可降解材料因傳統(tǒng)的塑料材料的對(duì)環(huán)境造成污染的缺陷而誕生，可降解材料在完成使命后能進(jìn)行自我分解，回歸大自然?？山到獠牧峡煞譃楣饨到獠牧?、生物降解材料以及其他降解材料三類，重點(diǎn)敘述了這三種分類的材料的作用原理及其性能，介紹了可降解材料存在的缺點(diǎn)及改進(jìn)方向。

一、可降解材料的概述

可降解材料是在生產(chǎn)過(guò)程中加入添加劑，使其本身在一定時(shí)間內(nèi)能維持普通塑料的正常功能，超過(guò)一定時(shí)間或被廢棄后，在光或微生物或其他因素的作用下，進(jìn)行自身降解而后消失的材料。

（一）光降解材料

光降解材料是一類添加光敏劑或引入特殊鍵的光敏基團(tuán)，在太陽(yáng)光的參與下，自身能進(jìn)行對(duì)自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞的材料。

一類光降解材料的作用原理是聚合物在吸收太陽(yáng)光后，光增敏基團(tuán)被激活，使聚合物產(chǎn)生有雙鍵等易于被降解的雜質(zhì)，進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)，最后降解為二氧化碳和水。例如：將一氧化碳為光敏單體與烯烴類單體聚合得到的如含有羰基結(jié)構(gòu)的聚乙烯、聚氯乙烯等的光降解聚合物與同類樹(shù)脂混合，可得到一種光降解材料；另一類光降解材料的原理是聚合物在生產(chǎn)時(shí)加入少量光敏劑，光敏劑在光照的條件下，促使聚合物產(chǎn)生自由基，加快自身的降解速率。光敏劑具有在光降解材料使用期內(nèi)抗氧化的作用且能幫助維持光降解材料的正常使用，但在光降解材料使用期過(guò)后，又能促進(jìn)其吸收光能進(jìn)行自我分解的雙重作用。含有光敏劑的光降解材料可分為含有過(guò)度的金屬化合物如金屬氧化物、有機(jī)金屬化合物等的光降解材料和含有如蒽醌、嵌二萘等具有敏化烯烴塑料的多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔锏墓饨到獠牧稀?/p>

影響光降解的因素有聚合物結(jié)構(gòu)（如含有羰基等）、光敏劑的添加、光波長(zhǎng)、大氣條件。光降解材料的缺陷有：第一，光降解的引發(fā)劑大多是對(duì)人體有害，因此不能應(yīng)用于食品級(jí)，醫(yī)療級(jí)塑料；第二，大部分光降解材料不能被完全降解，這可能使其對(duì)環(huán)境的危害更大，第三，光降解材料應(yīng)用范圍較狹窄（地域狹窄），但可大面積應(yīng)用于農(nóng)田。

（二） 生物降解材料

由于光降解材料的局限，以及廣泛的生物來(lái)源，目前的研究熱點(diǎn)更多地放在生物降解材料上，相對(duì)于光降解材料，生物降解材料的原料來(lái)源更加綠色，降解的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染性也更加小。生物可降解材料是一類在酶或微生物的作用下，使維持自身結(jié)構(gòu)的分子鏈逐漸斷裂，形成對(duì)環(huán)境無(wú)害的小分子化合物的材料。

淀粉通過(guò)植物光合作用而形成的，易得，降解后仍以二氧化碳和水的形式回歸到生態(tài)環(huán)境中，是完全無(wú)污染的非常優(yōu)良的生物降解材料。針對(duì)淀粉作為原料來(lái)源的淀粉基塑料是目前可降解材料領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)。淀粉基塑料研究的階段主要有三個(gè)：第一階段是少量淀粉加入到傳統(tǒng)塑料中來(lái)達(dá)到可降解的目的；第二階段是增加淀粉含量和淀粉與其中組分的連接；第三階段是將淀粉經(jīng)過(guò)處理，形成完全由淀粉組成的塑料。對(duì)淀粉進(jìn)行改性，使其能夠進(jìn)行生物降解或能溶于水是研究的熱點(diǎn)話題，如PVA與淀粉的混合物的研發(fā)。淀粉基塑料還有需降低成本、提高機(jī)械強(qiáng)度，以及提高給降解材料的降解周期控制等研究空間存在。目前研究最為成功的是將淀粉和高分子材料進(jìn)行共混得到性能良好的可降解材料。

（三）其他降解材料

PVA（聚乙烯醇）因具有可控性――控制其醇解度和聚合度來(lái)把握PVA的溶解時(shí)間，成膜性、物理強(qiáng)度好――完全可以滿足制做塑料的條件、毒性低、可達(dá)到100%降解、降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)危害等優(yōu)點(diǎn)，成為能夠替代當(dāng)今塑料的重點(diǎn)材料。PVA的原材料，PVA樹(shù)脂分子鏈上的醋酸乙烯酯基體積較大，該基團(tuán)的存在使得分子鏈上的羥基之間不易形成氫鍵，也一定程度上阻止了大分子之間的相互靠近，而PVA分子鏈上的羥基能和水分子之間形成氫鍵，這使PVA具有良好的水溶性，優(yōu)異的水溶性有利于材料的降解。但是，單一的PVA材料機(jī)械強(qiáng)度難以滿足使用要求。目前，淀粉/PVA共混體系能夠滿足塑料的正常使用，但是隨著時(shí)間的加長(zhǎng)，其力學(xué)性能下降得很快，說(shuō)明其基本能滿足可降解材料的條件。若要提高淀粉/PVA的耐水性，則可對(duì)淀粉/PVA共混體系進(jìn)行甲基化改性、交聯(lián)處理、加入納米二氧化硅或加入檸檬酸和石油砂。但是PVA的生產(chǎn)工藝主要為流延法――首先將原料組分配好，后和水流延涂布到不銹鋼輥上，再進(jìn)行刮、剝離、收卷等工藝，因此，存在效率低和費(fèi)用大的缺陷。PVA還需解決如何使高溫水溶膜遇低溫水完全不溶以及均勻及透明等問(wèn)題。

二、發(fā)展前景及展望

大部分的可降解材料存在機(jī)械強(qiáng)度較小和韌性較弱以及降解的控制性較弱的缺c，因此，第一，可以多開(kāi)發(fā)復(fù)合型可降解塑料，避免了單一原料造成的力學(xué)性能缺陷著重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)應(yīng)用范圍廣，原料易得、價(jià)格低廉的產(chǎn)品；第二，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝擴(kuò)大生產(chǎn)來(lái)促進(jìn)可降解材料為我們實(shí)際生活所用。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和科技的飛速發(fā)展，可降解材料逐步取代石油基材料是必然趨勢(shì)，如何充分發(fā)揮可降解材料的融傳統(tǒng)包裝材料的功能和特性和可降解，回歸大自然的優(yōu)點(diǎn)，成為各國(guó)研發(fā)的重點(diǎn)。（作者單位為沈陽(yáng)師范大學(xué)）