◎ 吳詠珍，劉芷嫣，李 瑋，楊 慶

（張家界學(xué)院，湖南 張家界 427000）

塑料餐盒因具有價格低、防水防油等優(yōu)勢，在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。然而，塑料餐盒難以分解，對臭氧層污染極大，會給人們的生活環(huán)境帶來巨大的危害。在此背景下，人們越來越關(guān)注可降解材料的研發(fā)。當(dāng)前，國內(nèi)市場上塑料餐盒替代品主要有2 類：①可降解塑料。其是在塑料中加入一定的光敏劑、聚丙烯PP 等原料制成，該產(chǎn)品分解成低分子質(zhì)量的化合物。這些化合物不能繼續(xù)降解，流向自然環(huán)境中會長時間積累，對環(huán)境造成危害。②可降解生物塑料產(chǎn)品。生物可降解餐盒是由秸稈等可降解材料制成，使用后能在自然環(huán)境中降解，降低對環(huán)境的影響。截至目前，國家對一次性餐具頒布了相關(guān)法令，相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)有GB 18006.1—1999《一次性可降解餐飲具通用技術(shù)條件》，以及GB 18006.2—1999《一次性可降解餐飲具降解性能試驗方法》[1]。然而，這些法令仍無法解決一次性可降解餐盒的降解時間過長、無法完全降解等問題。因此，本文提出了淀粉纖維可降解餐盒的研究發(fā)展方向，以供參考。

1 淀粉纖維的概述

淀粉纖維是一種可降解材料，可用于制造一次性餐盒，減少對環(huán)境的污染。本研究通過試驗，分析了玉米淀粉纖維素可降解餐盒的制備過程及其性能。淀粉纖維由玉米秸稈粉制成，而玉米秸稈粉主要由纖維素、蛋白質(zhì)等組成，有助于提高餐盒的性能，如增強強度、延長使用壽命等。其中，纖維素能顯著增強餐盒的強度，蛋白質(zhì)可以作為天然的增塑劑。通過適當(dāng)調(diào)配這些成分的比例，能夠優(yōu)化餐盒的性能。

2 淀粉纖維餐盒的制備及性能研究

2.1 材料

玉米秸稈粉、甘油、偶聯(lián)劑；湖南雙環(huán)纖維成型設(shè)備有限公司ZMCZ1150X1150 全自動紙漿淀粉模塑制品機器；WDW 電子萬能試驗機。

2.2 方法

本實驗使用150 目篩選器，對玉米秸稈粉進行質(zhì)量檢查，以確保其符合特定的標(biāo)準(zhǔn)。①在干燥箱85 ℃下，干燥2 h，以去除玉米秸稈粉中的水分和揮發(fā)物，提高純度，同時取100 g 備用，為后續(xù)處理操作準(zhǔn)備足夠的原料。將偶聯(lián)劑（馬來酸酐接枝聚丙烯、DN-302、鈦酸酯或硅烷完）10～15 g 加入已經(jīng)烘干完成的玉米秸稈粉中。其中，偶聯(lián)劑可改善玉米秸稈粉的某些性能，提高其與樹脂的相容性、增強其耐熱性等。②在80 ℃的環(huán)境下將混入偶聯(lián)劑的玉米秸稈粉放入高速混合機中攪拌15 min，讓偶聯(lián)劑均勻分布在玉米秸稈粉中，并提高其分散性。待溫度降至60 ℃時，將8.75 g 羧甲基纖維素鈉、7.0 g 黃原膠等試劑，加入攪拌機中充分攪拌均勻，再加入0.8 ∶1 的水，并和原料攪拌成面團狀，一次攪拌15 min，二次攪拌約30 min。將面團取出，放置20 min，直到水分充分滲透到原料中。③使用湖南雙環(huán)纖維成型設(shè)備有限公司的ZMCZ1150X1150 全自動紙漿淀粉模塑制品機器，將面團壓制成平板狀，放入準(zhǔn)備好的模具內(nèi)，液壓成型機模壓成型，壓力25 MPa，之后送入電熱鼓風(fēng)干燥箱進行干燥，溫度60 ℃，干燥好的產(chǎn)品冷卻至室溫，減少清漆吸附量。④為保護產(chǎn)品表面免受水的浸蝕，采用聚氨酯清漆單面噴涂0.1～0.3 mm 進行表面處理，再用電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥110 min，溫度在40～50 ℃，同時，用紫外線殺菌消毒，人工檢驗外觀是否有龜裂，檢查其光滑度、色澤等，剔除不合格品。⑤將合格品進行包裝，并再次滅菌消毒，之后裝箱入庫儲存。

