10月1日起,一个新规定将悄悄改变你的生活。
上海发布了升级版“限塑令”↓↓↓
这也意味着,生活中经常使用的外卖餐盒、塑料袋、泡沫塑料等物品,将有可能在几年后彻底消失。
那用什么材料来替代塑料呢?可降解塑料是一种思路!
塑料分子:团结就是力量
塑料是一大类高分子材料的统称,每一个塑料分子都是由几千乃至几万个小单元“手拉手”聚合而成的长链条。以我们生活中最常用的聚乙烯来举例子,它是由很多个乙烯分子聚合而成的大分子,常常被用来制作食品保鲜袋。目前,大部分合成塑料都是以石油为原料制成的。聚乙烯分子式降解塑料就像切甘蔗
塑料要怎样被降解呢?简单的来说,就是要将塑料长长的分子链打断,变成更容易被环境分解、被微生物利用的小分子。就好比一根长长的甘蔗我们会觉得无从下口,但是切成小块以后就方便食用了。以聚乙烯、聚苯乙烯为代表的传统合成塑料非常稳定,可降解性非常差,因此我们所丢弃的塑料往往需要数百年的时间才能被分解。虽然现行的垃圾分类制度能够回收利用一部分的塑料,但每年仍然有非常多的塑料制品因无法回收而被丢弃。这些塑料不仅影响环境美观,还会被小动物误食,造成它们的死亡。除此之外,含有塑料微珠的化学品流入海洋后,会富集在动物的体内,最终影响整个海洋生态乃至人类的健康。信天翁尸骸中满是塑料ChrisJordan拍摄可降解塑料来了!
能够在氧气、光照、微生物发酵等条件下快速分解成无害物质的塑料叫做“可降解塑料”。为了保护我们的环境,可降解塑料必然会逐渐取代不可降解的塑料,成为主流。于是,玉米、大豆及木材便成为“可降解塑料”原材料的种子选手。用玉米做塑料
聚乳酸聚乳酸(PLA)是一种非常容易被生物体降解的可降解塑料,而它的来源却是玉米这种看似和塑料毫无关系的东西。那么美味的玉米究竟是如何变成塑料的呢?首先,要从玉米中提取出玉米淀粉,并且将淀粉水解成葡萄糖。然后,将葡萄糖发酵制得乳酸,以乳酸为单体进行聚合反应便可以制成聚乳酸。聚乳酸是目前研究最深入、应用最广泛的可降解塑料。聚乳酸的生物降解过程聚乳酸不仅可以在土壤里无污染的降解,还可以在我们人体内安全降解。因此它可以被制成多种医疗用品,在生物医药领域大放光彩。用聚乳酸做的缝合线缝合伤口可以不用拆线;用聚乳酸做的钉子代替钢钉植入体内可以不用再次开刀取出。聚乳酸植入螺钉淀粉价格低廉、来源广泛、容易降解,是制造可降解塑料的优质原料。除了聚乳酸以外,以淀粉为原料还能制作成多种可降解的淀粉基塑料。用大豆做塑料
蛋白质蛋白质是维持生命活动的重要大分子物质,它存在于动物、植物、真菌、细菌等绝大部分生物体内。第二次世界大战时,石油资源短缺,福特汽车公司的创立者亨利·福特提出了用大豆蛋白做塑料的概念,并且希望用这种塑料来制造汽车。大豆富含蛋白质,是优质且廉价的原料来源。在热力与压力的作用下,蛋白质逐渐发生变性与聚集,最终形成塑料。蛋白质塑料目前大多用于食品包装等用途,其所占的份额并不多,应用也不广泛。但是作为一种可再生、可以降解的塑料,它一定会在未来得到越来越多的研究与应用。用木头做塑料
醋酸纤维素纤维素是广泛存在于各种植物中的天然高分子物质,和淀粉一样,它也是一种多糖类物质。年,一位叫做保罗·舒曽博格的法国化学家利用纤维素和醋酸酐反应生成了醋酸纤维素这种物质。醋酸纤维素本质上是一种聚酯,因此属于塑料之列,它最重要的作用之一便是纺成丝线作为化纤使用,是最早的合成纤维之一。用醋酸纤维素制成的丝线具有光泽,可以作为蚕丝的替代品。除了纺织用途,醋酸纤维素曾经也被用在许多其他领域,最初的乐高积木便是用其制作的。醋酸纤维素的产量非常高,原料可以从木头中方便的获得。据统计,在年的时候全球年产量就超过了80万吨。这种塑料可以在纤维素酶的作用下降解,在土壤生物活性较高的地区,仅仅需要几个月的时间就能降解完成。醋酸纤维素制成的塑料包装除了上述的几种来源于生物的可降解塑料外,科学家们还发明了诸如聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚己内酯等多种类的可降解塑料,它们有的可以通过生物发酵制备,有的从石油中获得,相信在未来即使限制了不可降解塑料的使用,我们仍然有不少替代品的选择。已有的不可降解塑料怎么办?说了那么多可降解的塑料,那么对于已经产生的不可降解塑料我们有没有什么比较环保的应对方法呢?除了将它们尽可能的循环利用,我们或许还能用生物来“吃掉”它们。北京航空航天大学的杨*教授团队发现,人们饲养来做饲料的面包虫可以吃聚苯乙烯泡沫塑料这种极难降解的塑料。正在食用泡沫塑料的面包虫[3]经过面包虫肠道中的微生物消化,塑料分解成了二氧化碳与与一些小分子产物,真正实现了不可降解塑料的生物降解。无独有偶,更早的研究表明,印度谷螟的幼虫也有啃食塑料的行为。相信此类研究在未来一定能帮助我们改善环境~参考文献:[1]俞建勇,李婷婷,王学利.可降解聚酯纤维现状及发展趋势[A].中国纺织信息中心./中国纺织工业技术进步研究报告[C].:中国纺织工程学会,:6.[2]GeorgeMiller,HowPlasticsareDerivedfromSoybeans,AZOMarerials.[3]YangY,YangJ,WuWM,etal.Biodegradationandmineralizationofpolystyrenebyplastic-eatingmealworms:Part1.Chemicalandphysicalcharacterizationandisotopictests[J].Environmentalsciencetechnology,,49(20):-.作者汪星辰上海交通大学材料科学与工程学院博士后编辑
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