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文檔簡介

(征求意見稿)一、工作簡況(一)任務(wù)來源按照《山東質(zhì)量檢驗協(xié)會關(guān)于下達2021年第三批團體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》安排,制定團體標(biāo)準(zhǔn)《PE生態(tài)降解塑料降解性能快速評價技術(shù)規(guī)范》(立項編號:SDAQI2021005),該標(biāo)準(zhǔn)由山東質(zhì)量檢驗協(xié)會歸口管理,山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院負(fù)責(zé)牽頭制訂。(二)起草單位、起草人標(biāo)準(zhǔn)起草單位:山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院等標(biāo)準(zhǔn)起草人:李林林等。(三)起草過程成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組(2020年12月)為了推動標(biāo)準(zhǔn)制定,山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院作為牽頭單位成立了《PE生態(tài)降解塑料降解性能快速評價技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)起草工作組,籌備標(biāo)準(zhǔn)研究工作。工作組在查閱國內(nèi)外相關(guān)政策法規(guī)、檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)以及安全風(fēng)險評估情況,并收集了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)信息后,確定了整體工作方案。標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研(2021年1月-2021年6月)標(biāo)準(zhǔn)起草工作組開展了標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研和草案編制工作,通過查閱文獻資料、企業(yè)調(diào)研、專家咨詢等方式,開展標(biāo)準(zhǔn)需求調(diào)研,形成標(biāo)準(zhǔn)起草工作組討論稿和團體標(biāo)準(zhǔn)項目建議書。標(biāo)準(zhǔn)立項(2021年7月)2021年7月1日,山東質(zhì)量檢驗協(xié)會組織專家對該團體標(biāo)準(zhǔn)進行了立項論證,專家聽取了項目匯報,審閱了申報材料,一致同意該標(biāo)準(zhǔn)作為山東質(zhì)量檢驗協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)予以立項。2021年7月30日,山東質(zhì)量檢驗協(xié)會印發(fā)了《關(guān)于下達2021年第三批團體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》,標(biāo)準(zhǔn)正式獲得立項。形成標(biāo)準(zhǔn)草案(2021年8月-2022年12月)2021年8月至12月,標(biāo)準(zhǔn)起草工作組根據(jù)PE、PP等聚烯烴降解材料和制品的降解原理,進行了大量的方法研究試驗,將PE生態(tài)降解塑料擴展至PP、PE兩種聚烯烴材料,確定了標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù);2022年1月至5月,對所建立的檢測方法參數(shù)進行了確認(rèn),確認(rèn)內(nèi)容包括:適用范圍、老化條件、準(zhǔn)確度、精密度等;2022年6月至9月,形成匯總研究結(jié)果,撰寫了標(biāo)準(zhǔn)文本草案、編制說明草案;2022年10月至12月,組織外部實驗室間驗證工作,外部實驗室包括:山東省基本化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站、青島市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測院、安徽省包裝印刷產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,采用本方法進行了生物基降解塑料聚乳酸(PLA)的快速評價技術(shù)規(guī)范法的檢測,并對驗證數(shù)據(jù)進行了全面的總結(jié)分析。形成征求意見稿(2023年1月-2024年9月)多次召開工作組討論會,對標(biāo)準(zhǔn)文本草案和編制說明進行修改完善,形成了征求意見稿。