生物塑料研究篇1
【关键词】木塑复合材料；性能；机理；优点
1.木塑复合材料概述
以木屑和废旧塑料为主要原料，经过高温混炼，再利用不同模具制成适合各种用途的板材、管材和异型材的复合材料，称为木塑复合材料。该材料的研发不仅为工业生产提供了性能良好的新材料，而且也是当代工业基础材料废物利用的最佳科研成果之一，在工业生产上的应用，有“合成木材”的美名。
木屑是木塑复合材料的主要原料之一。目前纳入国家和地方生产计划的林区和大中城市制材加工厂，每年要产生大约250万吨木屑，其中只有一小部分得到利用，大部分被丢弃，造成一定程度的环境污染和原料浪费。废旧塑料是木塑复合材料的另一主要原料。据我国轻工部门统计，2000年全国塑料制品总产量约800万吨。随着我国塑料工业的不断发展，废旧塑料制品将愈来愈多。
研究和开发木塑复合材料的生产和应用，不仅可为国民经济建设增添一种价廉而又具广阔应用前景的新材料，而且能为提高木材的综合利用率和治理废旧塑料制品的污染开避一条新的途径。这种新型复合材料在上世纪八十年代初国外已有研究成果和实际应用，我国开展该项研究则稍迟。自1984年开始立项研究，成果于1987年通过正式技术鉴定，目前已正式推广在生产部门应用，形成批量产品。
2.木塑复合材料性能的影响因素
木塑复合材料以木屑和废旧塑料为主要原材料，通过不同加工工艺成型。在实验过程中，通过调整和改变原材料或成型工艺，将所得到产品的性能进行比较，发现有明显差异。现将木屑、废旧塑料及成型工艺对木塑复合材料性能的影响进行论述。
2.1木屑对材料性能的影响及增强机理
木屑含有大量的短切纤维和木素。木纤维具有较高的机械强度和弹性，木素具有较好的硬度和刚性，它们均可作为改性剂在复合材料中起增强作用。木屑的比表面积和孔隙率都很大，使得木屑与液态树脂基体之间具有很大的接触界面。由于界面之间存在有偶极定向力、诱导偶极力和色散力，异相的复合过程便是依靠这种电场和力场的界面结合力而牢固结合。
木塑复合材料的电镜显示，PVC树脂可渗透到木材细胞腔中，进一步提高复合材料的强度和硬度。由于复合材料是呈结晶态（木纤维）和无序态（树脂）的多相状态，使复合材料既具有木纤维的高强度、高弹性，又具有聚合物基体的高韧性、耐疲劳等优点，因此，这种复合材料具有优良的综合性能，即力学强度良好，抗冲击强度高，热伸缩性和吸水性均比木材小，尺寸稳定性好、耐磨、耐化学腐蚀，不虫蛀，非易燃，并具有木材和塑料的双重加工特性，既可锯、刨、钉、油漆，又可挤出、压制、注塑成型。
2.2废旧塑料对材料性能的影响及改性
为降低材料成本，提高废旧塑料回收利用率，研究以废旧PVC塑料作为木塑复合材料的基体。但由于废旧塑料在使用过程中，受到空气中氧气的氧化作用，同时受光和热等外界环境影响，使聚合物分子链断裂而降解，导致废旧塑料力学性能下降。为提高复合材料的力学强度，需对废旧塑料进行改性处理或者在原料配方中加人适量的树脂。经过实验研究发现，当复合材料中PVC含量一定时，增加PVC树脂，复合材料的力学性能提高，或者换句话说，复合材料的力学强度随废旧塑料含量的增加而下降。
2.3成型工艺对材料性能的影响
木塑复合材料可以根据工业生产的实际需要加工成不同材质，如：软材、硬材、片材、板材或者管材、导型材。不同的型材和用途通过不同的成型工艺成型。硬板材通常有层压成型、压制成型和挤出成型三种不同的成型工艺。其中，在压制成型和层压成型过程中材料受到的压力要比挤出成型大。经过压制成型和层压成型的复合板材比挤出成型的板材具有较好的力学性能。从生产角度看，压制成型和层压成型都是间歇式的，而挤出成型则是连续式的，只要挤出成型的复合板材其力学强度足以满足实际需要，则应该选择挤出成型工艺，这对生产管理、提高生产效率都是有益的。
