针对淀粉基包装材料的可生物降解情况进行研讨

摘 要：笔者综述了开发淀粉塑料的发展和可生物降解地膜的分类与研发现状极其淀粉基生物降解塑料的市场前景概述，也为淀粉基生物降解材料研究提供了理论依据。

关键词：淀粉；性能；降解材料

一、引言

伴着我们物质生活水平节奏的不断提高，在我们身边一次性的塑料包装袋、包装膜正在大量的投入使用中，这些物品都对环境造成了严重的污染。在铁路沿线、旅游景点我们随处可见散落的一次性购物袋、包装膜，这些带给人们的是严重的视觉污染和景区生态环境的影响。

塑料由于性能优良，成型加工方便，广泛应用于各个领域。然而，由于塑料的降解缓慢性，其使用及废弃后对环境带来了严重威肋。而且塑料主要来源于石油类的不可再生资源，其大量消耗，势必引起严重的能源和人类生存危机。

可降解包装应运而上，它既能对食品起保护作用，又能防止因抛弃包装袋而形成的环境污染。20世纪80年代以后，国内外开展了可降解塑料的研究和生产。可降解塑料的应用减少了石油类资源的消耗，减轻了塑料废弃物对环境的严重污染。

所谓的可降解塑料是指完全在自然的条件下就可以完全降解的材料，以光降解和生物降解为主。

生物降解塑料的主要来源于淀粉、纤维素、壳聚糖及其他多糖类天然材料。其降解的最终产物为CO2和H2O，可完全为自然界吸纳。淀粉又是绿色植物光合作用的产生物，是丰富的可再生资源，它最主要的特点是为易受微生物侵蚀，为微生物提供养分，具有优良的生物降解性能。因此，淀粉在生物降解的材料领域得到了广泛的应用。

二、粉的结构和性能

淀粉是自然界中分布极为广泛的物质，分布于植物的根、茎、叶和果实中，目前常用的淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等。淀粉的分子式为（C6H5O10）n，n为聚合度，一般为800―3000.在我们日常生活中淀粉可分为两种，一种是可溶的，称为支链淀粉；另一种是不可溶的，称为直链淀粉。

天然淀粉是在其内部有结晶结构的小型颗粒状态存在着的，他的结构分为直连和支链两种，直链淀粉和支链淀粉的性质也是截然不同的，直链淀粉难溶于水且它的水溶液也是不稳定的，凝沉性也是比较强的，支链淀粉易溶于水，溶液稳定，凝沉性弱。直链淀粉可以制成强度高，柔软性好的透明薄膜，它无臭、无味、五毒，具有抗水和抗油性能，是一种良好的食品包装材料，支链淀粉也可以制成薄膜，但是性能差，遇水即溶。

三、淀粉及生物可降解材料

以淀粉为基质的降解塑料中有很重要的一部分，是以天然淀粉作为填充剂或是以天然淀粉和其衍生物为共混体系组成的塑料都属于此类，主要可以分为以下几种：

1.共混型

淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料，主要成分为淀粉（30%～60%），少量的PE的合成树脂，乙烯/乙烯醇（EVOH）共聚物，聚乙烯醇（PVA），纤维素，木质素等，其特点是淀粉含量高，部分产品可完全降解。

2.填充型淀粉塑料

所谓填充型淀粉塑料，又称生物破坏性塑料，其制造工艺是在通用的塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂，然后加工成型，淀粉含量不超过30%。严格地说，淀粉在塑料中并非仅仅起到一个填充的作用，而是在一定条件下，活化了淀粉与塑料中的羟基，使之形成了高聚物共混体。天然淀粉分子中一般都含有大量的羟基，使其分子内和分子间形成极强的氢键，分子极性较大，而合成树脂的极性较小，为疏水性物质。因此必须要对天然淀粉进行表面处理，以便于提高疏水性和其与高聚物的相容性。

3.全淀粉型

由于填充型塑料在降解性能上还是存在着一定的局限性，全淀粉塑料被人们所寄予厚望。将淀粉分子变构而无序化，形成具有热塑料性的淀粉树脂，再加入极少量的增塑剂等助剂，这就是所谓的全淀粉塑料。其中淀粉的含量在90%以上，而加入的少量其他物质也是无毒且可以完全降解的，所以全淀粉是真正的完全降解塑料。几乎所有的塑料加工方法均可应用于加工全淀粉塑料，但传统塑料的加工要求几乎无水，而全淀粉塑料的加工则需要一定的水份来起增塑作用，加工时含水量以8%―15%为宜，且温度不宜过高，以避免烧焦。全淀粉塑料是目前国内外认为最有发展前途的淀粉塑料。

四、结语

可降解塑料对于环境保护盒石油资源的节省具有十分重要的意义，目前在我国使用最广泛的填充型降解塑料因为其降解性能差，在一些国家已经是淘汰的产品了。共混型淀粉塑料其实是从填充型到全淀粉塑料的过滤产品。理想的降解塑料应该是原料来源广泛、价格低廉、性能优良且能够摆脱对石油产品的依赖，实现完全降解。而淀粉的来源广泛，价格便宜，是可降解塑料理想的原料。包装材料在日常生活中的应用为之广泛，淀粉在经过改性后，与通用树脂相容性也是有进一步的改善，再辅以保鲜剂、防锈剂等助剂，可设备出理想的可降解包装塑料。相信这种包装材料在日后的应用中将更为广泛，可为人类造福。