開展標(biāo)準(zhǔn)征求意見工作(20XX年X月-X月)為了確保標(biāo)準(zhǔn)征求意見的廣泛性,一方面由山東質(zhì)量檢驗協(xié)會在全國團體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺和協(xié)會公眾號面向社會公眾公開征求意見,另一方面由標(biāo)準(zhǔn)起草工作組向生產(chǎn)者、經(jīng)營者、使用者、消費者、教育科研機構(gòu)、檢測及認(rèn)證機構(gòu)、政府部門等相關(guān)方發(fā)送征求意見函,定向邀請相關(guān)方代表針對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容提出寶貴意見,以期標(biāo)準(zhǔn)能充分反映各方的共同需求。形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿(20XX年X月-X月)形成標(biāo)準(zhǔn)報批稿(20XX年X月-X月)二、標(biāo)準(zhǔn)制定背景、目的和意義2020年底,我國將禁止生產(chǎn)和銷售一次性發(fā)泡塑料餐具、一次性塑料棉簽。針對當(dāng)前塑料制品帶來的“白色污染”,今年以來,國家和地方層面均出臺了一攬子新政,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》(以下簡稱《意見》),《意見》明確指出,推廣使用可降解購物袋、可降解包裝膜(袋),在餐飲外賣領(lǐng)域推廣使用可降解塑料袋等替代產(chǎn)品;加強可降解替代材料和產(chǎn)品研發(fā);加大可循環(huán)、可降解材料關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化,可降解塑料已經(jīng)被世界各個國家視為實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。降解塑料根據(jù)降解機理主要分為光降解塑料、熱氧降解塑料、生物降解塑料以及環(huán)境降解塑料等。根據(jù)原料來源分為生物基降解塑料和聚烯烴降解塑料(通過添加催化劑實現(xiàn)降解)。通過研究現(xiàn)有的可降解塑料標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)現(xiàn),除了現(xiàn)有GB/T20197-2006《降解塑料定義、分類、標(biāo)志和降解性能要求》和一系列生物基降解塑料標(biāo)準(zhǔn)外,其他降解塑料制品的標(biāo)準(zhǔn)幾乎為零,但目前由于使用性能和成本的優(yōu)勢,市場上聚烯烴降解塑料占據(jù)較大的份額;這類可降解塑料不同于生物基降解塑料降解機理,它是通過傳統(tǒng)塑料PE、PP中添加少量的催化劑制成,降解后得到PE、PP氧化小分子(醇酮酯類化合物),由疏水性變成親水性物質(zhì)之后,在自然環(huán)境中被微生物分解為二氧化碳和水,被自然環(huán)境接納。目前市場上很多聚烯烴類降解塑料產(chǎn)品雖然按照GB/T20197-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測斷裂拉伸強度保留率和重均相對分子量的下降率符合要求,但不能進一步被微生物分解,引發(fā)微塑料對環(huán)境造成更大的危害。目前的生物基降解塑料的降解性能均采用生物分解率或相對生物分解率進行判定,也有相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn),2020年,英國發(fā)布實施的PAS9017《塑料—聚烯烴在露天陸地環(huán)境中的生物降解規(guī)范》中通過對聚烯烴類的薄膜和剛性材料老化后進行分子量、羰基指數(shù)測試,滿足技術(shù)要求后進而測試730天土壤環(huán)境降解產(chǎn)物相對生物分解率達到90%。因此無論是生物基降解塑料還是聚烯烴降解塑料,生物分解率是判定能否徹底降解的關(guān)鍵指標(biāo)。而聚烯烴降解塑料現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)缺少對生物分解率等降解性能要求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,導(dǎo)致市場上聚烯烴類降解塑料質(zhì)量參差補齊,魚龍混雜,可降解塑料制品市場惡性循環(huán)。英國的檢測標(biāo)準(zhǔn)雖然能夠證明聚烯烴類降解塑料能夠降解徹底,但檢測周期過長,不利于政府監(jiān)管和指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)及健康發(fā)展。因此亟需出臺關(guān)于快速評價聚烯烴類降解塑料降解性能的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要技術(shù)內(nèi)容和確定依據(jù)(一)標(biāo)準(zhǔn)編制原則1.