3.木塑复合材料性能增强机理
用扫描电镜对木塑复合材料进行微观形貌观察，发现木塑复合材料中，木细胞与细胞之间以及多数细胞腔中有许多闪光自点―这是PVC颗粒。它说明细胞腔中有PVC浸入、纤维与纤维之间有PVC填允，还可看到细胞腔受成型压力挤压而变形纤维致密，这是天然纤维增强复合材料所共有的特点。此外观察到排列整齐的细胞腔横断面，说明经热压复合工艺后，材料中纤维取向较为一致、定向性较强。
通过观察到的微观形貌，可以做如下增强机理分析：
3.1具有结晶结构的木材纤维素与分子无序排列的PVC共混复合的结果
共混物是以结晶态和无定形态两相存在，因此复合材料可保留这两种高聚物各自性能上的优点，使木塑复合材料具有良好的机械强度和物理性能，特别是兼具有木材和塑料的双重加工特性。
3.2木材纤维素之间的侧面联结力来源于纤维素巨分子的极性羟基之间的氢键力
羟基是亲水性基团，它能吸着空气中的水分子，致使纤维润胀，尤其因吸着水分子而减少纤维素的侧向交联键，导致强度降低。木塑共混复合材料，因纤维与纤维之间有极性聚氯乙烯分子填充，阻碍了水分子对纤维素巨分子间氢键结构的影，从而有效地阻止了水分子对材料机械强度的严重衫响，提高了材料的抗湿性能，获得较好的尺寸稳定性。
3.3树脂浸入细胞腔，提高了材料密度，增强材料硬度和冲击强度
塑化热压使木粉和树脂牢固粘结，原有各种取向的木纤维经成型工艺而呈现较好取向状态，并且使纤维致密，含有大量羟基的木纤维形成氢键结合力，提高结合强度。
4.木塑复合材料的优点和特点
木塑复合材料综合了木材和塑料的优点，并且在集成木材和塑料优点的同时克服了单一材料的不足，具有机械性能好和物理力学性能优的显著特点。此外，原材料价格低廉、成型工艺丰富，可以根据工业需要进行恰当的生产和推广。
【参考文献】
[1]杨庆贤.木/塑复合材料机械性能的评定.高分子材料科学与工程，1993，9（3）：140～143.
生物塑料研究篇2
【关键词】植物纤维全降解地膜；田间试验；定量；抗张强度；温度；湿度
1塑料地膜的使用情况
农用地膜覆盖技术是20世纪80年代引入我国的一项高产栽培技术。由于地膜在使用过程中具有保温、保湿、保土、保肥、防虫、防寒等显著优点，加上我国处于季风地带，80%以上的耕地存在干旱、低洼或盐碱等障碍因素，使得地膜的需求量日益增长，使用量一直位居世界第一。目前，我国农田中应用最广泛的地膜多数为超薄型塑料地膜，超薄型塑料地膜在使用周期过后会形成大量的地膜碎片，使土壤清理变得十分困难，加之塑料是单体聚乙烯或其他合成聚合物，本身具有分子量大、性能稳定、在土壤中难以分解的特性，这样年复一年地使用，塑料地膜的残留将严重降低土壤的通透性、阻碍水分和养分的运移，对农作物根系的生长有很大影响，给耕作、播种和作物的生长带来困难，将影响我国农业的可持续发展。而更令人担忧的是，除了对农业的影响之外，土壤中裹含着大量的塑料残膜也会对环境、水土造成危害，产生更加深远的影响，也就是我们所说是“白色污染”。
2植物纤维全降解纸地膜使用的意义
