袋生产加工市场,强化市场退出机制。探索塑料袋回收利用模式,提高资源利用率,满足消费者日常消费需求。制定统一的定价标准和行业规范,促使“限塑令”得到更好的实施。
(二)加大政府对环保事业的责任,帮助市民提升环保意识。环保政策的执行难点在于民众,广大民众很少知道可降解塑料袋的判断标准。其中的判断标准既包括成为可降解塑料袋的指标问题,又包括可降解塑料袋的判断标识,这两者之间相辅相成,缺一不可,共同维持环保秩序的稳定。政府需强化对绿色消费的宣传,结合传统媒体与新兴媒体的特点,有针对性地开展类似“绿色消费月”的活动,丰富宣传形式,提高生动性、活泼性,以促进消费者对可降解塑料袋的认知、购买和使用。同时,针对不同消费人群制作差异性的关于促进可降解塑料袋购买与使用的公益广告,也是宣传的一个方面。
(三)运用税收及政策机制,提高政策扶持力度。制定相关产品标志标准及质检方案;责令在高污染生产企业进行改造,不按期改造的可以将其停产;在利率、税收等方面对有环境保护标志产品的生产、流通及出口给予优惠;对不环保产品征收相应的“环境税”,运用经济手段从源头上减少塑料袋使用和污染物排放。
(四)改进营销策略,提高技术工艺,实现转型发展。购物袋是我们生活必不可少的快速消费品,适用于每个人生活的方方面面。就企业来说,应当加大绿色产品的研究、开发、营销的力度。增加研发投资,提高技术工艺,积极学习外国先进的环境制造技术和相应管理体系,降低对国外生产设备、技术的依赖,降低产品价格,使消费者对可降解塑料袋的购买欲望得到较大提升。同时,营销工作也是重中之重。例如,在可降解塑料袋上明确标示其类型、功能等。正如上文所言,目前市场上的可降解塑料袋良莠不齐,因而对可降解塑料袋的科学合理的定义并且向消费者推广这一概念至关重要。
(五)丰富可降解塑料袋的样式款式。对于消费者而言,可降解塑料袋与普通塑料袋的区别除了售价、组成成分,更多的在于款式。对于销售市场而言,可降解塑料袋的样式确实过于单调,基本以全白为主,将来若是在可降解塑料袋的款式上有所创新,其中不只是图案的变化,更可以是样式的变化,相信这样的销售渠道有更大拓宽的可能性。同时,让可降解塑料袋更美观实用,装载日常生活用品都可以使用可降解塑料袋,而非只在购物时才想起使用,这样久而久之形成使用习惯,也是对可降解塑料袋的宣传。
(六)引入NGO治理模式,强化社会监督。环保事业是社会生活的长期议题,引入NGO治理模式,能强化社会监督,弥补政府治理的不足。因此,NGO通过对塑料袋生产、销售、使用情况进行监督,举办有关可降解塑料袋的宣传教育活动,让绿色发展观念深入人心,引导公众建立健康环保的生活方式,形成节约资源和保护环境的生产、生活方式,以提高塑料制品回收利用水平和可降解塑料袋市场占有率。
主要参考文献:
[1]邹江英,苏银姗,史胜兰.对可降解塑料袋的绿色购买行为研究――以西安市为例[J].消费导刊,2009.8.
【关键词】绿色 生态包装 现代包装
在现代人们的生活过程中,由各种各样包装造成的社会资源浪费和生活环境污染问题越来越突出,而越来越多人们对生活环境的重视程度不断提高,人们的环境保护意识不断增强,从而推动了绿色生态包装材料在现代包装设计中的应用,充分凸显了绿色生态包装材料的重要性[1]。
1 绿色包装材料的种类
1.1 高性能的包装材料
所谓高性能的包装材料主要是在包装设计的过程中,采用新型的纸质材料代替全金属包装材料,有效降低包装的成本,最大限度减少各类包装废弃物对生活环境的污染。
1.2 可二次利用的包装材料
这里提及的可二次利用的包装材料,主要起源于国外。其中较为典型的就是瑞典等国家采用PET材质的饮料瓶,这种瓶子能够重复使用,有效减少包装材料造成的资源浪费现象。
1.3 可食性包装材料
可食性包装材料具有能够供人们食用的特点。在现代包装材料的应用过程中,可食性包装材料主要包括了淀粉、蛋白质、植物纤维和其他天然物质等。目前,可食性包装材料主要应用于食品和药品等包装中[2]。
1.4 可降解包装材料
可降解包装材料主要是指包装材料经过一段较长的时间和处于特定环境下,所导致包装材料的化学结构发生化学性变化的塑料。其中具体表现为可降解材料在结束自身的使用寿命之后,当受到阳光紫外光的作用和土壤中水分的影响,能够在一定的环境中发生分裂和可降解的现象,最终以无污染的形态进入到生活环境中。目前,在包装材料应用中,可降解塑料材料主要分为合成光降解塑料、添加光敏剂的光降解塑料、生物降解塑料以及多种降解塑料等综合在一起的多功能可降解材料。除此之外,还可以根据可降解材料所处环境发生变化而分为光降解塑料、生物降解塑料、完全或者部分生物降解塑料等等[3]。
