生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細菌、黴菌(真菌)和藻類的作用而引起降解的塑料。
生物降解塑料是一種具有優良的使用性能、廢棄後可被環境微生物完全分解、最終被無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。「紙」是一種典型的生物降解材料,而「合成塑料」則是典型的高分子材料。因此,生物降解塑料是兼有「紙」和「合成塑料」這兩種材料性質的高分子材料。
降解塑料和生物降解塑料區別
降解塑料是一個大類,包括了光降解、熱降解塑料和生物降解塑料,生物降解塑料只是其中一種,只是它在自然環境、堆肥等條件下可以生物化解成二氧化碳(或甲烷)和水等。
生物基/C14和生物降解之間的區別
生物降解主要是從塑料廢棄後,對環境消納性能出發提出的概念。
生物基是從原材料來源角度出發提出的概念。
生物降解塑料在使用廢棄後在一定條件下可以變成二氧化碳和水,而生物基塑料它的原材料來源主要為可再生資源如澱粉、纖維素等。雖然大多數生物基塑料能夠生物降解,但生物基塑料不一定能生物降解,而生物降解塑料也不一定是生物基塑料。
可生物降解性是PBS聚酯的重要性質,目前國際上評價塑料生物降解性能的主要方法是堆肥法,堆肥中含有豐富的微生物源,能在一定程度上宏觀反映塑料在自然環境中的生物降解性能。
生物降解塑料和可堆肥塑料的區別
生物降解塑料是指在自然環境、或堆肥化條件、或土壤條件、或高固態等條件下可以化解成二氧化碳和水的一些塑料,後者除了材料要求變成二氧化碳和水外,還要求在堆肥周期內塑料能變成小於2cm大小的小塊,並要求堆肥產生的堆肥的重金屬含量要滿足各國的標準要求,並且堆肥與傳統堆肥比較不會對植物的生長產生不良影響。
生物降解塑料的降解性能要求(條件和依據標準)
檢驗方法以ISO 14855堆肥條件下生物降解性能測定(國內標準為GB/T 19277,等同採用ISO)
對單一聚合物降解率要求在50%以上(180d內),對共混物要求成分在1%以上的每種材料生物降解率在60%以上。歐洲的要求直接要求相對生物降解率或絕對生物降解率在90%以上。國內降解性能要求標準為GB/T 20197。
可堆肥塑料要求的美國標準主要為ASTM D6400、ASTM D6868,歐盟的標準為EN 13432、14995,國內在GB/T 20197中也作了類似的規定。目前,ISO 17088正在頒布階段,其基本在ASTM D6400和EN 13432基礎上制定。
檢測產品
包裝製品、塑料製品,生物降解性:
GB/T 20197 降解塑料的定義、分類、標誌和降解性能要求
生物降解率:
GB/T 19277.1 (ISO 14855-1)受控堆肥條件下材料最終需氧生物分解和崩解能力的測定 採用測定釋放的二氧化碳的方法 第一部分 通用方法
EN 13432 包裝.通過合成及生物降解評定包裝可回收性的要求
ASTM D 5338 堆肥條件下塑料材料的好氧性生物降解試驗方法
GB/T 22047 土壤中塑料材料最終需氧生物分解能力的測定—採用測定密閉吸收計中需要量或測定釋放的二氧化碳的方法
ASTM D 5510 改進的MITI試驗(快速生物降解性能)OECD 301C熱老化降解塑料操作標準
ASTM D 5511 在高固態厭氧消化條件下測定塑料厭氧生物分解能力方法
ASTM D 6954 塑料在環境條件下氧化和生物降解的試驗要求
生物分解和崩解能力評價:
GB/T 19275(NEQ,ISO846:1997)材料在特定微生物作用下潛在生物分解和崩解能力的評價
GB/T 19811(IDT ISO 16929 )在定義堆肥化中試條件下塑料材料崩解程度的測定
一次性可降解餐飲具
需氧堆肥試驗生物分解率:
GB/T 18006.1 塑料一次性餐飲具通用技術要求
HJ/T 202 環境標誌產品技術要求 一次性餐飲具
薄膜及片材
生物分解和崩解:
QB/T 2461 包裝用降解聚乙烯薄膜
QB/T 2670 降解塑料片材定義、分類、標誌和降解性能要求
QB/T 2671 生物分解塑料片材定義、標誌和生物分解性能要求
QB/T 2672 可堆肥塑料片材定義、標誌和可堆肥性能要求
檢測標準
中國標準:GB/T19277
國際標準:ISO14855
美國標準:ASTMD5338
