可持續的塑料降解產品設計分析

　　摘要：塑料是人們日常生活中很多生活制品的原材料之一，在現代社會中，人們已經離不開塑料制品，但傳統的塑料制品對環境的污染較為嚴重，因此人們開始研發可降解塑料產品。本文通過分析處理廢棄塑料的方法，進而延伸出對可持續的塑料降解產品設計進行分析。

　　本文源自科學與技術【2020年第23期】《科學與技術》雜志是經國家新聞出版總署批準，中國科學技術協會、新疆阿勒泰地區科協主管，新疆阿勒泰地區科協主辦的學術性期刊。《科學與技術》雜志創刊于1983年6月，國際標準大16開本，半月刊。 《科學與技術》雜志國際標準刊號：ISSN1003-9716;國內統一刊號：CN65-1078/Z;郵發代號：58-53。

　　關鍵詞：塑料降解;可降解塑料;分析

　　前言：隨著科技的不斷發展，塑料制品應對人們的需求也在不斷增加。但時至今日，塑料制品的不易降解性給世界環境造成了嚴重的污染，直接破壞著生態平衡，也影響著人們的身體健康。面對如此嚴峻的環境污染問題，人們逐漸研發出各類可降解塑料，以此來減少“白色污染”。

　　應對廢棄塑料制品的方法

　　1.1原有的塑料處理方式

　　現代人們生活離不開塑料制品，塑料產品易于制造又價格低廉，其耐摔性和沖擊性都不錯，因此得到廣泛使用，但傳統塑料制品不易于降解，給環境所帶來的“白色污染”也越來越嚴重。原有的對于廢氣塑料制品的處理方法主要分為四個階段：第一個階段屬于塑料的粗處理階段，粗處理階段的處理方式主要有填埋法和焚燒法兩種方式。填埋法就是將廢棄塑料制品填埋在土地當中，這種方法會破壞土壤的結構，降低土壤的透氣性和蓄水性，對土質造成影響，影響植物的生長，對生態環境造成一定的破壞。焚燒法就是將廢棄塑料制品進行焚燒處理，塑料在焚燒的過程中會產生大量的污染氣體，直接對空氣環境造成污染。第二個階段是細處理階段，對廢棄塑料的細處理指的是將廢棄塑料回收以后進行二次加工并使用，這種方式不僅減少了廢棄塑料對環境的污染，也節約了制作塑料的原材料。第三階段是微處理階段，利用化學知識將廢棄塑料進行分解，以此來減少對環境的污染，但這種方式的難度較高，成本較大。第四階段是預防處理階段，指的是督促人們在日常生活中減少使用塑料制品，提高人們的環保意識，以此來達到保護環境的目的。

　　1.2新型可降解塑料的技術

　　由于塑料制品對于環境的污染逐漸加重，越來越受到國家環保局的重視，為了減少廢棄塑料的污染，國家科研部開始研發可降解塑料技術，在滿足人們正常生活的前提下，實現廢棄塑料的自然降解，以此來實現保護環境的目的。新型可降解塑料的技術主要有三種，即天然高分子降解塑料技術、微生物合成可降解塑料技術以及化學合成可降解塑料技術，運用高科技手段有效達到降解塑料的目的，減少塑料制品對生態環境的污染，實現可持續發展的目標。

　　留存塑料的危害

　　從人們重視“白色污染”開始，對廢棄塑料盡可能的進行處理，雖然看似解決了塑料污染的問題，但實際生活中，仍舊有許多留存塑料危害著生態環境以及人們的健康，尤其是那些難以被收集起來的廢棄塑料制品，如農業上使用的農用膜在土壤中的殘留塑料、海洋上的垃圾島存在的留存塑料以及被動物誤食的塑料制品等。這些留存塑料制品，最終會通過生物鏈系統對生態環境和人類的健康造成危害，殘留在土壤中的塑料會改變土壤的性質以及水質，直接對生態環境產生影響;海洋上垃圾島的留存塑料會通過海水對人類的健康造成影響，動物誤食的塑料也會影響動物的健康，再通過食物鏈對人體造成危害。留存塑料的最終影響也是多種多樣，塑料中的有毒物質會破壞生態環境，也會對空氣造成污染，會破壞人體的免疫系統，嚴重時可致癌，因此，解決塑料危害的問題已迫在眉睫。