在制備過程中，黃原膠和羧甲基纖維素鈉起到關(guān)鍵作用。其中，黃原膠在低濃度的黃原膠水溶液中表現(xiàn)出較高的黏性并增強餐盒的結(jié)合性能。黃原膠五糖重復(fù)結(jié)構(gòu)單元上的羥基與水分子及玉米淀粉和秸稈中纖維素、半纖維素、木素之間形成的大量氫鍵，是玉米秸稈餐盤獨立成型的主要因素。而羧甲基纖維素鈉（CMC）對大多數(shù)纖維有粘著性、能改善纖維間的結(jié)合。玉米淀粉和秸稈中粗纖維占30%～45%，木質(zhì)素占21%～26%，因此，CMC 能夠與玉米淀粉秸稈中的纖維作用，確保餐盒成型。

總體來說，淀粉纖維可降解一次性餐盒的制備，需要一系列的工藝步驟和材料。通過實驗研究，可以進一步改進制備工藝，提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，滿足市場需求，并減少對環(huán)境的負面影響。

3 可降解餐盒內(nèi)種子的成活率分析及栽種方法

①選擇合適的植物種子，混合在紙漿中制成種子紙。種子紙要盡量薄，使植物種子均勻分布在紙張上，接著，把使用完的餐盒放入土壤，將種子紙放在餐盒的底部，確保種子紙與餐盒底部充分接觸。在種子紙上澆水，讓其濕潤，以促使種子發(fā)芽。②將餐盒放置在適合種子生長的環(huán)境中，根據(jù)種子紙上植物的需要，定期澆水并提供適當(dāng)?shù)墓庹蘸蜏囟?，直到種子紙上的植物發(fā)芽和生長，等待植物成熟，并根據(jù)需要收獲。通過這種方法，將種子紙與淀粉纖維餐盒一起使用，既能降解餐盒，又能種植植物。此外，種子紙遇水易變軟、破裂和降解，因此，所使用的粘結(jié)劑必須無毒，且對環(huán)境無害。采用本方法種植的種子情況如表1所示。

4 一次性餐盒現(xiàn)狀及政府政策

4.1 一次性塑料餐盒的現(xiàn)狀及其危害

隨著社會的發(fā)展，聚乙烯、聚丙烯等塑料與人們的生活緊密相連，而塑料餐盒被隨意丟棄或處理不當(dāng)，則會導(dǎo)致大量的塑料垃圾進入海洋、河流和土壤中，對環(huán)境造成嚴重污染。

在快節(jié)奏的社會環(huán)境下，快餐食品行業(yè)迅速發(fā)展，人們打包食品作為日常三餐已經(jīng)成為一種趨勢，一次性塑料餐具大量涌入人們的生活中。據(jù)《新聞晚報》報道，“北京每天要使用掉200 萬只一次性餐具，其中，發(fā)泡塑料餐具40 萬只，占20%，符合國家環(huán)保要求的占30%，不合格的占比高達50%”。從事一次性餐具研究和開發(fā)工作10 余年的包裝與環(huán)保專家董金獅說：不合格一次性塑料餐盒、餐碗和托盤添加了大量廢塑料和填充物，遇熱或油脂會釋放出致癌和致病化學(xué)物質(zhì)，嚴重危害了人體健康（資料來源：北京新聞晚報）。

