前言
隨著“白色污染”的日益嚴重，人們在不斷尋找能夠有效解決這個問題的方法。經(jīng)過不斷地努力，各種降解塑料相繼問世，但是它們也各自存在著不同的問題。青島康文生物塑料有限公司引進當今世界上先進的完全生物降解塑料技術，主要生產(chǎn)和銷售生物降解添加劑，該生物降解添加劑完全符合歐盟《2002/72/EC 食品接觸的塑料材料和制品》的指令要求，可以安全地用于食品包裝，滿足出口產(chǎn)品的綠色包裝要求和其他使用要求。
該添加劑解決了淀粉基降解塑料所不能解決的問題：一是可以使塑料制品完全生物降解轉(zhuǎn)變成二氧化碳和水，沒有殘留物；二是保持或提高塑料制品的物理特性，強度、拉力、彈力、韌性和透明度等；三是可以再回收利用。添加后生產(chǎn)的購物袋、食品包裝袋、垃圾袋、農(nóng)用地膜和一次性餐具比如快餐盒、水杯、筷子、刀叉等在自然界經(jīng)3-12個月可以被生物降解，完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。

一、生物降解塑料添加劑的成分說明及降解原理
1.生物降解添加劑成分說明

2.降解原理
2.1 淀粉基塑料降解原理
人們根據(jù)微生物可消耗淀粉的原理，在聚乙烯膜的制造過程中加入淀粉，通過微生物對淀粉的消耗可在塑料膜上形成很多小孔，兩、三個月即可由大片變?yōu)樗槠稚?。但這不是本質(zhì)的改變，只是形態(tài)上由大而小的變化，不能根本上解決“白色污染”。
2.2 生物塑料降解原理
真正解決廢棄塑料對環(huán)境的污染，是使塑料（聚合物）在自然環(huán)境下自然地斷裂為小分子。自然界中有水的存在，也有微生物的存在，那些能在微生物的作用下促進水解的高分子稱為生物降解高分子?？茖W研究發(fā)現(xiàn)，塑料含有酯基、醚基、酰胺基等高分子，是生物降解高分子，在一定條件下可以被水解而斷裂，其產(chǎn)物或被昆蟲吞噬，或被植物、土壤吸收，或滲入地下、溶于水中而流入江河湖海，因此可以從根本上避免對環(huán)境的污染。
2.3 生物降解塑料添加劑的降解原理
生物降解塑料添加劑包含一種天然纖維質(zhì)添加成分，該成分呈細小的顆粒形狀；既具有可生物降解特性又具有較高的透明度，從而對終端產(chǎn)品的物理性能影響甚微。該生物降解添加劑系列，是以聚烯烴為載體，配以一種天然植物纖維素的復合物。另外，該復合物中還包含一種金屬離子預降解成分，以便為聚合物引發(fā)光降解的特性。所有的添加成分對環(huán)境都無害。
含有生物降解添加劑的塑料薄膜具有生物降解的特性。當其被人們使用并拋棄之后，例如在垃圾堆里，只要有微生物、溫熱、潮濕并有氧氣，塑料制品就會破裂并被分解。生物降解率很大程度上取決于堆場里的自然條件，理想的環(huán)境是微生物活躍、溫熱并且不太干燥。一般在3到7個月內(nèi)，塑料膜就開始出現(xiàn)裂紋并變脆，其后，在第4-12個月內(nèi)就開始破裂并被細菌侵蝕消化。
起初的光降解和快速分解是通過添加劑中的金屬離子預降解成分促成的。而添加劑中的植物纖維素主要為土壤里的微生物的滋長提供營養(yǎng)，從而使各種菌類在膜的里里外外迅速生長。大大小小的破裂導致膜變得粉碎，并終被生物分解成二氧化碳和水。
3 技術簡介
3.1 技術原理
通常人工合成的聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯，在自然環(huán)境中不易被生物降解。這是因為它們巨大的分子質(zhì)量（約250,000）抑制了微生物將其當成能源進行生物消化的能力。在自然界中還存在著一些低分子質(zhì)量的化合物，如：從樹里流出的分泌液（樹脂等，但是天然橡膠除外），它們的化學結(jié)構(gòu)與聚烯烴比較接近。因此，要想使高分子質(zhì)量的人工合成聚合物被生物降解，必須降低它們的分子質(zhì)量，使之與自然界中的低分子質(zhì)量化合物相當（5,000至10,000之間）。
這個目標可以通過跟某些金屬離子（即預氧化劑）的接觸反應來實現(xiàn)。如：“Norrish”的化學反應已被發(fā)現(xiàn)很多年，這些游離基的過氧化反應可以總結(jié)如下，這個過程通過游離基種和金屬離子的再生不斷重復。

