塑料作為現代科技的產物,如今已經廣泛地滲透到生活的各個領域,給人們帶來巨大的便利,但同時也產生了負面影響。
塑料具有良好的耐腐蝕性,這既是它的優點,也是致命的缺陷。科學研究發現,塑料降解的速度非常緩慢,通常需要200—400年。
面對塑料帶來的環境污染問題,許多國家采用了掩埋、焚燒和回收利用等方法來處理廢棄塑料,但是,這些方法也都存在無法克服的缺陷填埋處理占地多,而且容易使填埋地不穩定;焚燒處理時,由于塑料焚燒發出熱量大,容易損壞焚燒爐,還會排出二惡英等有害物質;回收利用,往往難以收集并且經濟效益很差。
為了真正解決“白色污染”問題,一些科學家開始探索新的途徑,可降解塑料隨之出現。對于可降解塑料的研究始于20世紀70年代。當時英國的一位科學家提出在聚合物中加入廉價的可生物降解的天然淀粉作為填充劑,他還注冊了第一個淀粉填充乙烯塑料的專利,并開發出一種采用淀粉與聚乙烯共混然后滾壓成膜得到的“生物降解型”塑料。這種塑料被埋在土壤里后,經過一段時間就會變成粉末狀,當時的研究者據此認為聚乙烯已被生物降解。這種新材料的出現引起了人們對生物降解塑料的興趣,從而引發了以淀粉基塑料為主的研究與開發浪潮。由于可降解塑料既具有塑料的優點,又不污染環境,它被視作是21世紀應用極其廣泛的一類“功能聚合材料”。越來越多的科學家提倡開發和應用可降解塑料,并將它看作是解決“白色污染”的理想途徑。
盡管可降解塑料受到了科學家的追捧,但是20世紀90年代初有研究發現,在聚合物中加入天然淀粉所形成的可生物降解塑料并不是真正的可降解這種材料中的聚乙烯并不是完全被分解,它實際上只是成為碎片留存于土壤中。到目前為止,國內外已經開發出很多生物降解塑料品種,但真正具有良好的生物降解性能且與傳統塑料性質類似的可降解塑料的種類仍然十分有限。從環境保護和可再生資源利用的角度出發,目前對于可降解塑料的研究主要集中在具有完全降解特性的完全生物降解塑料和具有雙重降解特性的光/生物降解塑料這兩個方面。如何研制出以可再生資源為原料,能夠完全降解為對環境無害的產物,同時又能低成本大規模生產的可降解塑料一直是當代新材料研究的重要方向。
科學家們認為應用可降解塑料能在一定程度上緩解和抑制環境矛盾,但由于成本和性能等多方面因素的影響,可降解塑料目前在市場上的規模與普通塑料相比還很小。提高可降解塑料的性能并實現大規模生產也是世界研究開發的熱點。