4.2 一次性可降解餐盒的類別

4.2.1 淀粉類可降解餐具

以聚乳酸為主，加入淀粉等高分子化合物制成的PLA 可降解餐具，在一定的自然條件下，可以降解為各類元素和無機鹽。在制造時，以聚羥基丁酸酯為主，再加入PHB 和植物纖維按一定比例混合，然后通過切割和液壓法制成各種小團形狀的餐具模型，經(jīng)紫外線消毒包裝后，產(chǎn)品即可售出。這類塑料高分子聚合物結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，需長時間才能降解成水和二氧化碳[2]。

4.2.2 紙漿模塑類餐具

紙板液壓成型餐盒制造過程：把木漿、棉麻等混合制成紙板，在其表面涂抹聚乙烯塑料，使其具有防水防油功能，之后，高壓壓制成型。此餐盒表面涂有聚乙烯，難降解，且生產(chǎn)成本相對較高[3]。制造過程中，需注意原料比例以及漿料濕度和稠度把控，否則會造成模具開裂等問題[4]。

5 淀粉纖維可降解餐盒的行業(yè)發(fā)展方向

5.1 產(chǎn)品主要面向各大旅游景區(qū)

目前，國內(nèi)各大景區(qū)對環(huán)保的要求較為嚴苛。游客在景區(qū)內(nèi)隨意丟棄塑料制品，不僅增加了工作人員的工作量，還要耗費更多的資源去處理這些塑料制品。以張家界為例，政府已經(jīng)制定了相關(guān)政策，鼓勵環(huán)保產(chǎn)品的發(fā)展和推廣。顧客購買淀粉纖維可降解餐盒后，將餐盒放入土壤中，餐盒會逐漸降解成生物有機肥料，促進種子生長發(fā)育，長出綠色植物。在景區(qū)中使用淀粉纖維可降解餐盒，既能保護環(huán)境，又能豐富當(dāng)?shù)氐闹脖弧?/p>

5.2 淀粉纖維可降解餐盒的優(yōu)勢

（1）政策優(yōu)勢。從限塑令到禁塑令，我國對環(huán)保非常重視。“十四五”規(guī)劃《國務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》提出，國家將積極加大對綠色產(chǎn)業(yè)的扶持力度，提供相應(yīng)的福利補貼，提升我國綠色產(chǎn)業(yè)比重，有利于可降解餐盒產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展。

（2）市場優(yōu)勢。據(jù)資料統(tǒng)計，2020 年，中國餐飲外賣市場在公共衛(wèi)生事件沖擊下仍實現(xiàn)7.5%增長，總訂單達171.2 億筆。美團外賣與31 家降解類包裝產(chǎn)品企業(yè)達成戰(zhàn)略合作，為餐飲商戶提供可降解材料選擇。隨著國家政策的推進和可降解材料行業(yè)的發(fā)展，餐飲外賣包裝袋和包裝盒使用可降解材料成為趨勢。預(yù)計到2025 年，外賣包裝袋的市場規(guī)模將達到29.8億元，可降解外賣餐盒市場規(guī)模也將達到465 億元，市場需求巨大。

5.3 淀粉纖維可降解餐盒的研究方向

現(xiàn)階段，淀粉纖維可降解餐盒主要由液壓機和模塑機制作而成，但是模塑機難以應(yīng)對下階段淀粉纖維餐盒的批量生產(chǎn)[5]。液壓機通常由液壓泵站等部分組成，其生產(chǎn)一個餐盒需要7～8 min，生產(chǎn)效率較低。因此，未來研究方向可集中于提高淀粉纖維可降解餐盒自動化生產(chǎn)水平。

6 結(jié)語

用淀粉纖維制作的一次性餐盒，具有明顯的資源和市場優(yōu)勢，其性能優(yōu)良，前景廣闊。使用這種可降解餐盒，可以減少對塑料的依賴，促進綠色低碳發(fā)展。現(xiàn)今，學(xué)界仍面臨一些問題和挑戰(zhàn)。例如，如何在增加植物種子多樣性的同時保證種子的存活率，如何提升產(chǎn)品質(zhì)量等。因此，為了進一步推動可降解餐盒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)人員需要完善制造工藝和技術(shù)，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。