合規(guī)性:嚴(yán)格遵循國家相關(guān)法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范、以及強制性標(biāo)準(zhǔn)要求,確保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容合法合規(guī),保證標(biāo)準(zhǔn)的實施不會引發(fā)法律風(fēng)險。2.科學(xué)性:以科學(xué)理論和實踐經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過廣泛的調(diào)研和深入的分析,確保標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)指標(biāo)、方法和流程具有科學(xué)依據(jù)。采用先進的科學(xué)技術(shù)和測試手段,對標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵參數(shù)進行驗證和優(yōu)化,確保標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和可靠性。本標(biāo)準(zhǔn)通過生物分解率指標(biāo)和獨立實驗室間的方法驗證,證明了聚烯烴類降解塑料降解性能快速評價方法的可行性和準(zhǔn)確性。3.先進性:積極借鑒國內(nèi)外先進的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)成果,結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求,摒棄了現(xiàn)有的二氧化碳的累積釋放量的測試方法,首次提出采用容量分析方法測試聚烯烴類材料降解產(chǎn)物中生物同化碳含量,生物同化碳作為有機質(zhì)的一種,在土壤環(huán)境中起到固碳,增碳的效果,減少了人為因素造成的溫室氣體排放。從原來的180天的堆肥環(huán)境,730天的土壤環(huán)境檢測方法變?yōu)?小時的容量分析方法,方法簡便,準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好。使標(biāo)準(zhǔn)具有一定的前瞻性和先進性。本標(biāo)準(zhǔn)的建立有效地解決了行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)缺失問題。4.實用性:充分考慮標(biāo)準(zhǔn)的可操作性和實用性,使標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容易于理解和執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)中的條款和要求應(yīng)具體明確,避免模糊不清和歧義。同時,結(jié)合實際應(yīng)用場景,提供詳細(xì)的操作指南和示例,方便用戶使用。5.協(xié)調(diào)性:標(biāo)準(zhǔn)起草過程中注重與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,避免標(biāo)準(zhǔn)之間的沖突和矛盾。在編制過程中,充分參考已有的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn),確保本標(biāo)準(zhǔn)與其他標(biāo)準(zhǔn)相互銜接、相互補充,形成一個完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。6.規(guī)范性:根據(jù)山東質(zhì)量檢驗協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法規(guī)定的程序制定,按照GB/T1“標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則”系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T20001“標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則”系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T20002“標(biāo)準(zhǔn)中特定內(nèi)容的起草”系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T20003.1《標(biāo)準(zhǔn)制定的特殊程序第1部分:涉及專利的標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T20004.1《團體標(biāo)準(zhǔn)化第1部分:良好行為指南》相關(guān)規(guī)定規(guī)范起草。7.開放性:標(biāo)準(zhǔn)的編制過程應(yīng)保持開放透明,廣泛征求各方面的意見和建議。