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可降解塑料制品是否真的可以降解呢？
出于環(huán)境保護(hù)及限塑令的要求下，可降解塑料制品被廣泛使用，但是即使我們使用了可降解塑料制品，但是卻對(duì)其知之甚少，塑料制品是否真的可降解？
我們以常見(jiàn)的可降解塑料PLA為例，PLA全稱Poly Lactic Acid，即聚乳酸，是由乳酸分子通過(guò)酯化反應(yīng)獲得的一種高分子化合物。由于其具有良好的機(jī)械和加工性能以及生物可降解性，目前被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、包裝/容器材料、紡織纖維領(lǐng)域。
談到PLA的降解，可以說(shuō)成也“酯化反應(yīng)"，敗也“酯化反應(yīng)"。在化學(xué)上，酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，其形成的-COO-結(jié)構(gòu)（見(jiàn)上圖）叫做酯鍵，是一種相對(duì)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。通過(guò)Xiang Qi等人的《New advances in the biodegradation of Poly(lactic) acid》（International Biodeterioration & Biodegradation, 117(2017),215-223）一文顯示：PLA的降解便是通過(guò)酯鍵的斷裂實(shí)現(xiàn)的；單純依靠普通化學(xué)過(guò)程，酯鍵的斷裂將需要很長(zhǎng)的時(shí)間和消耗大量的能量，因此生物化學(xué)過(guò)程才是PLA能夠高效降解的主要驅(qū)動(dòng)力；在土壤微生物環(huán)境中，微生物會(huì)分泌特殊的酶使PLA從大分子斷裂成小分子，進(jìn)一步這些小分子將進(jìn)入微生物內(nèi)部被更多的酶進(jìn)一步分解為二氧化碳、水、甲烷等對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)。
PLA塑料瓶的生物降解過(guò)程
（Stefanie Teixeira, Towards Controlled Degradation of Poly(lactic) acid in Technical Applications. Journal of Carbon Research, 2021, 7, 42.）
據(jù)Sankhla的研究（Chapter 4—Fungal degradation of bioplastics: An overview. In New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering; Singh, J., Gehlot, P., Eds.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2020; pp. 35–47.）表明，在普通土壤環(huán)境下，PLA的*降解需要1年時(shí)間，但是在適合的堆肥環(huán)境中將只需要60-100天即可。另有Butbunchu的研究 （Actinobacteria as Promising Candidate for Polylactic Acid Type Bioplastic Degradation. Front. Microbiol. 2019, 10, 2834.）表明，在某些特殊的菌群環(huán)境下，PLA甚至可以在72小時(shí)時(shí)間內(nèi)達(dá)到89%的降解率。
目前最為熱門的可降解材料為PLA 和PBAT，這兩種是可以全生物降解。根據(jù)相關(guān)通用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)可降解塑料生物降解性能的測(cè)試在一定條件下，比如國(guó)標(biāo)GB/T 19277.1-2011，測(cè)試條件為溫度 58℃±2℃，較大的濕度，90天內(nèi)達(dá)到一定降解要求，我們就可以認(rèn)為做到了全生物降解。這樣的環(huán)境，人工堆肥可以做到，自然環(huán)境需要更長(zhǎng)的時(shí)間。
再好的理論，沒(méi)有實(shí)踐支撐也是紙上談兵，而如何測(cè)試塑料的可降解性能就顯得尤為重要。
湖北洛克泰克公司的生物降解測(cè)試儀器全方案，可以覆蓋有氧/厭氧降解，堆肥/淡水/海水/污泥消化/高固態(tài)，崩解/毒性測(cè)試等，符合相關(guān)國(guó)內(nèi)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明，可降解塑料制品可以實(shí)現(xiàn)*降解。
▲ RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀
例如其中明星產(chǎn)品RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀，用于將試驗(yàn)材料作為有機(jī)化合物在受控的堆肥化條件下，通過(guò)測(cè)定其排放的二氧化碳量來(lái)確定其最終需氧生物分解能力及其崩解程度。通過(guò)氣體傳感器實(shí)時(shí)在線測(cè)試CO2產(chǎn)量，軟件自動(dòng)記錄和保存數(shù)據(jù)。（如下圖）。
▲ RTK PBDA-300塑料生物降解分析儀實(shí)驗(yàn)界面
溫度可以從5-70攝氏度，一機(jī)即可完成固體和液體樣品（有氧或厭氧條件下）的測(cè)量，滿足GB/T 19277.1-2011測(cè)量塑料可降解性能。
作為中國(guó)科學(xué)測(cè)試儀器研究型制造商，湖北洛克泰克儀器股份有限公司為全球客戶提供專業(yè)的科學(xué)測(cè)試儀器、測(cè)試方法、培訓(xùn)及技術(shù)服務(wù)。在生物降解測(cè)試領(lǐng)域，湖北洛克泰克儀器股份儀器有限公司提供生物降解測(cè)試儀器全方案，包括CMA、CNAS、Rheinland等認(rèn)證所需生物降解測(cè)試儀器等。歡迎垂詢！
