在生物降解塑料的研究開發方面,世界各國都投入了大量財力和人力,花費了很大的精力進行研究。塑料加工業普遍認為,生物降解塑料是21世紀的新技術課題。
80年代末,為了解決垃圾袋的降解問題,在美國玉米商的推動下,添加淀粉的聚乙烯塑料袋被作為生物降解塑料在歐美風靡一時。但由于其中的聚乙烯不能降解,故其應用研究已大大降溫。只是由于淀粉的原料來源豐富,而價格便宜,目前仍有不少研究者在從事這方面的研究,希望通過各種配方技術,在降解性方面有所突破。
目前開發的技術路線主要有微生物發酵合成法、利用天然高分子(纖維素、木質素、甲殼質)合成法的化學合成法等,并已開發出一些生物降解塑料的水溶性樹脂,但總的說來,其生產成本都未達到工業化批量生產的要求。
德國拜爾公司研究纖維制品的專家們經過數年研究,制成的一種可以完全分解為腐殖質的塑料。用這種塑料制成的包裝薄膜,可以在土壤中迅速分解“分化瓦解”,10天之內可以回歸大自然。根據環保組織的鑒定,此種塑料及其分解后的中和物對環境和人類均是安全可靠的。該公司研制成功的這種新型塑料,是將堅硬而不易延伸的纖維素與聚氨酯混和制得。把這種新型塑料埋入土中后,可成為土壤中微生物的可口佳肴,迅速繁殖的微生物很快能將這種材料完全消化成為腐殖質發。將這種材料制成的一種家用保鮮膜,14天后可完全成為粉末,8周后會失去80%的重量。用這種材料制作培養物的營養缽,植入土中數周后均化為腐殖質,充當起堆肥的角色。由于這項新技術的生產成本太高。是普通塑料的數倍,因而目前很難實現商品化生產。
在應用實驗方面,經過多年的努力,我國在生物降解聚乙烯地膜研究項目上已取得初步成功,開發出了生物降解地膜試樣,并進行了小面積的試用,從其技術成熟性方面看來,尚未達到大面積推廣的應用的程度。我國對添加型光降解塑料領域尚未涉足。美國將光降解塑料用于瓶裝飲料的提環已有多年,以色列和加拿大對光降解地膜均有試用,但未見大面積應用的報道。
據預測,如將生物降解塑料的工業化研究算作100的話,目前的開發研究只處于30的相對階段,預計2000年以后,可望實現工業化。目前,美國對這項技術的開發研究處于領先地位,歐洲居次,日本第三。
總的來說,在生物降解塑料研究開發中還有許多有待攻克的難題。首先,對塑料降解的定義尚無統一的認識,即生物分解究竟意味著什么?也就是說生物降解塑料的分解時間究竟確定為多長?另外,分解的產物應上什么?最終產物究竟是二氧化碳和水,還是對實際應用無害的任何形態的殘留物?
其次,對生物降解塑料的評價試驗尚無世界公認的統一的方法。目前美國材料試驗協會、日本工業標準協會和國際標準化組織都在積極開展這方面的工作,雖然美國ASTM已正式頒布了多項結果也不能完全套用到實際塑料垃圾的處理中。