鼓勵行業(yè)內(nèi)的企業(yè)、科研機構(gòu)、專家學(xué)者等積極參與標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作,充分發(fā)揮各方的智慧和力量,提高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和水平。(二)主要技術(shù)內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容包括:范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、原理、試劑與材料、儀器和設(shè)備、分析步驟、分析結(jié)果表示、精密度、檢出限和定量限等內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)完整、內(nèi)容全面,層次分明、合理。(三)確定依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)為聚烯烴生態(tài)降解塑料產(chǎn)業(yè)系列開拓性標(biāo)準(zhǔn)之一。旨在快速評價PE、PP降解塑料的降解性能。本標(biāo)準(zhǔn)順應(yīng)降解塑料在自然環(huán)境降解的發(fā)展趨勢,基于國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)對分子量、羰基指數(shù)的已有技術(shù)要求,結(jié)合國情對兩項指標(biāo)提出更高的要求,采用生物碳測試方法替代國外的生物分解率測試。該標(biāo)準(zhǔn)既能夠準(zhǔn)確鑒定PE、PP生態(tài)降解塑料降解性能,又能解決生物分解率測試周期長,能耗高,重復(fù)性差的缺點。本標(biāo)準(zhǔn)的生物碳評價指標(biāo)和方法作為評價PE、PP生態(tài)降解塑料制品降解性能的快速評價方法均為首次提出,涉及專利《一種可降解塑料降解性能的快速檢測方法》(202111094366.6),該方法可量化評價降解產(chǎn)物生物同化能力和生態(tài)降解過程的特征物變化量。實現(xiàn)在自然條件或?qū)嶒炇壹铀倮匣到猓?天、14天、28天、90天均可選擇)處理后即獲評價結(jié)果,大大提高了檢測效率,有利于市場監(jiān)管。以下具體對標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)條款內(nèi)容進行說明以及證明其可行性、科學(xué)性、準(zhǔn)確性和普適性。2.1、范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了PE、PP降解塑料(聚烯烴樹脂類)老化試驗處理規(guī)范,老化后要達到的技術(shù)指標(biāo)及降解試驗方法。該部分內(nèi)容根據(jù)不同PE降解塑料制品的使用壽命、加工工藝及降解機理,將老化試驗分為四種方式:自然環(huán)境曝曬、氙燈老化試驗、紫外老化試驗及熱氧老化試驗。老化后的技術(shù)指標(biāo),具體項目包括拉伸斷裂伸長率保留率,數(shù)均分子量、重均分子量下降率、重均分子量小于10000以下的百分含量,羰基指數(shù)及生物碳轉(zhuǎn)化率,除生物碳轉(zhuǎn)化率外,其余技術(shù)要求均與國際、國家標(biāo)準(zhǔn)保持一致或高于國家標(biāo)準(zhǔn),具有一定的先進性和創(chuàng)新性。本標(biāo)準(zhǔn)適用于經(jīng)過露天環(huán)境老化后滿足生物降解的要求PE降解塑料(聚烯烴樹脂類)地膜、保鮮膜、購物袋、快遞袋、垃圾袋等膜袋類塑料制品,具有普適性。2.2、術(shù)語和定義標(biāo)準(zhǔn)采用測試土壤或肥料中有機質(zhì)的方法原理,對PE生態(tài)降解塑料降解產(chǎn)物中的能被微生物分解利用的具有生物活性的有機碳進行容量分析,針對PE生態(tài)塑料降解過程中首次出現(xiàn)的生物碳和傳統(tǒng)意義上的有機碳進行了重新詮釋:有機碳通常是指自然界中存在于有機物中的碳。它不包括碳酸鹽巖、石墨中的碳等無機碳。根據(jù)微生物可利用程度分為易分解有機碳,難分解有機碳和惰性有機碳。生物碳指有機碳中易于發(fā)生生物同化作用的部分,具有親水性,易被微生物分解利用的有機碳。在本標(biāo)準(zhǔn)中特指能被重鉻酸鉀-硫酸氧化的有機碳。羰基指數(shù)是國內(nèi)降解塑料標(biāo)準(zhǔn)中首次使用,是用來衡量PE塑料的氧化程度,可以通過ATR紅外來測定。2.3要求針對PE、PP降解塑料制品作為一次性使用的特殊性,在完成使用壽命后,在自然環(huán)境中受光,氧,水等外力作用,一般在1~2年左右即可實現(xiàn)減量化、無害化、資源化過程,促使石化材料分子量在自然環(huán)境中大幅降低、羰基指數(shù)增大至結(jié)構(gòu)變化轉(zhuǎn)變?yōu)閹驶?、羧基的小分子生物碳物質(zhì),實現(xiàn)塑料到各種低分子量蠟材料質(zhì)的變化。