德國標準:DINV54900
日本標準:JISK6950 檢測方法
GB/T19277檢測方法
將試樣材料與堆肥接種物混合後放入堆肥化容器中,在一定的氧氣,溫度(58±2C),溼度(50-55%)的條件下進行充分的堆肥化,測定材料降解45天後CO2的最終釋放量(可延長至6個月),用實際的CO2釋放量與其理論最大放出量的比值來表示材料的生物降解率。檢測參照物為粒徑小於20μm的纖維素,只有當參照物45天後降解率大於70%時該試驗有效。
GB/T 15818-2006 (JIS K3363-1990)
表面活性劑生物降解試驗方法
針對產品:表面活性劑、含表面活性劑的洗滌劑(餐具洗滌劑、洗衣液、洗髮水、洗面奶等)
GB/T 19275-2003 (ISO 846:1997 NEQ)
材料在特定微生物作用下潛在生物分解試驗
針對產品:各種材料(植物纖維製品、塑料、紙製品等)
GB/T 19275-2003 本標準描述了定性評價材料在特定微生物的作用下潛在的生物分解能力的試驗方法。
本標準僅適用於對試驗材料進行生物分解和崩解能力的定性評價,不能作為判斷材料是否生物分解和崩解和定量依據,如需對其進一步定量地測定生物分解和崩解能力時,請參照其他相關標準。
GB/T 18006.2
一次性可降解餐飲具降解試驗
針對產品:生物降解性材料製作的一次性餐飲具
GB/T 2461-1999
包裝用降解聚乙烯薄膜
針對產品:各種聚乙烯包裝材料
受控堆肥條件下材料最終需氧生物分解的測定採用測定釋放的二氧化碳的方法,第1部分通用方法GB/T19277.1-2011(ISO14855-1:2005),在定義堆肥化中試條件下塑料材料崩解程度的測定,GB/T19811-2005(ISO 16929:2002 ),在受控條件下測定塑料材料需氧的生物降解的標準試驗方法,ASTMD 5338-2011,塑料微生物作用的評價ISO846:1997,材料在特定微生物作用下潛在生物分解和崩解能力的評價,GB/T19275-2003 (NEQ,ISO846:1997)
材料生物降解(真菌和細菌)Biodergradabilityand disintegration GB/T 19275-2003 材料在特定微生物作用下潛在生物分解和崩解能力的評價(主要通過真菌和細菌兩菌進行試驗)微生物在材料上的作用包含以下兩個過程:
直接作用:微生物將材料作為生長所需營養源而破壞材料;
間接作用:微生物代謝產物對材料的影響作用如變色或更進一步的破壞。這兩種作用直接表現為材料表面生長微生物、本身質量損失和物性下降,從而進一步引起材料的分解和/或崩解。
適用範圍:本標準僅適用於對試驗材料進行生物分解和崩解能力的定性評價,不能作為判斷材料是否生物分解和崩解的定量依據,如需對其進一步定量地測定生物分解和崩解能力時,請參照其他相關標準。
ISO 846 :1997中採用的試驗菌種為國外菌種,而本標準為了方便國內實驗室在試驗中獲得菌種及考慮到多數材料在國內使用時其接觸到的主要為國內菌種,因此本方法標準中採用了與ISO846中同類同名的國內菌種,標準應用的菌種編號採用了中國微生物菌種保藏管理委員會編著的中國菌種目錄中的編號。
生物分解biodegradation 在微生物作用下,有機化合物被微生物分解為二氧化碳(CO,)、水(H,O )及其所含元素的礦化無機鹽和新的生物質。
由於材料被微生物作為營養源而逐步消解,導致質量損失、性能如物理性能下降等。崩解di sintegration 材料物理斷裂成為極其細小的碎片。
GB/T 21803-2008 化學品快速生物降解性DOC消減試驗,OECD301A, 1992 快速生物降解性―DOC消減試驗,《化學品測試方法》301A快速生物降解性-DOC消減試驗(國家環境保護總局2004),US EPAOPPTS 835.3110,1998快速生物降解性,ISO7827,2010水質通過分析DOC評估有機化合物在水中的快速生物降解性,GB/T21801-2008 化學品快速生物降解性呼吸計量法試驗,OECD301F,1992快速生物降解性-呼吸計量法試驗,《化學品測試方法》301F快速生物降解性-呼吸計量法試驗(國家環境保護總局2004),US EPAOPPTS 835.3110,1998快速生物降解性,水處理劑可生物降解性能評價方法CO2生成量法》GB/T20778-2006。