　　可持續的塑料降解產品設計分析

　　3.1光降解塑料

　　光降解塑料是可降解塑料產品之一，是在傳統塑料中加入光敏劑，使得塑料可以在日照下逐漸分解。光降解塑料的主要設計是在光照條件下，使得聚合物鏈能夠有序分解，其中聚合物分解的原理是因為聚合物本身是含有羰基的物質，讓聚合物吸收紫外線的光能以后，將光能的光增敏基團引入到化學分子的主鏈當中，讓主鏈中的長鏈斷裂成較低分子量的碎片，分子量碎片再通過氧化作用產生自由基斷裂反應，使得羰基與烯烴類的基體結合，形成光降解型的分子，最終構成光降解塑料。在光降解塑料中添加光敏劑可以有效提高其光降解的速率，比較常見的光敏劑有硬脂酸鐵、二茂鐵以及烷基硫代氨基甲酸鐵等[1]。

　　3.2生物降解塑料

　　生物降解塑料也是當今較為常見的可降解塑料產品之一，顧名思義，生物降解塑料就是指可以被土壤或水中的細菌、霉菌以及藻類等微生物降解的塑料產品，將對生態環境有污染性的塑料制品降解成無污染物質。生物降解塑料是利用微生物中富含的酶能夠將聚合物分解成小分子的原理，其分解過程為：先是將聚合物分解成分子量較小的碎片，然后細菌、霉菌等微生物再進一步將小分子碎片吸收并消化，最終轉換為二氧化碳和水等物質。生物降解塑料降解過程中的的形式主要有生物物理作用、生物化學作用以及酶 的直接作用三種，生物物理作用指的是細菌等微生物侵蝕聚合物，使得聚合物發生物理性破壞;化學作用為微生物與聚合物產生化學反應并生成新物質;酶的作用主要是細菌直接使得分子氧化或崩裂。生物降解塑料的原材料主要為可分解的有機酸、蛋白質以及纖維素等，運用特殊的手段制成可降解型塑料，其原料無污染且具有食用性，不需避光，因此在醫學領域、農用地膜以及食品包裝袋等方面被廣泛使用。

　　3.3光生物降解塑料

　　光生物降解塑料是一種復合型材料，具體指的是光降解材料與微生物降解材料相結合的一種塑料。光生物降解塑料同時具備光降解塑料和生物降解塑料兩種塑料的降解特性，它同時克服了光降解塑料對光特殊要求的缺點，也克服了生物降解塑料工藝復雜的缺點，因此在近幾年發展較快，也被廣泛使用。光生物降解塑料其主要合成材料為微生物合成材料、天然高分子材料以及人工合成材料等，并在制作完成的可降解塑料添加光敏劑，使其具有光降解特性。在具有光照的條件下，主要由光分解聚合物，在不具備光照條件的土壤、污水等環境中以微生物分泌酶分解為主，使塑料達到降解的目的，避免污染環境。光生物降解塑料在一定程度生可以控制降解的速率，使得塑料的利用更加方便[2]。

　　3.4水降解塑料

　　水降解塑料也是新型可降解塑料的一種，其降解原理與微生物降解原理有著異曲同工之妙，在塑料制品的原材料中添加吸水性物質或可以被水中微生物快速分解的物質，用完以后可以直接丟棄在水中溶解掉，減少對環境的污染，這種水降解塑料在海洋上的垃圾島應用，可以有效控制塑料對海水的污染。水降解塑料還常用于醫藥衛生永久等方面，如醫用手套的制作，具有便于消毒以及銷毀的特性，水降解塑料的發展起步較為，其方便性更適合于人們生活，但水降解塑料的制造成本較高，其價格是普通塑料的六倍，因此還未被廣泛使用。水降解塑料的降解性最好，有著很好的研究前景，因此只要能夠解決成本問題，就能夠用于日常生活。

　　結論：綜上所述，塑料制品的使用給世界環境造成了嚴重的污染，因此可降解性塑料的研發和發展應當得到重視。由本文分析可知，可持續的塑料降解產品主要包括光降解塑料產品、生物降解塑料產品、光生物降解塑料產品以及水降解塑料產品，這幾種產品可以有效降低塑料對環境的污染，實現綠色環保的發展理念。

　　參考文獻：

　　[1]謝鴻洲,盧文新,商寬祥.幾種可生物降解塑料的性能與應用比較研究[J].化肥設計,2020,58(04):1-3+7.

　　[2]王露凡,江牧.可持續的塑料降解產品設計研究[J].包裝工程,2020,41(12):55-61.