可降解塑料发展至第三代的生物降解塑料
可降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。这一概念最早起源于欧洲，西方发达国家以循环经济的思路，使用可降解一次性用具，如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒。最为理想的可降解塑料应当在使用过程中与不可降解塑料性能相当，而在使用之后在遗弃、填埋等各种自然条件下都能自然分解为碎块并一步步降解成大分子、小分子、二氧化碳和水。
最早发展可降解塑料的欧洲开发了淀粉改性塑料路线，被称为第一代降解塑料。这类淀粉基可降解塑料是在传统PE（聚乙烯）等单体聚合过程中加入淀粉等添加剂进行改性，使塑料在环境中可裂解成微小的塑料碎片。但是在后来的研究中发现，成为碎片后的塑料无法完全降解，会形成微塑料等继续毒害环境。因此淀粉改性塑料也被称为“生物破坏性塑料”（不完全降解型）。第二代降解塑料为光热降解塑料，因对温度、光照强度等降解条件要求十分严苛，发展也十分缓慢。
随后，可降解塑料在美洲得到进一步发展，依托当地丰富的生物质资源，诞生出以PLA为代表的第三代降解塑料，即生物降解塑料，虽然降解条件仍存在部分限制，但其可在细菌真菌、藻类等自然界中普遍存在的微生物的作用下，断裂高分子中的长链，最终完全分解至CO2和水，实现完全生物降解，并且其原材料来源于玉米等的发酵，属于生物基来源材料。后来，PBS、PBAT、PHA等其他生物可降解塑料也相继获得发展，从理论上能实现真正的绿色环保、无环境毒害。
图 1 可降解塑料不同分类方法（来源：化学工业）
在传统的分类法“按原料来源分类”以及“按降解方式分类”之外，我们添加了“按处理方式”的分类方法：
第一代淀粉改性塑料以及第二代的光热降解塑料均不可堆肥，否则会产生微塑料等长期残留物，导致堆肥产物被污染。
主流的PLA等材料更适合通过单独的工业堆肥过程处理——其制成的可降解塑料袋一般称为“可堆肥塑料袋”，但在德国等堆肥设施的实践中并不提倡将其与厨余垃圾等一起堆肥，因为它们需要的工业堆肥周期比厨余垃圾长，处理过程不同步
最理想的可生物降解塑料无需堆肥，即便遗弃在自然环境中也能短时间内完全降解。未来更新一代的可生物降解塑料商业化品种或将从无需堆肥的PHA等中诞生。
图 2 堆肥厂内的堆肥条垛及翻堆机等设施（来源：南京大学）
（以上摘自《可降解行业高速成长，中上游机遇应运而生》，国联证券研究所）
RTK PBDA-300 塑料生物降解分析仪(自动版)
产品原理
受控堆肥条件下，对塑料样品进行降解，释放CO2气体，通过气体传感器实时在线测试CO2产量，软件自动记录和保存数据。CO2实际产生量与CO2理论产生量的比值即是样品的生物降解率。还可监测O2或其它气体比如CH4、H2S等产量;便于对整个降解过程进行评价和控制。
适用标准
用于塑料的生物降解性分析
(1)满足GB/T19277.1-2011
(2)满足ISO 14855.1-2012
(3)满足ASTM D5338
(4)满足GB/T 20197-2006
(5)满足EN13432、EN14046
(6 )满足JIS K6953
产品特点
(1)设有尾气回收装置；可以通过环评
(2)全实验周期，软件自动测量数据，大大节省人力，同时保证数据可靠性
(3)断电数据保存，电源再次启动后自动测试
(4 )气体传感器实时在线测试塑料样品降解过程中的CO2产量
(5)气体传感器可监测反应器内O2含量，便于过程控制
(6)气体传感器可测量塑料样品降解过程中的H2S、CH4等气体，便于整体分析
(7)质量流量计精确控制进入反应器内的流量，平行性更好
(8)反应器可控制在用户指定的温度， 一般在58℃
(9)反应器内空气自动加湿
(10)内置web服务器，轻松实现跨平台访问。也可通过主机显示屏访问与控制
(11)更换反应器,可以拓展测试水体塑料降解,满足标准GB/T 19276.2
RTK PBD全自动塑料崩解分析仪
产品简介
崩解试验在已定义的、标准化的中试规模堆肥条件下进行。试验材料与新鲜的生物质废弃物以精确的比例混合后，置入已定义的堆肥化环境中。自然界中普遍存在的微生物种群自然地引发堆肥化过程，温度随之升高。堆肥化物料应定期地进行翻转混合。定期监测温度、pH值、气体组分，它们应满足标准要求，以确保充分、合适的微生物活性。堆肥化过程一直持续到堆肥完全稳定，一般情况下，约在12周以后。定时从外观上对堆肥进行观察，监测试验材料对堆肥化过程的不利影响。测定试验结束时堆肥的腐熟性，用2mm和10mm筛孔的筛子对堆肥和试验材料的混合物过筛。试验材料的崩解性通过2mm试验筛上物的试验材料碎片量与总干固体量比值来评价。在堆肥化过程结束时得到的堆肥还可用于更多的测试，如化学分析和毒性性测试
适用标准
(1)用于塑料生物崩解性能分析
(2)满足 GB/T19811-2005
(3)满足ISO 16929-2002
产品特点
(1)设置有密封装置和恒温系统
(2)配备自动搅拌装置，自动翻堆，节省人力
(3)采用多孔管进气，利于空气与堆肥体充分接触
(4)配备自动加湿装置，维持堆肥体的湿度
(5)反应釜体设有多个温度传感器，便于监测温度
(6)反应釜体设有多个取样口，便于取样分析如pH
(7)根据需求，还可定制配备氧气传感器、湿度传
感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器等
(8)触摸屏显示与控制
(0)提供热风，提供堆肥启动温度
技术参数
(1)容积：48L*6
(2)温度：室温+5℃-80℃
(3)电源：220V，16A
(4)温度传感器：精度±1℃
(5)氧气传感器：精度＜± 2%
(6)翻堆：自动翻转
崩解试验有效性指标
(1 )试验开始后的第一周内堆肥最高温度低于75℃,以后低于65℃；
(2 )温度保持在高于60℃以上的时间至少要一周;
(3 )温度保持在高于40℃以上的时间至少要持续四周;
(4)在试验期间pH值增加至7以上，且不下降至5以下；
(5)在12周后空白对照的生物质废弃物堆肥熟化程度在IV-V(“Rottegrad”)之间,其挥发脂肪酸含量小于500mg/Kg,或其他它适当参数用于确保正常堆肥化过程完成。
当前，塑料可降解性普遍采用工业堆肥，按照GB/T 19277.1和GB/T 19811两大标准，在专业的塑料降解和塑料崩解设备中进行试验。湖北洛克泰克仪器股份有限公司作为市场上唯一提供塑料生物降解率、崩解率、植物生态毒性、蚯蚓急性毒性全解决方案的供应商。
作为中国科学测试仪器研究型制造商，湖北洛克泰克仪器股份有限公司为全球客户提供专业的科学测试仪器、测试方法、培训及技术服务。在生物降解测试领域，湖北洛克泰克仪器股份仪器有限公司提供生物降解测试仪器全方案，包括CMA、CNAS、Rheinland等认证所需生物降解测试仪器等。
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