1.5 利用自然资源开发天然包装材料
所谓天然包装材料主要是指自然环境中自然生成的天然生物材料。目前应用较多的天然包装材料包括竹子、木材、麻类、柳条、芦苇等,这些包装材料主要来源于自然环境中,能够在受到自然环境中的水、光照等条件下分解掉。这种包装材料不仅不会对生态环境造成污染,而且还会有效降低包装材料的生产成本。
2 在现代包装设计中应用绿色生态包装材料的作用
绿色包装的内涵主要是指保护生态环境、节约资源成本,从源头上减少各类包装材料产生的包装废弃物。在我国长久的发展过程中,在选择物品包装材料的过程中,大部分是取材于自然中,如:竹子、草木、芦苇等。这些纯天然的包装材料不仅具有一定的天然美感,而且还具有保护生态环境,减少资源浪费的作用,顺应了生态环境的发展规律。
2.1 包装设计的市场需要
在现代人们综合素质提升,对生态环境保护的意识不断增强的背景下,现代消费者对绿色生态环保的包装设计越来越重视。其中,通过相关数据了解:80%的美国人和70%的英国人等在购买物品的过程中会思考这个物品包装的生态标准。在现代包装设计中,应该充分尊重消费者的心理情况,尽量在包装设计和制造中减少破坏生态环境的成分,这也是现代包装中必须重视的一个问题。其中,造成这种现象的主要原因就是对生态环境的关注催生了新一代的绿色消费者,这些新的消费群体都会对物品将会对环境产生的影响进行思考。因此,在现代包装设计中应用绿色生态包装材料符合现代包装设计的市场需要。
2.2 推动现代包装设计创新
为了更好的在现代包装设计中应用绿色生态包装材料,便需要从原材料的选择入手,充分利用现代科学技术,开发一些可降解、可食用、可重复使用的包装材料。同时,在制作包装材料的过程中,还应该坚持节约材料的原则,坚持在满足包装材料基本要求的基础上,减少包装材料的使用量,从而避免现代包装材料造成浪费资源的现象。除此之外,在包装制作的过程中,还需要注意包装材料的辅助材料的有害性,尽量避免在包装材料制作过程中添加一些如铅、汞等有毒物质,最大限度降低包装材料对生态环境的污染。
中国端午节吃的粽子,其使用的便是粽叶。这种粽叶主要生长在一些较高的山岭中,根系发达,具有较强的生命力。这种植被不仅能够起到保护生态植被的作用,而且又是一种取之不尽的自然材料,所以被称之为山岭的绿色银行。这种粽叶无毒,而且不会对大自然造成污染。因此,在粽子的包裹过程中应用这种粽叶,不仅能够减少对大自然的污染,而且不会对人体造成伤害。同时,这种粽叶生长速度快,成本低廉,是一种较好的无污染一次性食用包装材料。还有一些人们,将这种粽叶作为餐桌上的食品包装,既美观,又环保节约,推动了现代包装设计的创新。
2.3 资源和环境保护的需要
在现代商品的生产过程中,包装是一种必不可少的组成成分,主要应用在各类商品的开发和制作中。物品包装虽然能够给人们带来短暂的方便,但是也造成了大量资源浪费和环境污染的问题。
在现代包装设计中应用绿色生态包装材料能够减少资源浪费,对环境起到保护的作用,其主要原因是绿色生态包装材料具有回收和再利用的功能[4]。通过相关数据了解到,大部分人们在使用完物品包装之后便选择丢弃,从而导致食品包装成为污染环境的垃圾。从这个问题能够看出物品包装材料的回收和再利用工作具有非常重要的作用。如果所使用的包装材料全部是易降解和生态环保的,能够被回收再利用,直接分解,就能够将对生态环境造成的影响降到最低。例如,上图是使用竹子为主要原材料的包装物品。这些包装物品在设计的过程中,从原材料的选择方面开始都凸显了生态绿色理念。竹子高大,生长速度较快,分布范围较广。因此,在现代包装设计中,竹子作为包装材料的一种类型,能够被广泛的应用。其中,在竹子的生产加工过程中,主要是根据竹子的特性进行加工制作,并不需要添加过多的辅助材料。同时,采用竹子制作的包装,在结束使用寿命之后,放置于特定的环境中很容易被降解,并不会对生态环境造成较大的影响。一般情况下,包装材料设计师在包装设计的阶段,便会结合竹子自身的本质特性,充分发挥其作为包装材料的循环再利用的作用,从而达到一物多用的目的。
结语
综上所述,在现代包装设计中应用绿色生态包装材料具有非常重要的作用。其不仅能够倡导绿色生态观念,提升现代人们的生活质量,保护人们的身体健康,而且能够促进生态环境朝着可持续的方向发展。因此,在现代包装设计中应用绿色生态包装材料是值得大力宣传和推广的。
参考文献
[1]石岩.原生态包装在现代包装设计中的开发与应用[J].包装工程,2011(10):5-7.
