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大到电视机的支架、电脑框体,小到小摆件、厨房垃圾袋等,生物塑料的身影随处可觅。 化学塑料制品在给人类带来各种方便的同时,也给人们带来难以想象的麻烦。由于有些废弃塑料在自然条件下不会降解,燃烧又会释放出有害气体,给生态环境造成了难以治理的污染。因此,各国科学家开始研制可以自行分解的自毁或自溶塑料,以解决这个问题。有人把它称作绿色塑料。 许多国家的公司都推出自己的生物自毁塑料。美国密茨根大学生物学家最早提出了种植可分解塑料的设想。他们用土豆和玉米为原料,植入塑料的遗传基因,使它们能在人工控制下生长出不含有害成分的生物塑料。美国帝国化学工林公司利用细菌把糖和有机酸制造成可生物降解的塑料。其方法与生产出乙醇的发酵工艺相似,所不同的只是,用的细菌是产碱杆菌属,能把喂食的物质转变成一种塑料,称为PHBV。细菌积累这种塑料是作为能量储存,就像人类和动物积存脂肪一样。当细菌积存的PHBV达到它们体重的80%时,就用蒸汽把这些细胞冲破,把塑料收集起来。PHBV具有与聚丙烯相似的性质,这种材料在废弃后,即使在潮湿的环境下也是稳定的,但在有微生物的情况下,它将降解为二氧化碳和水。德国哥廷根大学微生物学家通过对一种细菌的特定基因隔离,使植物的细胞内部生成聚酯,利用这类聚酯,可制成植物型生化塑料。这类塑料在细菌作用下,分解成水和二氧化碳,因此这种塑料垃圾可作为植物肥料而回归大自然。日本工业技术研究院的科技人员用农林作物下脚料,如豆秸等制成可分解农用薄膜。另有一些科学家正在实验在塑料中添加淀粉类物质,这样以淀粉为食料的细菌则吞噬之,从而使其慢慢消失掉。生物自毁塑料在医疗上用途颇广。在骨折手术中,它可以充当骨骼间的承托物。随着骨骼的愈合,它也会逐渐自行分解。医治破碎性骨折,医生通常使用不锈钢制作的螺母、螺钉。夹板和钻孔器,把碎骨固定起来。这种方法的缺点是要做两次手术,一次是植入这些不锈钢材料,一次是再把它们取出来。荷兰科学家发明一种塑料,植入体内大约两年便自行分解,变成二氧化碳和水。还有一种线状生物自毁塑料,可以代替传统的医用外科手术线缝合伤口。这种塑料手术线,可被身体逐渐吸收,免除拆线之苦恼。此外,用生物自毁塑料制成的药用胶囊,在体内会慢慢溶解,并且可控制药物进入血管的速度。 上海研制的一种新型生物塑料。其耐热性大大提高,热变形温度超过100℃,可广泛用于一次性餐饮用具、一次性医疗用品等一次性器具,电子器件等产品的包装,以及农用薄膜、农药及化肥缓释材料等农用领域。这种新型生物塑料可生物降解聚酯,采用了独创的生产工艺和催化剂。经国家塑料制品质量监督检验中心测试,经过94天其降解率即达到62.1%%,符合国家标准对生物可降解塑料的定义。该生物塑料可按一定比例与淀粉等生物原料共混、制成各种用品。这些用品废弃之后,便成为土壤中微生物的“食物”,从而实现无害化分解。 美国麻省大学阿姆赫斯特分校PaulJ.Dauenhauer率领的科研小组发现了一种生产生物质塑料的新方法,该方法成本低廉,以大多数的生物质为原料均能以75%的高收率获得对二甲苯(生物质塑料的关键原料),该项研究成果被发表在美国化学会《ACS催化》期刊上。对二甲苯被用来制造PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料,其用途范围包括许多产品,如碳酸饮料瓶、食品包装、合成纤维服装,甚至汽车零部件。塑料工业均是以石油为原料生产对二甲苯;而新方法则能够以一种可再生的方式以生物质为原料制得该化学品,进而生产标有三角回收标志“1#”的塑料产品。该方法使用分子筛做催化剂,在高温生物反应器中通过三步反应就能将葡萄糖转化为对二甲苯。由于催化剂的纳米结构对生物反应效果的影响很大,这一特别设计的催化剂是成功的关键,它经过了一系列的优化改良,用于促进对二甲苯反应、提高收率。这是一项重大的突破,因为其他生产可再生对二甲苯的方法,要么成本昂贵(例如发酵),要么反应效率低下、产品收率低。今后,该方法还能够进一步优化以提高对二甲苯的收率并且降低成本,这项发现是创新能源催化中心(CCEI)研究由木质纤维素生物质制造生物燃料和化学品计划取得突破性进展的一部分。