目前按照GB/T20197-2006《降解塑料定義分類標(biāo)志和降解性能要求》和美國ASTM6954《氧化和生物降解組合的環(huán)境中暴露和測試塑料降解的標(biāo)準(zhǔn)指南》和英國的9017標(biāo)準(zhǔn)《聚烯烴塑料在露天陸地環(huán)境中的生物降解規(guī)范》對降解性能指標(biāo)的技術(shù)要求如下:老化方式降解性能評價要求GB/T20197拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)≤5%Mw下降率≥70%且Mw≤10000的比例≥10%PAS9017Mn≤5000,Mz≤30000,Mw下降率≥90%羰基指數(shù)≥1,土壤環(huán)境730天相對生物分解率≥90%ASTM6954拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)≤5%Mw≤5000,堆肥環(huán)境180天生物分解率≥60%根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求,結(jié)合文獻資料得出塑料降解特性的幾個關(guān)鍵判別:(1)當(dāng)重均分子量達到1萬以下,則塑料演變?yōu)橛操|(zhì)和軟質(zhì)的蠟,而非高分子塑料;(2)羰基指數(shù)是代表PE、PP氧化程度的一項指標(biāo),在老化過程中,C=C被C=O取代,羰基指數(shù)逐漸增大,至大于1.0,PE、PP逐漸由疏水材料變?yōu)橛H水材料,最終能夠被微生物分解利用。為突出標(biāo)準(zhǔn)中PE、PP降解材料的降解特性將降解性能指標(biāo)分為環(huán)境試驗降解要求和生物降解要求,具體指標(biāo)如下:項目指標(biāo)薄膜類片材類拉伸斷裂伸長率保留率a(縱/橫)%≤5羰基指數(shù)≥1分子量數(shù)均分子量b(Mn)≤5000重均分子量(Mw)下降率,%≥70%重均分子量<10000的分子百分含量,%≥20%生物碳轉(zhuǎn)化率,%≥70≥60備注a,僅薄膜類材料及制品測試?yán)鞌嗔焉扉L率保留率b,Mn為老化后試樣的數(shù)均分子量3試驗方法降解測試根據(jù)具體的降解環(huán)境和現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法先進行老化測試,老化測試方法按照表2規(guī)定進行,執(zhí)行時選擇其一即可,但老化后的降解性能指標(biāo)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,尤其是生物碳轉(zhuǎn)化率的技術(shù)要求。具體檢測方法如下:降解性能測試方法方式方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)備注自然曝曬采用B暴露架GB/T17603累計輻照能量510MJ/m2氙燈人工加速箱內(nèi)曝曬采用方法A,循環(huán)序號1,使用日光濾光器的暴露(人工氣候法)GB/T16422.2累計輻照能量a:26MJ/m2紫外線加速箱曝曬采用方法A,人工氣候法GB/T16422.3允許的最大總測試時間b:14天熱氧老化采用方法A(重力對流恒溫箱)ASTMD551060℃,90天備注a,厚度≥0.25mm的片材累計輻照量104MJ/m2;b,厚度≥0.25mm的片材允許的最大總測試時間28天3.1拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)測試待測樣品經(jīng)5.2方式后,按照GB/T1040.3規(guī)定進行拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)測試。3.2分子量待測樣品經(jīng)5.2老化方式后,按照GB/T36214.2、GB/T36214.4方法進行,Mn及Mw下降率的測試。3.3羰基指數(shù)待測樣品經(jīng)5.2老化方式后,按照PAS9017附錄D方法進行測試。3.4生物碳轉(zhuǎn)化率測定方法原理用定量的重鉻酸鉀—硫酸溶液,在加熱條件下,將降解塑料產(chǎn)物中的的生物活性碳氧化,多余的重鉻酸鉀溶液用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,同時以二氧化硅作空白試驗。根據(jù)氧化前后消耗的氧化劑消耗量,計算生物活性碳含量,用該含量與降解產(chǎn)物的總有機碳含量的比值作為降解產(chǎn)物中生物碳含量轉(zhuǎn)化率。實驗步驟稱取老化后降解產(chǎn)物0.03~0.05g(精確至0.01mg)左右,置于300mL三角瓶中,準(zhǔn)確加入10.00mL0.8mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入10mL硫酸溶液,三角瓶加一彎頸漏斗,置于沸水浴中60min后,取出冷卻,加水至80mL左右,加入2~3滴鄰菲啰啉指示劑,用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定近終點時,溶液由綠色變?yōu)榘稻G色,再逐滴加入至變成磚紅色。