[2]万长林.儒家生态理念在现代包装设计中的体现[J].设计艺术研究,2011(6):9-11.
1.有益环保的包装设计引导
有益环保的包装设计,就是在进行产品包装设计时,首先将环保安全放在首位。关于环保的包装设计很多学者和专家进行了专门研究,提出了许多先进的设计方法。在众多的设计方法中,目前公认的理想包装设计就是绿色包装设计。
(1)绿色包装设计概念
绿色包装设计指产品与包装的寿命周期相复合的设计。它主要使包装在产品生命周期中发挥作用后无环境污染。图1为包装与产品使用周期的组合作用图。
(2)绿色包装设计原理
研制开发无毒、无污染(包括材料的自身生产过程)、可回收利用、可再生或降解的包装原辅材料。
研究现有包装材料有害成分(如泡沬快餐盒的CFC)的控制技术与替代技术,以及自然“贫乏材料”的替代技术(如以塑代木、以纸代塑等)。
优化包装结构,减少包装材料消耗,努力实现包装减量化。
提出包装废弃物的回收处理技术与方法。其主要包括可直接重复使用的包装、可修复的包装,可再生的废弃物、可降解的废弃物、只能被填埋焚化处理的废弃物等。如图2是包装废弃物回收处理的系统框图。
2.有益环保的包装制造(生产)引导
有益环保的包装生产主要是指在加工制造包装的过程中,不产生有损环保的气、液、光、热、味等以及发?环境和对人体有害的各种反应(光反应、化学反应和热反应)。
现以生产中的用材选择与生产相结合从环保上加以分析。
(1)注重轻量化、薄型化、无毒化、高性能
就是对包装材料生产过程加以分析。主要是对现有的包装材料进行开发、深加工,在保证实现产品包装基本功能的基础上,避免过分包装,尽量降低包装成本,节约包装材料资源,减少包装材料废弃物的产生量,努力研制开发出轻量化、无氟化、高性能的新型包装材料。如采用新型的镁质材料部分地代替金属包装材料,制得的小型包装罐质地坚固、外形美观、重量轻,可代替马口铁罐,作为涂料、五金、黄溃等的包装^
(2)方便回收使用和再生利用
包装经使用后能方便回收和重复使用是保护环境、促进包装材料再循环使用的一种最积极的废弃物回收处理方法,如啤酒、饮料、酱油、醋等玻璃瓶的多次复用:瑞典等国家聚酯PET瓶和PC奶瓶的重复使用可达20次以上。再生利用是解决固体废弃物的好方法,并且在部分国家已成为解决材料来源,缓解环境污染的有效途径。
(3)可食性效果好
可食性包装是未来的发展方向,它具有原料丰富,可以食用,对人体无害甚至有利,具有一定强度等特点,在近几年获得了迅速发展。可食性包装材料现已广泛地应用于食品、药品等的包装。可食性包装材料的原料主要有淀粉、蛋白质、植物纤维和其它天然物质。
(4)可降解效果好
可降解塑料可广泛用于食品包装、周转箱、杂货箱、工具包装及部分机电产品的外包装箱。可降解塑料包装材料既具有传统塑料的功能和特性,又可在完成使用寿命以后,通过土壤和水的微生物作用,或通过阳光中紫外线的作用在自然环境中分裂降解和还原,最终以无毒形式重新进人生态环境中,回归大自然。可降解塑料一般可分为生物降解塑料、生物分裂塑料、光降解塑料和生物/光双降解塑料。
(5)尽可能采用天然材质或再生资源材料
一般天然材质和再生材料加工过程中产生污染较小,而合成材料的降解性和用后处理都较困难。塑料、玻璃和金属等包装材料的废弃物已成为污染环境的重要因素,并且因资源不可再生,能源消耗大而导致生产成本高。然而用于包装的天然生物材料如纸、木材、竹编材料、木屑、麻类棉织品、柳条、芦苇以及农作物茎杆、稻草、麦秸等均匀可在自然环境中极容易分解,不污染生态环境,而且可资源再生,成本较低。
(6)大力发展纸包装
目前纸包装被公认为再生或利用和加工效果好的包装。纸包装具有很多优点,如资源相对丰富,易回收,无污染。西方发达国家早就开始用纸包装来包装汉堡包、快餐、饮料等,并有取代塑料软包装之势。我国也在着手研制用纤维膜替代塑料膜作为农用薄膜,以避免对农田的污染。在世界各国包装产品所用材料的比例中,纸的使用量占据首位。
据统计,美国为51%,日本为39.6%,我国为36.7%。据联合国粮农组织统计,200(坪,世界人均耗纸将达100kg,纸包装产品将占包装产量的40%?50%。由于我国森林资源贫乏,需要探索新的非木纸浆资源,用芦苇、竹子、甘蔗、棉杆、麦稻等代替木材造纸,并设法扩大造纸木材的树种和充分利用丫材、废弃材和加工剰余边材,以扩大纸包装原料来源。
宣传引导,其内容包括环境危机与污染源教育、包装废弃物回收灌教育、环保法规教育、以及环保行为教育等。
3.有益环保的包装消费引导