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未来的展望科技论文篇二 对生物基塑料的未来展望 摘 要:随着经济社会的迅速发展,全球已经面临巨大的资源和环境压力,各种资源匮乏、气候变暖及环境污染问题让人们不得不探寻新的材料和能源,生物基塑料成为人们减轻环境污染、缓解资源矛盾的新方式,它也因此成为人们关注的焦点。本文分析了生物基塑料的概念、当前生物基塑料发展状况及发展过程中存在的主要问题,并对生物基塑料的发展前景进行了展望,从而为减轻资环环境压力,促进人类社会更好的发展。 关键词:生物基塑料 概念 存在问题 未来展望 近年来随着生物基塑料的研发和应用,一些传统的塑料制品已经被其替代,生物基塑料已经在解决资源和环境问题上发挥了重要作用。本文分析了生物基塑料的研究状况及当前发展中遇到的主要问题,并对生物基塑料的未来发展前景进行展望,以期为经济社会的可持续发展做出贡献。 一、生物基塑料的概念 1.生物基塑料的定义 2003年11月日本的生物塑料协会将生物塑料定义为生物分解塑料和生物基塑料。所谓生物分解塑料(BDP)是指,在一定环境条件下,这类塑料能够由细菌、藻类、真菌等微生物的作用分解,而不会带来环境问题,目前生物分解塑料既来源于石油又来自可再生资源。所谓的生物基塑料(BBP)是指可再生资源例如淀粉、蛋白质、纤维素、木质纤维素、生物聚合物及二氧化碳等,以这些材料为原料加工而成的塑料,就被称为生物基塑料。所谓生物塑料就是指绿色的生物材料,它不会对环境造成污染,或能够减轻对环境的污染,是给空气带来二氧化碳负担的“碳中性”材料。 2.具有代表性生物基塑料产品的特点比较 3.生物基塑料的检测标准 对生物基塑料的检测方法主要是通过对其进行C-14分子标记,然后测量其产品中各组分的碳原子是生物碳或化石碳及含量在总有机碳中的百分比(质量分数)。例如计算以淀粉为原料制造的淀粉基塑料的生物基含量: 50%淀粉与50%聚乙烯的淀粉基塑料,其中淀粉生物C含量为41%、聚乙烯生物C含量为82%,其生物基含量的计算方法为(50%×41%)÷(50%×82%+50%×41%)=33.3%。日本的生物含量的等级分为4个:25%~50%,50%~75%,75%~90%,>90%,其中25%~50%的产品所占的比例最大。 二、当前生物基塑料发展状况 随着,公众环保意识的逐步增强,探寻资源的可再生方法已经得到了越来越多人的关注,将一些常见的可再生资源例如谷物、木材、甜菜等制造成生物聚合物,实现资源的再生。目前,生物基塑料的研究已经完成了由初级研究到商业化、规模化方向的发展,截止到2012年全球生产制造的生物基塑料产量达500Kt左右,其所能带来的能量达1060kt,根据美国Fredonia集团的研究报告表明,生物基塑料的需求量在未来的几年里其增长率仍会大幅度提高。欧洲的生物塑料协会预测在未来的几年里生物基塑料的生产规模仍然会扩大,今后可被生物分解的生物基塑料中制造业产品如儿童玩具、汽车装饰用品、汽车零件及家用电器等的需求量最大且增长速度最快,预测增长速度会超过20%。目前生物基塑料在我国的应用主要是在以下5个行业:一包装行业;二制造业;三纺织业;四农用地膜;五医学业。 三、生物基塑料使用的主要技术 1.“生物成型”技术 作为世界知名的可口可乐公司承诺在2020年,本公司所使用的所有的PET容器都将使用生物材料,该产品主要是由美国著名的生物技术公司Virent、Gevo共同研发生物合成PX工艺,实现PTA的绿色化。Virent公司已经成功的采用了“生物成型”技术,将玉米、甘蔗等含糖作物与糠醛生物共同转化为PX,实现了完全由可再生材料合成生物基PET。 2.分子重组技术 目前,国际上知名的生物化工企业Virent、Gevo、Avantium等已经成功的应用生物技术从植物、农作物的废弃物等资源中进行分子重组转化为PX,并通过氧化技术生产出PTA,从而实现了100%的PET生物基产品。 3.“YXY”技术 美国生物化工Avantium公司与美国高校共同研发了“YXY”技术,该技术将植物源获得的呋喃糖通过生物技术转化为2,5-呋喃羧酸,从而与MEG酯化聚合生成PEF,目前 已经实现了PEF聚酯瓶的商业化生产。 四、几类生物基塑料的国内外研究进展 目前国内外研究较多且开发和技术相对成熟的生物基塑料主要有:淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等。 1.淀粉基生物降解塑料 淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品, 具有投资少、成本低、方便快捷、等特点。目前共研发出填充型、光-生物双降解型、共混型及全淀粉型四种可降解塑料。经过30年的研发历史,淀粉生物降解塑料已广泛应用于化工、农业以及化妆行业等。 2.聚乳酸生物降解塑料 聚乳酸是以乳酸为原料合成的材料,具有无毒、无害、高强度、易加工成型及可全降解性能等特点。因此,聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料,是近年来国内外着重研究和关注的生物降解塑料。但价格较高对其大规模应用有一定的限制。 3.聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料 丁二酸和丁二醇经缩聚形成聚丁二酸丁二醇酯, 其具有优良的力学性能和耐热性,并且其加工定型和稳定性方面也比其他生物基塑料好。总体而言,其综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景,。 另外,国内外正在研究开发一些新型生物基塑料。例如:美国农业部研究由柠檬酸和丙三醇制得的生物降解聚合物,美国加州大学正在推出的利用碳水化合物和肽合成生物材料以及国内相关研究部门研究以农产品为原料制造可塑淀粉生物降解材料,显示出未来生物技术塑料发展的前景巨大。 五、生物基塑料发展中存在的主要问题 1.生物基塑料的性能较石油基塑料有差距 目前形成产业的生物基塑料的性能(力学性能、稳定性、耐热性、燃烧性、阻隔性等)较石油基塑料的性能上还存在着一定的差距,在很多要求严格的领域中,生物基塑料不能够替代石油基塑料,因此必须通过对其性能进行改造的手段,尽量使其性能达到可利用的标准。 2.生物基塑料的生产投资大、成本高 相关国外《生物基生命周期对环境影响的全面分析》调查研究表明,生物基塑料的制造所使用的农作物,较普通的农作物而言使用的农药、化肥的量更大,其产品对环境污染的影响更大,因此在投资项目时一定要全面分析,慎重做决定。 六、展望生物基塑料的发展前景 1.生物基塑料替代传统能源 随着经济社会的发展,全球面临的资源和环境问题日趋加剧,环境污染、资源匮乏、能源短缺都迫使人们急切探寻新能源来替代传统的能源。用可再生资源替代石油资源已经成为人们关注的焦点,随着人们生活水平的提高,对石油资源的需求量只会与日俱增。随着全球气候变暖问题的日益严峻,美国能源情报署2006年初预测,到2025年,世界的二氧化碳排放量将达3.88×107kt,而中国目前的二氧化碳排放量已经达到3.8×106kt,因此中国面临的减排工作还是十分严峻的,同时相关研究表明,生物基塑料的节能减排效果显著,生物基塑料的二氧化碳排放量比石油基塑料的排放量少20%~30%。因此,生物基塑料的发展有巨大的市场潜力。 2.生物化学工艺技术发展为生物基塑料发展带来新革命 生物化学工艺技术的发展为生物基塑料的性能、生产工序、生产成本等都有了突破性的改变,其不仅能够使生物基塑料的性能达到最佳状态,而且能够大幅度的降低生产成本,提高淀粉及纤维素的含量,并且还能够直接或间接的使用非粮食淀粉,节约粮食资源。 3.生物基塑料产品种类不断增加,应用领域不断扩大 随着人们生活水平的提高对生活质量的要求越来越高,绿色食品、绿色包装都是人们追求的新事物,而生物基塑料就是绿色包装的典型资材。而且今后不会单单仅仅将生物基塑料的产品种类局限于包装上,会将生物基塑料的应用领域扩大到农业领域、医药领域、纺织领域等,他们都将在各自领域发挥着巨大的作用,实现资源替代和环境资源矛盾的缓解,更加有利于国家的可持续发展。 七、结语 近年来,生物基塑料的生产技术体系目前已经得到了确立,并且随着生物材料和生物生产技术的发展,其在节能减排和缓解资源环境压力发挥着显著的优势,通过对生物基塑料的研究和应用的现状进行综合分析,生物基塑料具有巨大的市场潜力。并且当前生物基塑料作为石油基的替代品使着我国的资源利用正朝着绿色、高效、高附加值、规模化、标准化的方向发展,从而为我国走经济可持续、能源可持续、资源可持续发展的道路奠定了基础,因此生物基塑料具有十分美好的发展前景。 参考文献 [1]唐赛珍.生物基材料发展前景展望[J].新材料产业,2013(03). [2] 李洋.研究报告称生物基材料具有巨大的市场潜力[J].印刷技术,2010(04). [3]张慧君.生物塑料在汽车上的应用与展望[J].橡塑资源利用[J].2013(04). [4]杨中文.生物基塑料带来绿色革命[J].国外塑料,2006(05). [5]王战勇,张晶,苏婷婷.可生物降解塑料的研究与发展[J].辽宁城乡环境科技,2003(08). [6]关文.生物塑料有望替代90%传统树脂[J].中国石化报,2009(12). [7]杨二.佳能产品应用阻燃性生物基塑料[J].中国质量报,2008(10). 作者简介:姓名:周毅;出生年:1976年10月;性别:男;籍贯:广东省普宁市;工作单位:广东楠洋职业安全事务有限公司;职务或职称:工程师;学位:学士;研究方向:化工。 看了“未来的展望科技论文”的人还看: 1. 未来人生规划的论文范文3篇 2. 对未来的展望的话 3. 展望未来的演讲稿3篇 4. 展望未来的发言稿3篇 5. 关于科技论文2000字
在论文写作的早期,我们就需要开始考虑目标期刊,并在研究领域中找到与自身研究方向、重要性和相关性上都匹配的期刊。尽早了解所选择的期刊要求,还可以避免在之后的撰写中
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