同時,稱取二氧化硅0.04g左右代替試樣,采取同樣的分析步驟,進行空白試驗。同時測試降解產(chǎn)物的總有機碳含量X0。4方法驗證過程以上生態(tài)降解塑料降解性能測試方法中拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)測試、分子量、羰基指數(shù)均引用現(xiàn)行有效的方法標(biāo)準(zhǔn),生物碳轉(zhuǎn)化率測試方法在降解塑料檢測領(lǐng)域為首次提出應(yīng)用,首先對該測試方法進行優(yōu)化,確定測試樣品量為0.03~0.05g,非降解試樣可適當(dāng)增加稱樣量;重鉻酸鉀和濃硫酸用量和比例(10mL:10mL),消解方式:沸水浴60min;為保證樣品具有代表性,增加平行樣檢測至少3次,取三次平均值作為最終測試結(jié)果。5方法精密度采用優(yōu)化后的方法測試了具有代表性PE生態(tài)降解薄膜、PP生態(tài)降解餐盒和降解產(chǎn)物的生物碳轉(zhuǎn)化率,具體數(shù)值見表3,從數(shù)據(jù)可以看出,不同轉(zhuǎn)化率水平的測試結(jié)果的平行性良好,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%,精密度較好。表3、生態(tài)降解薄膜、片材降解前后生物碳轉(zhuǎn)化率測試結(jié)果及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)試樣結(jié)果(%)()%平行1平行2平行3平行4平行5平行6平行7平行8平行9平行10相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)PE生態(tài)降解薄膜16.917.517.217.71717.117.417.617.116.91.7降解產(chǎn)物82.183.082.482.283.182.682.283.182.182.80.5PP生態(tài)降解餐盒6.967.528.437.398.236.797.247.927.468.294.71降解產(chǎn)物62.163.262.462.163.162.662.263.561.962.60.9為驗證方法的可行性和科學(xué)性,將普通PE購物袋-1號,PE地膜-2號、PE食品接觸類膜袋-3號、PE生態(tài)降解購物袋-4號、PE生態(tài)降解地膜-5號、PP生態(tài)降解餐盒-6號分別在氙燈老化箱、紫外老化箱、熱氧重力老化箱及自然曝曬條件下中按照標(biāo)準(zhǔn)老化條件進行測試,在老化過程中不間斷的取樣測試試樣老化產(chǎn)物生物碳轉(zhuǎn)化率的變化情況:具體數(shù)據(jù)見表4~7。表4、氙燈老化條件下各類樣品不同時間生物碳轉(zhuǎn)化率測試結(jié)果(%)試樣時間(h)()%0h24h48h72h96h120h240h480h1號21.321.925.227.729.833.9//2號18.119.022.428.033.136.2//3號12.514.316.823.926.431.0//4號24.725.030.344.968.278.8//5號26.228.831.748.969.783.1//6號20.523.933.041.445.054.257.864.5表5、紫外燈老化條件下各類樣品不同時間生物碳轉(zhuǎn)化率測試結(jié)果(%)試樣時間(h)()%0h48h96h144h192h240h336h504h672h1號21.322.027.232.435.938.640.4//2號18.121.826.930.238.142.645.0//3號12.514.617.826.929.032.537.9//4號24.730.436.840.647.566.880.6//5號24.229.234.944.154.362.783.5//6號20.124.129.035.642.149.154.659.362.9表6、熱氧老化條件下各類樣品不同時間生物碳轉(zhuǎn)化率測試結(jié)果(%)試樣時間(h)()%0d20d45d60h75h90d1號21.322.428.030.532.639.92號18.119.923.630.437.943.83號12.513.216.519.925.440.64號24.325.537.947.962.776.35號27.030.436.852.268.579.06號17.523.432.849.657.162.3表7、自然曝曬條件下各類樣品不同時間生物碳轉(zhuǎn)化率測試結(jié)果(%)試樣時間(h)()%0d10d20d30d40d50d60d1號21.326.530.436.739.042.146.62號18.119.423.529.030.135.239.53號12.513.216.719.422.626.735.84號21.524.927.839.956.270.588.95號20.622.627.