包装消费的环保引导,主要指消费者在商品的选用、使用、用后处置多方面的引导,主要做到以下几点:
(1)让绿色包装知识贯彻到人们的生活与消费过程中。树立消费者的环保观念,使自己的消费与环保相结合。进行绿色宣传引导,其内容包括环境危机与污染源教育、包装废弃物回收灌教育、环保法规教育、以及环保行为教育等。In
(2)包装消费的权利与义务引导|
主要从服务与信息的法律和服务意识方面加以引导,消费者有权利了解所选购(消费>商品的包装的作用性能、用后的处置方法,处置时对环境的影响等。而包装消费的义务是商品的生产与提供者应在商品包装上或专门的媒体上对包装(所用到的)的相关信息加以说明,告知消费者。
(1)包装消费方式的引导
主要指消费者在市场上的消费对包装的行为引导。从环境与绿色消费上灌输一些基本的消费原则。
适度原则
适度原则指在消费时,能用简易包装绝不用礼品包装;能用小型包装绝不用大型包装,能用轻包装绝不用重包装;能用黑白包装制品而绝不用彩色包装制品……。
适量原则
适量原则指在消费时,能用一件包装绝不用多件包装,能用单层包装绝不用多层包装;能用单质材料包装绝不用复合材料包装;能用大包装时绝不用小包装(一件大包装相当于多件小包装)。
适时原则
适时原则指及时处理与及时反馈。就是当消费完其商品后将
包装及时按要求回收处理,同时在消费商品时将包装出现的问题向有关部门(如商家、厂家、技术监督部门等)及时反映,以便改进包装。
适新原则
厕所问题,尴尬的现实
大小便是人类生理现象,是每个人每天必须进行和完成的活动。冲水厕所是都市和城镇化的标志,也是近代人类文明的象征。然而,由于冲水厕所建设需要投资庞大的建筑管道网络配套系统、管道维护及技术复杂昂贵的高耗能污水处理运营系统,水冲厕所的数量和位置受到限制,世界上只有在比较发达地区得到普及。
根据《2010中国卫生统计年鉴》,2008年全世界有25.78亿人没有卫生厕所。在中国,25394.2万户农村人口中只有1578.6万(6.2%)的农户拥有完整下水道冲水厕所,一些农村城镇仍然使用旱厕,卫生条件差,夏天蚊蛆四窜、苍蝇乱飞、臭气熏天。即便如此,相当多的农村城镇学校仍然由于蹲位少,存在如厕困难的问题。
实际上,在城市也存在公共厕所侧位不足,特别是女厕侧位不足的问题。“目前,中国内地大部分公共场所的厕所,男厕厕位加上小便器都多于女厕厕位,而男性对厕所的需求数量实际上远不如女性。不少地方常常出现男厕空空荡荡、女厕大排长龙的尴尬“景观”。
根据联合国估计,55%的印度人(约6亿)在室外“方便”。印度的大部分城镇,在靠墙的地方贴几块瓷砖,挖几个坑,就成了专供男人使用的公共厕所。而在印度农村,连这样的简陋厕所也看不到,无论是草丛中、树荫里,还是在道路旁、墙脚下,常可以看到尿流的痕迹。妇女们只能在日出之前、日落之后躲到偏僻的灌木丛中“解决问题”。如何解决贫困人群的方便问题,如何解决城市公共厕所蹲位不足问题,是各国政府的重要议题。
创新方案,健康环保
考虑到经济因素,李壮博士本着因地制宜、就地取材的原则,提出 “零污染、零感染、零废弃物排放,变废为宝”的如厕解决方案。这一方案无需复杂昂贵的管道网络配套系统,甚至无需专门的建筑设施,人们也可以在临时隐秘的空间“方便”,“方便”后该空间还可恢复原有功能,而且不受温度的限制,春夏秋冬皆可。由于本方案采取将大小便分别密封在一次性不透明可降解袋中,使用方法简单,成本低,既解决了臭味问题,也解决了蚊蛆苍蝇、寄生虫及交叉感染问题。这一方案及其改进,目前就可以解决农村城镇学校如厕问题;有可能解决世界上25亿多没有卫生厕所人的如厕问题;有可能解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题;我们的方案无需大量资金投入,甚至无需对现有卫生间进行建筑结构改造就有可能解决目前城市公共厕所蹲位不够的问题;可以彻底解决治疗发病死亡人数远远超过所有癌症死亡人数的心脑血管病的最重要的救命溶栓药--尿激酶的尿源问题。
这一方案的进一步研究和发展,有可能解决各种场所,包括火车、汽车、船舶、演出,集会、景区、公园、街道甚至办公室等地方人们的方便问题。还有可能利用所收集的粪便生产饲料、肥料、燃料、沼气或生物制品,从根本上解决粪便和化肥对环境的污染及水污染问题;有可能解决土壤因大量使用化肥而退化问题,为农业可持续发展提供基础;有可能彻底解决粪便的交叉感染,为人类健康提供保障;有可能解决冲水厕所造成的巨大水资源浪费和能源浪费,大大降低水处理厂生活污水处理成本;这一方案的延伸,还有可能同时解决餐厨垃圾及禽畜粪便对环境的污染。这一方案的进一步研究、发展和实施,将是人类既水冲厕所后的又一次变革,建议国家设立重大研究专项。
