自20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn),各行各業(yè)都取得了舉世矚目的巨大成績(jī)。人民生活水平得到很大提高,飲食條件和生活方式也有了很大的改變。特別是農(nóng)村飲食條件和飲食方式的改變。人們追求快捷簡(jiǎn)單舒適的生活方式,一些群眾從做早餐的生活方式改為方便面、面包、火腿腸、袋奶等,各種食品、禮品和水果蔬菜由過(guò)去的紙、竹、木包裝方式也改為精美的塑料包裝材料。各家各戶每天都要產(chǎn)生塑料垃圾,所以由生活產(chǎn)生的塑料垃圾是造成“白色污染”的重要因素。目前城市“白色污染”得到政府及有關(guān)部門的重視和初步解決。但是,我國(guó)80%人口在農(nóng)村,塑料生活垃圾對(duì)環(huán)境的污染逐日加重,其污染后果并沒(méi)有引起廣大群眾的認(rèn)識(shí)。我國(guó)人口眾多占全球人口的六分之一,治理塑料污染,對(duì)保護(hù)地球,為我們自己的生存和子孫后代創(chuàng)造一個(gè)美好的生活環(huán)境是全國(guó)人民乃至人類的共同責(zé)任。目前政府還沒(méi)有對(duì)農(nóng)村塑料垃圾進(jìn)行處理的能力,這就需要各級(jí)政府加大管理和宣傳力度。如果要從根本上解決這一污染問(wèn)題,就要研究生產(chǎn)使用那些可降解的塑料包裝材料,這是急需解決的一項(xiàng)重大課題。目前,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制和生產(chǎn)出各種可降解的塑料包裝材料替代塑料包裝材料,并得到積極地推廣應(yīng)用。
1 可降解的塑料薄膜材料
1.1 水溶性塑料包裝薄膜
本產(chǎn)品主要原材料是聚乙烯醇(PVA)及淀料,所有組份(包括添加的助劑)均為C“H”O化合物且無(wú)毒,制膜過(guò)程中各組分之間只發(fā)生物理溶解,改善其物理性能,力學(xué)性能,工藝性能及溶水性能。水溶性薄膜產(chǎn)品屬于綠色環(huán)保包裝材[1],就降解機(jī)理而言,PVA具有水和生物工種降解特性,首先溶于水形成膠液滲入土壤中,增加土壤的團(tuán)粘化、透氣性和保水性,特別適合于沙土改造,在土壤中的PVA可被土壤中分離的細(xì)菌的菌株分解,最終可降解為CO2和H2O。
1.2 用土豆和乳清制成的塑料薄膜
本產(chǎn)品是利用土豆和乳清制成的一種能生物降解的塑料薄膜,其制法是用酶將制酪時(shí)形成的乳清和廢棄的土豆轉(zhuǎn)化為葡萄糖漿,然后用細(xì)菌發(fā)酵成含乳酸的液體, 液體中的乳酪經(jīng)電滲析分離出來(lái)后加熱使水分蒸發(fā),留下的便是可以制薄膜和涂層的聚乳酸分子。這樣制成的塑料薄膜可以制成保鮮袋和代替涂有聚乙烯和防水蠟的包裝材料,該產(chǎn)品最大優(yōu)點(diǎn)是可以分解為對(duì)環(huán)境無(wú)害的乳酸。
2 可降解的泡沫塑料材料
2.1 可降解的泡沫塑料 可降解塑料按降解機(jī)理可分為合成光降解,添加光敏劑的光降解和多種塑料復(fù)合在一起的多功能降解塑料。對(duì)于合成光降解塑料目前主要以聚羥基丁酸脂(PHB) 及聚羥基戎酶脂(PHV)研究最多,其降解原理是聚合物吸收紫外光發(fā)生光引發(fā)作用,使鏈能減弱,長(zhǎng)鏈分裂成較低分子量的碎片。物理性能下降,較低分子量的碎片在空氣中進(jìn)一步發(fā)生氧化作用,產(chǎn)生自由基斷鏈進(jìn)一步降解為CO2和水。
2.2 添加光敏劑的光降解塑料是在塑料加工過(guò)程中加入少量的光敏劑,由于光敏劑的光引發(fā)作用及光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生自由基引發(fā)源,因此可加快聚合物光降解過(guò)程,光降解塑料只有在太陽(yáng)光輻照條件下才能降解。
2.3 生物降解塑料 多以淀粉與聚烯烴塑料相混的不完全生物降解型。這類塑料的降解機(jī)理是淀粉顆粒先被真菌和細(xì)菌侵襲、消耗,從而削弱了塑料的強(qiáng)度, 同時(shí)經(jīng)過(guò)塑料與土壤中存在的某些鹽類接觸,自氧化作用而形成過(guò)氧化物,促使塑料中聚合物的分子鏈斷裂,它們互相促進(jìn),相輔相成,細(xì)菌消耗淀粉,使塑料表面增大而有利于自氧化降解。周而復(fù)始,高分子鏈逐漸斷裂,縮短,使塑料強(qiáng)度降低,直至最后達(dá)到聚合物的分子量降低到能被微生物代謝的程度[2]。