834.839.260.377.16號19.320.328.938.143.957.165.4通過以上數(shù)據(jù)能夠看出,不同的樣品處理條件,生物轉(zhuǎn)化率的測定值都有不同程度的變化,隨著老化時間的加長,生物轉(zhuǎn)化率在持續(xù)的增長,PE生態(tài)降解薄膜類制品在氙燈老化條件120小時,紫外燈老化條件14天,熱氧老化處理90天,自然曝曬(累計輻照達510MJ/m2)2個月左右后生物分解率均達到70%以上,后續(xù)試驗驗證,隨著時間的進一步增加,生物碳轉(zhuǎn)化率還會持續(xù)增長,但考慮樣品收集難度增加及檢測效率,我們將生物碳轉(zhuǎn)化率指標(biāo)定為不低于70%,而普通的PE塑料薄膜制品和PP片材盡管生物碳轉(zhuǎn)化率有所增長,但增長較PE生態(tài)降解塑料緩慢,最大值為46.6%。另外為了驗證方法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,我們還設(shè)計了兩個試驗:(1)測試了純PE粉末(重均分子量Mw:22.8萬)和微晶纖維素的生物碳轉(zhuǎn)化率,測得值分別為0.1%和91%;該測試結(jié)果證明了PE塑料中的有機碳均為惰性有機碳,無生物同化能力;微晶纖維素為堆肥試驗中測試生物分解率的參比樣品,為公認(rèn)的全生物降解材料,其生物碳轉(zhuǎn)化率和生物分解率測試結(jié)果基本吻合。(2)將生物碳轉(zhuǎn)化率達到70%的PE生態(tài)降解塑料降解產(chǎn)物進行堆肥試驗測試:157天,降解產(chǎn)物的生物分解率達到60%。173天,降解產(chǎn)物的生物分解率達到90.2%,相對生物分解率92.3%。該測試結(jié)果進一步證明了PE降解產(chǎn)物生物碳轉(zhuǎn)化率和生物分解率的一致性,該降解產(chǎn)物生物分解率測試基本數(shù)據(jù)及樣品的二氧化碳釋放曲線和生物分解率曲線圖見表8,圖1~2,。另外驗證了生物碳60%以上的降解餐盒降解產(chǎn)物的生物分解率和相對生物分解率,在201d生物分解率和相對生物分解率分別達到了84.7%,90.3%,具體數(shù)據(jù)見附件1。表8PE降解產(chǎn)物堆肥試驗數(shù)據(jù)空白試驗CO2釋放量,g試驗樣品CO2釋放量,(實際)g參比材料CO2釋放量,(實際)g試驗樣品CO2釋放量,(理論)g參比材料CO2釋放量,(理論)g天數(shù)空白1空白2空白3試樣1試樣2試樣3纖維素1纖維素2纖維素3136.1480.544514.7214.9214.9145.7845.6345.8975.5675.7676.8115124.2524.3624.31107.13107.02107.5193.5893.5293.89圖1PE降解產(chǎn)物堆肥試驗二氧化碳釋放曲線圖圖2PE降解產(chǎn)物堆肥試驗生物分解率曲線圖為測試標(biāo)準(zhǔn)的普適性,分別收集了由山東天壯環(huán)保科技有限公司,濰坊華南環(huán)保科技有限公司、宿州妙順環(huán)??萍加邢薰?、山東勝洋新型材料有限公司、青島百家塑膠有限公司提供的PE降解薄膜袋20批次,PP降解餐盒10批次。按照四種老化條件(A:自然曝曬(累計輻照能量510MJ/m2)B:累計輻照能量26/78MJ/m2;C:紫外線加速箱曝曬14/28天;D:熱氧老化,具體方法見標(biāo)準(zhǔn)6.8.1)處理后對其拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)、Mn、Mw下降率、且Mw<10000的百分含量、羰基指數(shù)及生物碳轉(zhuǎn)化率進行了測試,測試結(jié)果見表9,五家企業(yè)提供的樣品檢測結(jié)果表明聚烯烴降解塑料制品采用不同老化方式降解性能均滿足了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。表930批次PE降解塑料袋檢測檢測結(jié)果老化方式降解性能評價要求拉伸斷裂伸長率保留率(縱/橫)%數(shù)均分子量MnMw下降率,%Mw≤10000的比例,%羰基指數(shù)生物碳轉(zhuǎn)化率,%A試樣為碎片,無拉伸強度236886.257.52.3879.2A試樣為碎片,無拉伸強度94789.963.43.7588.9A1.66374579.344.82.6076.3A2.34399877.635.21.4971.3A3.15453975.825.61.9873.4A3.49474271.820.41.6764.9A3.09398778.626.91.7963.2B3.02498682.129.72.0370.9B試樣為碎片,無拉伸強度321486.141.62.8981.3B4.07386876.237.51.3879.2B4.58494070.923.41.1570.1B試樣為碎片,無拉伸強度374579.344.82.6076.3B試樣為碎片,無拉伸強度229877

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