方便合理,天衣无缝
具体来说,李壮博士的如厕解决方案的基本原理和步骤如下:
1.小便:步骤:A.将饮料瓶用剪刀剪成塑料杯作为支撑物。 B.将一次性不透明可降解塑料袋放入塑料杯,可降解塑料袋袋口粘有封口胶带或扎口丝。C.将小便便入可降解塑料袋后,用粘在袋口的封口胶带或扎口丝将装有尿液的塑料袋密封。D.将密封的装有尿液的塑料袋从支撑的塑料杯中取出,放到指定的地方集中处理。E.将支撑的塑料杯归还或放到指定位置以便重复使用。(也可以用口径较大的带盖的饮料瓶。小便后,将瓶中尿液倒入指定的尿液收集桶,空瓶盖盖后可重复使用,当然,为了避免交叉感染,最好每个人用自己的尿瓶。经过适当训练及练习,这些方法同样适用于女性。价格便宜、携带方便、自支撑、可封口尿袋正在研制之中。)
2.大便:步骤:A.将塑料便盆 (淘宝价格 5元/个)作为支撑物。B.将一次性不透明可降解塑料袋放入塑料便盆,可降解塑料袋袋口粘有封口胶带或扎口丝。C.将大便便入可降解塑料袋后,用粘在袋口的封口胶带或扎口丝将装有大便及手纸的塑料袋密封。D.将密封的装有大便及手纸的塑料袋从支撑的塑料便盆中取出,放到指定的地方集中处理。E.将塑料便盆归还或放到指定位置以便重复使用。
3.使用场所、地方:本方案无需构建特殊建筑,只要能将男女分开,各自拥有隐秘空间即可。
4.集中处理:A.在大小便的场所或指定其他地方放至少带有两个容器的车 (或手推车)用于分别收集小便和大便,容器中放大的较结实的塑料袋,当快收集满时,将袋口密封进一步保证没有臭气泄露。B.将密封的塑料袋中的大小便运到指定的地方堆肥还田,或制造有机化肥,制造沼气或制备生物燃料。小便还可以卖给生物公司提取尿激酶等。
由于人们每天小便次数远多于大便次数,目前用冲水厕所的人,完全可以形成早晨或晚上在家中解决大便问题,白天上课、上班在公共厕所只解决小便的习惯 (拉肚子等特殊情况例外);这样,如果用便携式尿袋,只要有隐秘的地方,就可以解决问题,然后在适当的时间将尿袋送到公共厕所。在没有建立尿回收体系前,这只增加了一点清洁工的工作量:把尿袋捅开,将尿液倒入下水道,尿袋皮成为垃圾运走。当然,如果能说服人们用自己的尿瓶,自己将尿液倒入公共场所或下水道,并将尿瓶重复使用,(如可利用废弃的带盖饮料瓶、洗涤剂等包装瓶作为尿瓶)、更简单、更好!因此本方案可以解决农村城镇学校如厕问题和目前城市公共厕所蹲位不足的问题,但要求人们习惯新的方便方式。
原则上本方案可用于解决任何多人同时如厕,有可能解决世界上25亿多没有卫生厕所人的如厕问题,有可能解决更多没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。原则上本方案可以解决人类的如厕问题。
优势明显,化解诸多难题
同时,李壮博士介绍说这一方案可以解决诸多的问题:
本方案无需巨额资金建造管道网络配套系统,甚至无需专门的建筑设施,使用方法简单,成本低,特别适合于解决贫困地区农村城镇学校如厕问题,解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。目前就可以解决城市公共场所厕所蹲位不足的问题。 这一方案的进一步研究和发展,有可能解决各种场所,包括火车、汽车、船舶、演出,集会、景区、公园、街道甚至办公室等地方人们的方便问题。
解决粪便微生物、病菌、病毒感染问题
解决冲厕水资源浪费问题
解决粪便化学需氧量(COD),氮、磷、钾 水污染富营养问题
缓解化肥生产资源浪费,耗能、污染环境,污染水的问题
解决农田肥料综合营养问题
部分解决饲料问题 (提供巨量营养物)
部分解决能源问题( 提供大量额外燃料、沼气、电力等)
解决尿激素等重要生物药品的原料问题
解决粪便数据调查统计分析及健康检测问题
关键词:高分子材料可降解生物
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
一、生物可降解高分子材料概念及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。
二、生物可降解高分子材料的类型
按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。
三、生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料