2.4 完全生物降解塑料 其原料主要是采用天然高分子材料如淀粉、蜜糖和具有生物降解性合成高分子或水溶性高分子材料為主要原料,其降解機(jī)理是在常規(guī)室外自然條件下,自然界中的紫外線、氧氣和微生物作用于制品,將聚合物的主鏈斷裂,分子量急劇下降,纏繞在聚烯烴分子周圍的淀粉同時(shí)分解,制品一觸即碎, 剩余物質(zhì)能被環(huán)境接受,在昆蟲和微生物的繼續(xù)作用下回歸大自然。
3 發(fā)泡植物纖維緩沖包裝材料
發(fā)泡植物纖維是以植物纖維(廢舊報(bào)紙,紙箱紙和其它植物纖維材料等)以及淀粉添加助劑材料制作而成。目前國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行發(fā)泡植物纖維緩沖包裝材料的制作及機(jī)理方面的研究, 經(jīng)實(shí)驗(yàn)室制成的樣品已顯示出該產(chǎn)品的發(fā)展具有巨大的市場(chǎng)潛力[3]。植物纖維發(fā)泡制品所采用的工藝方法主要集中在不添加化學(xué)發(fā)泡劑,即無(wú)須發(fā)泡劑產(chǎn)生發(fā)泡,原料是通過(guò)水蒸氣作用發(fā)泡,形成顆粒型發(fā)泡制漿。該制品比采用添加劑化學(xué)發(fā)泡更有利于環(huán)保。
4 傳統(tǒng)生態(tài)包裝材料
4.1 紙制品包裝材料 用紙作為食品包裝材料是最經(jīng)濟(jì)、宜印刷、宜推廣、受歡迎、既環(huán)保又無(wú)公害的傳統(tǒng)包裝材料。歷史上廣大人民就用草紙和紙繩作為各種食品包裝材料。我國(guó)制紙資源非常豐富,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,大部分食品,水果和蔬菜均可用紙制品作為包裝材料。據(jù)專家預(yù)測(cè),我國(guó)目前用紙和紙板做包裝消費(fèi)量約為5000萬(wàn)噸,其中用量最大的就是瓦楞紙板和蜂窩紙板,我國(guó)每年可消費(fèi)瓦楞紙1500萬(wàn)噸。瓦楞紙是人們較早使用的一種緩沖包裝材料,它具有良好的加工性能,成本低,適用溫度范圍寬,既有利于環(huán)境保護(hù),又可以回收再利用。我國(guó)加入世界貿(mào)易組織對(duì)紙制品包裝需求量更大,一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)環(huán)境食品包裝要求更加嚴(yán)格。研究使用紙制品作為食品包裝會(huì)給企業(yè)帶來(lái)一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。
4.2 木竹包裝材料 木竹包裝材料用于食品包裝,我國(guó)已有幾千年歷史,如面醬、腌制食品等食品就用枝條和竹條編織成簍,然后在簍的內(nèi)外糊上防漏水材料而成,特別是各種怕擠壓食品更需要木竹包裝,各種水果和蔬菜至今仍用竹木或樹枝條編織成箱簍使用。竹木作為包裝材料資源豐富,價(jià)格低廉,易回收或再利用,無(wú)污染,如長(zhǎng)城干紅葡萄酒就用木盒做包裝,木質(zhì)包裝盒既高貴又精美,提高了葡萄酒的檔次和知名度,特別是作為禮品,木盒做包裝饋贈(zèng)親友,深受消費(fèi)者的歡迎。研究和發(fā)展竹木材料做食品包裝,如何使更多的食品使用其竹木包裝,如何使傳統(tǒng)的竹木包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn),這是包裝設(shè)計(jì)研究人員的責(zé)任和義務(wù)。目前,機(jī)械化程度較高,研制竹木包裝流水作業(yè),特別是利用合成或壓縮木板機(jī)械化程度更高,更有利于機(jī)械化生產(chǎn)。
5 結(jié) 語(yǔ)
研究推廣可降解食品塑料包裝材料,是從根本上解決食品塑料包裝對(duì)環(huán)境所造成的污染。特別是農(nóng)村的“白色污染”日趨加重,為了給我們自己和子孫后代留一個(gè)舒適的生態(tài)環(huán)境,需要各級(jí)政府加大宣傳管理力度,更需要我們?cè)O(shè)計(jì)研究人員和企業(yè)家研制更多更好的可降解生態(tài)食品包裝材料,以促進(jìn)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
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