自20世纪80年代以来,我国经济发展突飞猛进,各行各业都取得了举世瞩目的巨大成绩。人民生活水平得到很大提高,饮食条件和生活方式也有了很大的改变。特别是农村饮食条件和饮食方式的改变。人们追求快捷简单舒适的生活方式,一些群众从做早餐的生活方式改为方便面、面包、火腿肠、袋奶等,各种食品、礼品和水果蔬菜由过去的纸、竹、木包装方式也改为精美的塑料包装材料。各家各户每天都要产生塑料垃圾,所以由生活产生的塑料垃圾是造成“白色污染”的重要因素。目前城市“白色污染”得到政府及有关部门的重视和初步解决。但是,我国80%人口在农村,塑料生活垃圾对环境的污染逐日加重,其污染后果并没有引起广大群众的认识。我国人口众多占全球人口的六分之一,治理塑料污染,对保护地球,为我们自己的生存和子孙后代创造一个美好的生活环境是全国人民乃至人类的共同责任。目前政府还没有对农村塑料垃圾进行处理的能力,这就需要各级政府加大管理和宣传力度。如果要从根本上解决这一污染问题,就要研究生产使用那些可降解的塑料包装材料,这是急需解决的一项重大课题。目前,国内外已经研制和生产出各种可降解的塑料包装材料替代塑料包装材料,并得到积极地推广应用。

1　可降解的塑料薄膜材料

1.1　水溶性塑料包装薄膜

本产品主要原材料是聚乙烯醇(PVA)及淀料,所有组份(包括添加的助剂)均为C“H”O化合物且无毒,制膜过程中各组分之间只发生物理溶解,改善其物理性能,力学性能,工艺性能及溶水性能。水溶性薄膜产品属于绿色环保包装材[1],就降解机理而言,PVA具有水和生物工种降解特性,首先溶于水形成胶液渗入土壤中,增加土壤的团粘化、透气性和保水性,特别适合于沙土改造,在土壤中的PVA可被土壤中分离的细菌的菌株分解,最终可降解为CO2和H2O。

1.2　用土豆和乳清制成的塑料薄膜

本产品是利用土豆和乳清制成的一种能生物降解的塑料薄膜,其制法是用酶将制酪时形成的乳清和废弃的土豆转化为葡萄糖浆,然后用细菌发酵成含乳酸的液体,液体中的乳酪经电渗析分离出来后加热使水分蒸发,留下的便是可以制薄膜和涂层的聚乳酸分子。这样制成的塑料薄膜可以制成保鲜袋和代替涂有聚乙烯和防水蜡的包装材料,该产品最大优点是可以分解为对环境无害的乳酸。

2　可降解的泡沫塑料材料

2.1　可降解的泡沫塑料　可降解塑料按降解机理可分为合成光降解,添加光敏剂的光降解和多种塑料复合在一起的多功能降解塑料。对于合成光降解塑料目前主要以聚羟基丁酸脂(PHB)及聚羟基戎酶脂(PHV)研究最多,其降解原理是聚合物吸收紫外光发生光引发作用,使链能减弱,长链分裂成较低分子量的碎片。物理性能下降,较低分子量的碎片在空气中进一步发生氧化作用,产生自由基断链进一步降解为CO2和水。

2.2　添加光敏剂的光降解塑料是在塑料加工过程中加入少量的光敏剂,由于光敏剂的光引发作用及光化学反应而产生自由基引发源,因此可加快聚合物光降解过程,光降解塑料只有在太阳光辐照条件下才能降解。

2.3　生物降解塑料　多以淀粉与聚烯烃塑料相混的不完全生物降解型。这类塑料的降解机理是淀粉颗粒先被真菌和细菌侵袭、消耗,从而削弱了塑料的强度,同时经过塑料与土壤中存在的某些盐类接触,自氧化作用而形成过氧化物,促使塑料中聚合物的分子链断裂,它们互相促进,相辅相成,细菌消耗淀粉,使塑料表面增大而有利于自氧化降解。周而复始,高分子链逐渐断裂,缩短,使塑料强度降低,直至最后达到聚合物的分子量降低到能被微生物代谢的程度[2]。

2.4　完全生物降解塑料　其原料主要是采用天然高分子材料如淀粉、蜜糖和具有生物降解性合成高分子或水溶性高分子材料为主要原料,其降解机理是在常规室外自然条件下,自然界中的紫外线、氧气和微生物作用于制品,将聚合物的主链断裂,分子量急剧下降,缠绕在聚烯烃分子周围的淀粉同时分解,制品一触即碎,剩余物质能被环境接受,在昆虫和微生物的继续作用下回归大自然。

3　发泡植物纤维缓冲包装材料

发泡植物纤维是以植物纤维(废旧报纸,纸箱纸和其它植物纤维材料等)以及淀粉添加助剂材料制作而成。目前国内外都在进行发泡植物纤维缓冲包装材料的制作及机理方面的研究,经实验室制成的样品已显示出该产品的发展具有巨大的市场潜力[3]。植物纤维发泡制品所采用的工艺方法主要集中在不添加化学发泡剂,即无须发泡剂产生发泡,原料是通过水蒸气作用发泡,形成颗粒型发泡制浆。该制品比采用添加剂化学发泡更有利于环保。

4　传统生态包装材料

4.1　纸制品包装材料　用纸作为食品包装材料是最经济、宜印刷、宜推广、受欢迎、既环保又无公害的传统包装材料。历史上广大人民就用草纸和纸绳作为各种食品包装材料。我国制纸资源非常丰富,生产工艺简单,大部分食品,水果和蔬菜均可用纸制品作为包装材料。据专家预测,我国目前用纸和纸板做包装消费量约为5000万吨,其中用量最大的就是瓦楞纸板和蜂窝纸板,我国每年可消费瓦楞纸1500万吨。瓦楞纸是人们较早使用的一种缓冲包装材料,它具有良好的加工性能,成本低,适用温度范围宽,既有利于环境保护,又可以回收再利用。我国加入世界贸易组织对纸制品包装需求量更大,一些发达国家对环境食品包装要求更加严格。研究使用纸制品作为食品包装会给企业带来一个千载难逢的发展机遇。

4.2　木竹包装材料　木竹包装材料用于食品包装,我国已有几千年历史,如面酱、腌制食品等食品就用枝条和竹条编织成篓,然后在篓的内外糊上防漏水材料而成,特别是各种怕挤压食品更需要木竹包装,各种水果和蔬菜至今仍用竹木或树枝条编织成箱篓使用。竹木作为包装材料资源丰富,价格低廉,易回收或再利用,无污染,如长城干红葡萄酒就用木盒做包装,木质包装盒既高贵又精美,提高了葡萄酒的档次和知名度,特别是作为礼品,木盒做包装馈赠亲友,深受消费者的欢迎。研究和发展竹木材料做食品包装,如何使更多的食品使用其竹木包装,如何使传统的竹木包装实现机械化生产,这是包装设计研究人员的责任和义务。目前,机械化程度较高,研制竹木包装流水作业,特别是利用合成或压缩木板机械化程度更高,更有利于机械化生产。

5　结语

研究推广可降解食品塑料包装材料,是从根本上解决食品塑料包装对环境所造成的污染。特别是农村的“白色污染”日趋加重,为了给我们自己和子孙后代留一个舒适的生态环境,需要各级政府加大宣传管理力度,更需要我们设计研究人员和企业家研制更多更好的可降解生态食品包装材料,以促进社会进一步发展。