四、生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考文献:
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。
2、生物可降解高分子材料的类型
按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。
3、生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料
4、生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考文献:
消息来源于国务院办公厅下发的《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》(以下简称《通知》)。除了“不得免费提供塑料购物袋”之外,《通知》还规定,从2008年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋(以下简称超薄塑料购物袋)
《通知》指出,我国每年都要消耗大量的塑料购物袋。塑料购物袋在为消费者提供便利的同时,由于过量使用及回收处理不到位等原因,也造成了严重的能源资源浪费和环境污染。特别是超簿塑料购物袋容易破损,大多被随意丢弃,成为“白色污染”的主要来源。
《通知》提出国家质检总局要加快修订塑料购物袋国家标准,制定醒目的合格塑料购物袋产品标志,研究推广塑料购物袋快速简易检测方法,督促企业严格按国家标准组织生产,保证塑料购物袋的质量。
23亿只
我国的“白色污染”形势日益严峻。据一些环保机构提供的数据显示,仅北京市目前塑料袋年消费量已近100亿只,每年未经处理就被抛弃的塑料袋约23亿只(约0.132万吨)。专家指出,塑料袋长期残留在土壤中,导致环境恶化,填埋后的场地由于地基松软,垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下,污染地下水,危及周围环境。
200年
据了解,我国目前使用的塑料制品的降解时间至少需要200年,一般的大超市都使用环保型可降解塑料袋,虽然它的降解速度快一些,但大约也需时10年,还是会污染土壤和水质,而由此带来的土壤降解更会祸及子孙后代。
对人体生殖系统有毒害
安徽农业大学博士生导师樊美珍说:“目前多数地方使用的都是劣质、有毒的塑料袋,特别是国家这次着重提m的超薄塑料袋,它的原料是聚氯乙烯,是一种对人体产生毒害的化合物。”樊美珍解释,由于聚氯乙烯的性能差,所以加工成薄膜时需要加入大量的增塑剂,而增塑剂对人体生殖系统有毒害作用,且对男性毒害大于女性,并可导致肝肾功能下降,血中红细胞减少等。
可降解不能消除白色污染
国家塑料制品质量监督检验中心副主任翁云宣向记者介绍说,可降解塑料技术是在塑料的生产过程中加入一定量的添加剂,如光敏剂、淀粉等原料,这样,可降解塑料制品在使用完并废弃在大自然中暴露3个月后,可由完整的形状分解成碎片。
但也有专家认为,这项技术最大的缺陷是,这些碎片不能继续降解,只不过是由大片变成小片,不能从根本上胜任消除白色污染的任务。
多年消费习惯将改变
对于广大市民来说,这一举措的出台无疑将改变他们多年养成的消费习惯,他们能够接受吗?消逝多年的布袋子、菜篮子将“重出江湖”吗?我们在对60名市民进行随机调查后,发现七成多市民对此表示赞成,其中有60%以上的市民认为,一开始可能不习惯,但一旦要自己掏钱买塑料袋了,人们也会考虑重复利用,或者从家里带上菜篮子、布袋子。
但是,也有部分市民表示,不能理解为何要自己买塑料袋。“维护环保支出的费用不该只有我们承担,在哪买东西就应该由哪提供免费塑料袋,市民没有义务去花钱买塑料袋。”
一家超市的负责人表示,完全禁止塑料袋可能不太现实,但通过有偿向消费者提供塑料方便袋,至少可以大大减少使用数量,减少“白色污染”,更好地保护环境。对于何时收费、如何收费等问题,这位人士表示,目前还无法确定。但此次政府给了企业充分的准备时间和过渡期,他们已经着手准备制定政策,好迎接6月1日该规定正式实施的到来。
顾虑:纸袋危害更大
记者在街头随机采访市民的时候,有60%以上的市民表示,国家在给塑料袋戴上“金箍”后,纸袋将成为日常生活中的首选。环保专家李先生也提出了自己的担心:纸袋对环境的污染甚至比塑料袋更大。
他介绍,纸袋也是由树木制成的,使用纸袋必然大量砍伐树木,浪费森林资源。更主要的是,目前,全球还没有―个国家彻底破解造纸中的纸浆污水污染问题。在美国、日本等国家,国内没有一家造纸厂,纸浆全部进口,就是为了避免纸浆污染。