　當分子鏈發(fā)生斷裂時，一個碳?；阍诜至烟幮纬?。可以通過測定碳?；纳蓴?shù)量來跟蹤塑料的降解水平，為確定塑料的降解程度提供了方便。
隨著分子量的減少，聚合物開始脆化及粉化。當分子量減少至10,000以下后，就容易被自然界的微生物比如細菌和真菌侵蝕了。添加劑中的纖維素促使菌類的大量滋長完成了生物降解過程的第二步。這個自然分解過程逐漸將低分子量的聚合物轉(zhuǎn)變成生物量，直到完全生物降解變成二氧化碳和水。
3.2對環(huán)境的影響
人們已經(jīng)熟知，在聚合物（例如聚乙烯和聚丙烯）中如果存有某些金屬離子，便可加速其降解。其氧化原理主要是，金屬離子能夠加速聚合物的分裂，引起氧化鏈分離，促使聚合物不斷變脆直到降解。但是聚合物在完全降解后殘留的金屬催化劑剩余物具有潛在的毒性，使得人們反對持續(xù)使用這些物質(zhì)作為預降解離子的原料。這主要是一些含有鈷、銅和錳等重金屬的金屬鹽預降解添加劑。
青島康文生物塑料有限公司研制的生物降解添加劑和復合物不含有上述金屬鹽，而只包含一些被認為無毒性的金屬鹽。產(chǎn)品完全符合歐盟《2002/72/EC 食品接觸的塑料材料和制品》的指令要求。
4. 降解性能測試
4.1 老化測試
通過在實驗室中對樣品進行加速老化來確定脆化點，這可以借助于分光鏡技術來完成。依據(jù)是聚合物被氧化過程中，相對羰基指數(shù)會升高。

包含生物降解添加劑的PE膜和普通PE膜的生物降解性能測試對比
（縱坐標為羰基指數(shù)，橫坐標為老化時間； 紅色虛線為變脆點）

　　以上圖示表明隨著樣品被老化時間的增多，羰基指數(shù)不斷升高，添加劑添加量越大，樣品達到變脆點的速度則越快。
4.2 生物降解塑料薄膜降解測試圖解

5周后，普通膜（左圖）和降解膜（右圖）細菌滋生量對比

二、完全生物降解添加劑應用說明
1. 使用范圍
該生物降解添加劑系列適用范圍非常廣泛，可以用于LDPE，LLDPE，HDPE，PP，PVC，PET，PS和ABS等塑料原材料上，都可以使其具有完全生物降解性能。
2. 添加劑型號及適用的產(chǎn)品類型

3. 添加比例和降解時間
不同的生物降解塑料制品的降解時間取決于添加劑的添加比例和自然條件，根據(jù)實驗測試結(jié)果總結(jié)如下：

　實際的添加比例和降解時間需要根據(jù)用戶的具體使用要求和應用情況決定，可以通過調(diào)整配方實現(xiàn)用戶對降解時間的特殊要求。
4. 生物降解塑料系列產(chǎn)品加工方法
加工方法非常簡單，只要將添加劑按照添加比例與塑料原料混合攪拌均勻即可，工藝同添加色母料相同。 添加劑可以用在傳統(tǒng)的生產(chǎn)設備和塑料原料中，不需調(diào)整和增加其他塑料加工設備。