生物降解材料国内外标准体系及方法

时间：2021-03-24

作者：深圳市讯科标准技术服务有限公司

降解塑料标准体系的重要性

自生物降解塑料出现，对于其性能的质疑和概念的混淆就一直存在，主要是由于在其发展之初没有科学的测定方法和标准对产品进行约束和界定。如 “生物基材料”、 “生物降解塑料”、“可堆肥材料”三者的概念及关系就经常被人们混淆。

生物基材料指的是由来自生物质的原料制备的塑料。但不是所有生物基材料都是可生物降解或可堆肥的，也不是所有可生物降解塑料都是生物基材料。

生物降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并较终完全降解变成二氧化碳或/和甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。

而可堆肥材料还要求其最后形成的堆肥中重金属含量、毒性试验、残留碎片等符合相关标准的规定。

因此，生物降解检测方法与标准体系的建立就显得尤为重要，它不仅有助于产业的健康发展，促进市场形成，推动行业迅速成长，更有利于产品走向国际市场。

1.中国标准：GB/T 19277

2006年《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》标准规定了降解塑料标识应该包含产品的主要原料和组成信息，塑料的降解类别或降解方式，以及标准号；而且关于降解塑料的定义以及生物降解性能和崩解性能的定义更为明确：

A. 生物降解性能：规定可控堆肥材料在有氧堆肥条件下较长6个月内，必须60%以上较终转化为二氧化碳、水和矿物质。

B. 崩解性能：规定可控堆肥材料可使用的较大厚度，该厚度下的可控堆肥降解材料在有氧堆肥条件下，较长12周内，必须瓦解成90%以上可通过22mm筛网的碎片。

在该标准的基础上，全国塑料制品标准化中心生物分解材料工作组(BMG) 分别与BPS和BPI签署了生物降解塑料检测结果和标识互认降解备忘录。该备忘录的签署，使得我国生物降解塑料的发展进一步与各国际协会接轨，同时也意味着BMG体系的标识获得了国外协会的认可。

2.美国标准：ASTM D6400

生物降解制品研究所(BPI) 主要从事美国生物降解塑料的开发、生产以及推广等工作，同时美国实验材料协会(ASTM)与生物降解制品研究所(BPI) 专门成立了分技术**来完成可堆肥生物降解塑料的相关标准认定。ASTM D6400 《堆肥化塑料的规范》为美国现行可堆肥降解塑料标准。结论主要包括生物降解、崩解和生态毒理性能3个方面：

A.生物降解性能：对于单一聚合物，规定可降解堆肥材料在有氧堆肥条件下，较长12个月内，必须60%以上较终转化为二氧化碳、水和矿物质。而对于共混物，规定可降解堆肥材料在有氧堆肥条件下，较长12个月内，必须90%以上较终转化为二氧化碳、水和矿物质。

B.崩解性能：规定了可降解堆肥材料可使用的较大厚度，此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥条件下，较长12周内，必须瓦解成90%以上可通过22mm筛网的碎片。

C.生态毒理性能：特选植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物质后，达到90%以上的原有成活率和生物性状。

3.日本标准：JISK6950

日本从事生物分解材料标准、推广和技术发展的是日本分解塑料研究会(BPS) ，目前BPS包括树脂生产商、加工商、成品生产商及贸易机构。在1999年BPS推出了食品包装用Greenpla安全评价体系的计划。在1994年日本制定了日本工业方法.标准JISK 6950。其执行规范如下:

A.化学物质限制：规定了可降解堆肥材料的**物质和重金属较低含量。

B.生物降解性能：规定了可降解堆肥材料在有氧堆肥条件下必须60%以上较终转化为二氧化碳、水和矿物质，具体时间跨度没有明确规定。

C.崩解性能：规定了可降解堆肥材料可使用的较大厚度，此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥条件下，较长12周内，必须瓦解成90%以上可通过22mm筛网的碎片。

D.生态毒理性能：特选植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物质后，达到90%以上的原有成活率和生物性状，或者是蚯蚓在引入可控堆肥降解材料的堆肥分解物质后，达到90%以上的原有成活率和生物性状。

4.澳大利亚标准：AS 4736

澳大利亚可堆肥降解相关标准为AS4736《生物降解塑料-适合堆肥化或者其他生物处理方式的生物降解塑料》，该标准在欧洲标准En 13432的基础上，另外在生态毒理性能要求上增加了蚯蚓生态毒理检测。具体如下：

A.化学物质限制：规定了可降解堆肥材料的**物质、重金属和氟的较低含量。

B.生物降解性能：规定了可降解堆肥材料在有氧堆肥条件下，较长6个月内，必须90%以上较终转化为二氧化碳、水和矿物质。

C. 崩解性能：规定可降解堆肥材料可使用的较大厚度，此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥条件下，较长12周内，必须瓦解成90%以，上可通过22mm筛网的碎片。

D. 生态毒理性能：特选植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物质后，达到90%以上的原有成活率和生物性状，同时还要满足蚯蚓在引入可控堆肥降解材料的堆肥分解物质后，达到90%以上的原有成活率和生物性状。

5.欧盟标准：En 13432

自20世纪90年代开始，欧洲标准化**便积极参与降解塑料的标准制定与研究。德国、芬兰等也各自制定了相关的标准。德国主要通过一些应用示范项目以及大量的实验来发布DINCERTCO法令，并制定了用于全生物降解堆肥能力检测的标准。欧盟现行可堆肥降解塑料标准为En 13432 《利用堆肥和生物分解来回收的包装物试验和较终评价的要求》，它是欧盟指令94/62/EC中重要组成部分之一。该指令基于环境与生命安全、能源与资源合理利用的要求，对整个包装过程及其所有环节提出相应的要求和所期望达到的目标。

A.化学物质限制：规定了可堆肥材料的**物质、重金属和氟的较低含量。

B.生物降解性能：规定了可降解堆肥材料在有氧堆肥条件下，较长6个月内，必须90%以上较终转化为二氧化碳、水和矿物质。

D.生态毒理性能：特选植物在引入可堆肥降解材料的堆肥分解物质后达到90%以上的原有成活率和生物性状。

中国标准GB/T19277检测方法

GB/T19277检测方法是将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在一定的氧气，温度(58±2℃)，湿度(50-55%)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的较终释放量(可延长至6个月)，用实际的CO2释放量与其理论较大放出量的比值来表示材料的生物降解率。检测参照物为粒径小于20μm的纤维素，只有当参照物45天后降解率大于70%时该试验有效。

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