布袋也时尚
手袋是时尚人士最钟爱的单品,而环保手袋自然也最容易获得时尚界的宠爱。今年英国《卫报》将塑料袋列入“世界上最糟糕的设计”之一,塑料袋成为破坏环境的最大危害,于是著名时装设计师们纷纷推出时尚购物袋,引领了抵制塑料袋的流行风。
伦敦著名设计师AnvaHindmarch设计的限量版环保手袋“I'm not a plastic bag”在中国台湾和香港发售时,引起哄抢,毫无疑问,环保热潮已经在时尚界风行,习惯街头背着各种帆布袋的时髦女孩也多了起来。虽然掀起时尚环保风潮的仅仅是一个小小的帆布袋,但环保理念已经融入时尚生活的方方面面。
面对日趋严重的污染,我们都应该亮出时尚的环保态度。
孟加拉国――处罚最重
孟加拉国从2002年3月开始禁止使用塑料袋。法律规定进口或销售塑料袋的人可被判最高10年监禁,发放塑料袋者则被处以6个月的监禁。
不丹――吊销执照
不丹从1999年开始禁止使用塑料袋,此前花了3年时间讨论这个问题,提供塑料袋的商人可能将被吊销营业执照。
韩国――不提供购物袋
1999年开始实施禁塑,不管你买多么昂贵的东西,商场都不会赠送购物袋。客人可以花100韩元购买纸袋或塑料袋,但商店会原价收回这些袋子,顾客也可以拿旧袋子到商店或超市换新袋子。
南非――推广绿色购物袋
南非施行新购物袋规定,厚度在30微米以下的塑料购物袋将被禁止使用。除了标准的塑料购物袋之外,顾客也可以在店内购买商店提供的更大、更耐用的特制购物袋。
爱尔兰――对塑料袋征税
爱尔兰从2005年开始采取措施,对每―个塑料购物袋征收相当于13美分的税,所收资金全部纳入环保基金用于环境保护项目。
关键词:高分子材料 生物质 加工改性
一、生物质高分子材料PHA的概述
近年来,我国对生物可降解高分子材料进行了深入地研究和开发,尤其是聚羟基脂肪酸酯PHA颇受关注。聚羟基脂肪酸酯是细菌胞内合成的一种高分子化合物,在营养不平衡的环境下,细菌把多余的物质转换为探源和能源的储备物,同时将水溶性小分子转换为水不溶性的大分子PHA。PHA因具有某些合成塑料如聚丙烯、聚乙烯的物化特性,又具有独特的生物可降解行、光学活性、生物兼容性、气体相隔性以及压电性等被认为是可替代传统的由石油合成的、不可降解的塑料,PHA被称为新型的生物可降解塑料。
PHA结构多样,且因其自身结构变化拥有较多的新材料性能,所以应用前途比较广泛。在食品包装材料、卫生材料、纸涂层材料、光学材料、电子工程材料以及一些一次性用品,如高档包装材料、新型医学材料骨钉、骨板等方面广泛应用。
PHA由具有光学活性的R构型降级脂肪酸单体组成,是一种线性可降解聚酯,其单体组成对自身的物理性质起决定性作用,常见的PHA材料主要有以下几种:聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸之(PHBV)、聚-3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯(PHBHHX)、聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯(P3/4HB)等。
二、聚合物的加工改性
经过高分子材料科学成熟的发展,通过共混、共聚和表面改性等手段对高分子材料进行化学改性或物理改性以此达到提高聚合物某些性能引起了人们广泛的重视。将不同的聚合物混合,或者将种类相同但相对分子质量不同的聚合物进行混合,或者把聚合物和其他物料相互混合形成新的共混聚合物,通过以上的手段都可以实现聚合物的共混改性,聚合物共混改性后不单单是改变了聚合物的性能,更是开发了新型聚合物材料的崭新功能,因此,聚合物的共混改性已经发展为当今世界高分子材料工程科学中最为活跃的领域之一。PHB作为PHA中最具代表性的生物塑料,在生活的各个领域都有着广泛的应用前景,下面以PHB为例,探究一下生物质材料的加工改性。
三、PHB的加工改性研究
1.制备聚合物
1.1制备单端枪击聚羟基丁酸酯(PHB-OH)
用甲醇打断大的PHB分子链,对PHB片段封端,从而可以制的只有一端含羟基的PHB片段(PHB-OH)。制备方法如下:氯仿作为溶剂,硫酸作为催化剂,将15gPHB溶于150ml的氯仿中,75°C回流30min后,取2.5nl浓硫酸溶于50ml甲醇中,冰浴冷却之后逐滴地滴加到上述的回流流体中,根据自己需要可以控制回流时间,至设定时间后冷却至室温,然后大量蒸馏水洗涤、分液、静置分层后弃去水层,有机层洗涤两次后,用无水硫酸镁干燥过夜,过滤,滤液使用无水甲醇沉淀,减压过滤,将产物放在40°C的真空烘箱里面干燥48小时以上,即成。
