在生物降解塑料的研究开发方面,世界各国都投入了大量财力和人力,花费了很大的精力进行研究。塑料加工业普遍认为,生物降解塑料是21世纪的新技术课题。
80年代末,为了解决垃圾袋的降解问题,在美国玉米商的推动下,添加淀粉的聚乙烯塑料袋被作为生物降解塑料在欧美风靡一时。但由于其中的聚乙烯不能降解,故其应用研究已大大降温。只是由于淀粉的原料来源丰富,而价格便宜,目前仍有不少研究者在从事这方面的研究,希望通过各种配方技术,在降解性方面有所突破。
目前开发的技术路线主要有微生物发酵合成法、利用天然高分子(纤维素、木质素、甲壳质)合成法的化学合成法等,并已开发出一些生物降解塑料的水溶性树脂,但总的说来,其生产成本都未达到工业化批量生产的要求。
德国拜尔公司研究纤维制品的专家们经过数年研究,制成的一种可以完全分解为腐殖质的塑料。用这种塑料制成的包装薄膜,可以在土壤中迅速分解“分化瓦解”,10天之内可以回归大自然。根据环保组织的鉴定,此种塑料及其分解后的中和物对环境和人类均是安全可靠的。该公司研制成功的这种新型塑料,是将坚硬而不易延伸的纤维素与聚氨酯混和制得。把这种新型塑料埋入土中后,可成为土壤中微生物的可口佳肴,迅速繁殖的微生物很快能将这种材料完全消化成为腐殖质发。将这种材料制成的一种家用保鲜膜,14天后可完全成为粉末,8周后会失去80%的重量。用这种材料制作培养物的营养钵,植入土中数周后均化为腐殖质,充当起堆肥的角色。由于这项新技术的生产成本太高。是普通塑料的数倍,因而目前很难实现商品化生产。
在应用实验方面,经过多年的努力,我国在生物降解聚乙烯地膜研究项目上已取得初步成功,开发出了生物降解地膜试样,并进行了小面积的试用,从其技术成熟性方面看来,尚未达到大面积推广的应用的程度。我国对添加型光降解塑料领域尚未涉足。美国将光降解塑料用于瓶装饮料的提环已有多年,以色列和加拿大对光降解地膜均有试用,但未见大面积应用的报道。
据预测,如将生物降解塑料的工业化研究算作100的话,目前的开发研究只处于30的相对阶段,预计2000年以后,可望实现工业化。目前,美国对这项技术的开发研究处于领先地位,欧洲居次,日本第三。
总的来说,在生物降解塑料研究开发中还有许多有待攻克的难题。首先,对塑料降解的定义尚无统一的认识,即生物分解究竟意味着什么?也就是说生物降解塑料的分解时间究竟确定为多长?另外,分解的产物应上什么?最终产物究竟是二氧化碳和水,还是对实际应用无害的任何形态的残留物?
其次,对生物降解塑料的评价试验尚无世界公认的统一的方法。目前美国材料试验协会、日本工业标准协会和国际标准化组织都在积极开展这方面的工作,虽然美国ASTM已正式颁布了多项结果也不能完全套用到实际塑料垃圾的处理中。