1.2制备不饱和端基低聚物
取1.5g干燥的PHB-OH放在事先干燥好的四口瓶中,加入50ml除水的二氯甲烷和0.2ml的三乙胺,30°C油浴中磁子搅拌,完全溶解后,低价溶有0.3ml的丙烯酰氯的二氯甲烷30ml,继续反应3小时,过滤沉淀,滤液使用适量饱和的碳酸氢钠洗涤两次,使用蒸馏水洗涤三次,然后用无水硫酸镁干燥过夜,过滤之后的滤液使用甲醇沉淀,减压过滤,最后产物常温真空干燥,即成。
2.运用傅里叶变换红外光谱仪对聚合物材料进行定性表征
对于已经提纯过的待测样品,将其配置成10mg/ml的氯仿溶液,然后滴3滴在KBr镜片上面,在红外灯的照射下干燥形成薄膜。之后用Nicolet IR200幸好傅里叶变化红外光谱仪对其进行32次的扫描,(该仪器分辨力为1cm-1)。观察得到的红外图谱,可以确定待测物中的基因。
3.材料热学性能测试
聚合材料的热学性能测试,取少量样品,通过热失重分析仪或者示差扫描量热仪对样品温度曲线进行分析。
4.材料的力学性能测试
取少量待测样品,将其裁剪成哑铃型样条,使用CMT4000型号微机控制电子万能试验机,移动千分尺,岑亮样条的宽度、厚度、起始标距,待位移回零之后,在室温下仪5mm/min进行拉伸,用计算机记录材料的应力-应变曲线,通过实验,得到材料弹性模量、拉伸强度以及断裂伸长率等参数。
5. PHB物理改性研究
使用增塑剂DOS,形成PHB/DOS共混体系。经实验验证,共混体系随着增塑剂DOS的含量增加,材料的拉伸强度和杨氏模量降低,断裂的伸长率不明显,当共混体系中DOS含量达到35%时,共混体系的机械性最好,但对于共混体系来说,DOS的增塑效果并不明显,因此,DOS常作为辅助增塑剂。
使用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)增塑PHB体系,和DOS对比,ATBC增塑效果较明显,因为ATBC自身的机型和分子量相对比较小,能很好的茶道PHB的链段之间,增加PHB链间的距离,减小高分子链间产生的相对滑移摩擦力,从而达到较好的增速效果。
四、结语
PHB作为生物质高分子材料PHA的一类,有其显著的缺点,PHB比较脆,但通过对PHB的加工改性,可以弥补其缺点,更好地发挥它的优势。本文通过制备共混材料、测试其热学性和力学性,选取增塑剂材料来改善PHB的热学性能,以及使用物理方法加工改性材料,上述一系列的加工改性方法表明了,我们可以通过物理的、化学的加工改性方法提高PHA类材料的综合性能,赋予PHA材料新的使用性能,使其拥有更美好的发展前景。
参考文献
国家邮政局局长马军胜在今年全国邮政管理工作会议上表示,要引导和支持更多企业参与“绿色快递”行动,推广应用可降解塑料袋等环保包装产品,加强物料管理和先进包装技术应用,进一步降低单位快件包装耗材。阿里巴巴集团董事局主席马云也在微博上表示:“未来的快递业,‘快’保证不输,‘绿’才能赢”(6月21日《经济日报》)。
国家邮政局的《2017中国快递领域绿色包装发展现状及趋势报告》显示:2016年,全国快递共消耗约32亿条编织袋、约68亿个塑料袋、37亿个包装箱以及3.3亿卷胶带。然而,与之相对应的是,中国包装垃圾的总体回收率小于20%,其中纸盒只有不到一半被回收。而快递包装中的填充物、胶带等塑料成分,其回收率几乎为零。可见,如何处理快递垃圾,正成为当今社会亟待解决的难题。
基于此,2017年12月,国家邮政局等十部门联合《关于协同推进快递业绿色包装工作的指导意见》,意见提出:到2020年,中国可降解的绿色包装材料应用比例将提高到50%,主要快递品牌协议客户电子运单使用率要达到90%以上,而平均每件快递包装耗材减少10%以上。特别是,2018年3月,国家质检总局、国家标准委新修订的《快递封装用品》系列国家标准,根据减量化、绿色化、可循环的目标,对快递包装减量提出新要求。
快递垃圾的回收利用以及推进快递绿色包装,都是复杂的系统工程,需要社会各方协同发力。事实上,一些快递企业已经先行一步。去年“双十一”,各大知名电商纷纷各显神通,推出共享快递盒、循环快递袋,或推出快递纸箱回收服务等。全国有13个城市投入使用共享快递盒,到2018年共计投放20万个。共享快递盒每循环2000次以上,大约可节约1棵10年树龄的树木。实践表明,推行共享快递盒,除了遏制过度包装、节约树木等资源之外,更重要的是,加快了绿色物流的发展,推进了城乡环境保护。