解决塑料地膜残膜造成的“白色污染”成了近年来研究的热点，解决办法总结起来有2条：一是把地里的塑料膜都拣出来，将其进行回收；二是使用无污染可降解的地膜，让它源于自然再回归自然。事实证明，被广泛使用的超薄型塑料地膜在回收时很容易被扯破，进而碎成指甲盖大小，很难捡拾。即使是使用厚一些的便于捡拾回收的塑料地膜，但我国这么大的使用量，不仅单位成本较高、回收工作强度极大，而且做起来也很不容易。植物纤维全降解地膜是以二次植物纤维作为原料，采用多元结合的制浆、造纸工艺加工生产的农用纸地膜，所用的原料是天然纤维素材料，纤维素是由葡萄糖基构成的链状化合物，具有很好的生物相容性和生物活性，无毒且易于生物降解，可通过自然界微生物、酶降解，最终形成CO2和H2O回归自然，因此属绿色环保产品，采用二次植物纤维为原料能有效地降低纸地膜的成本，有利于推广应用。
3实验材料
3.1实验所用的材料
（1）本色植物纤维全降解地膜：定量40g/m2，厚度0.05mm，辽宁省轻工科学研究院生产。
（2）黑色植物纤维全降解地膜：定量40g/m2，厚度0.05mm，辽宁省轻工科学研究院生产。
（3）塑料地膜：定量25g/m2，厚度0.008mm，吉林省白山市喜丰塑料股份有限公司生产。
3.2实验地点
辽宁省阜新县中科院生态研究所863节水实验基地中心实验田。
3.3实验条件
4月中下旬开始，在自然气候条件下，仿效实际地膜铺设和播种深度。
4植物纤维全降解地膜和塑料地膜表征指标的数据分析
4.1定量的变化
4.2抗张强度的变化
4.3温湿度的变化
温湿度是能为农业生产提供物质和能量的主要气候条件，适宜的温度、湿度能使酶的活性和催化能力达到最强，这就是种子萌发的最理想条件，能改变植物根系的生长、呼吸作用与养分的吸收。在自然环境不具备这一温湿度条件时，地膜就能起到这样的作用。实验方法：在地表面覆膜，测定膜下20cm处的温湿度，采用日本ISUZU温湿度记录仪，测定图表如图1、图2（图1、图2为随机的同一天24h的温湿度走向）。
5结论
综上所述，植物纤维全降解地膜在铺设、作物出苗过程中，无论是在温湿度的保持，还是在铺设工作上，都同塑料地膜有着同样的作用；而在降解方面，植物纤维全降解地膜在地下70d内能全部降解结束，回归自然，这无论是对环境还是人类生存安全都有深远的意义，将会解决“白色污染”问题，有利于保护环境、保持生态平衡和推进可持续发展。
参考文献
[1]赵燕等.我国可降解地膜的应用现状及发展趋势[].现代农业科技，2010，23.
[2]贾珊珊等.植物纤维地膜的研究现状与发展趋势[].山东纺织科技，2011，5.
[3]中央电视台《农田里的“白色污染”》《焦点访谈》2013年5月8日.
作者简介：
宇春玲（1966-05-04），女，本科（学士学位），高级工程师，主要从事纸及纸制品新产品、新工艺的研究；轻工产品检测及方法研究；轻工产品检验标准的制修订工作。
生物塑料研究篇3
数码技术在盐生境根系微生态研究中应用
项目简介：该课题组创立了根系图像信息研究系统，并对其应用条件进行了探索；利用高分辨率（800万像素）数码相机、电子计算机、彩色图像处理软件以及根系培养装置等有机组合，建立了根系生长动态可视化、信息化、无损监测实验平台，测定误差均小于3%，并对使用过程中有关的影响因素及其解决办法进行了实验探索，达到了实用化的程度；该课题组开展了NaCl盐胁迫条件下根系动态监测的研究，对苏柳根系的盐胁迫动态响应（包括根长、根径、表面积、发根量以及新梢生长量等）进行了测定分析，基本摸清了根系的胁变规律；对天津市盐碱地的利用现状以及30年来的研究历程进行了调查考证分析，为有关盐碱地的研究和开发利用提供了详实资料。
海泡石改良盐碱地应用技术研究
项目简介：该课题组利用海泡石改良盐碱地经三年示范在不同农作物均取得了明显的增产效果，而且方法简便，成本较低，易于农民接受。从长远看，不仅为唐山市海泡石矿产资源优势转化为经济优势开辟了途径，而且能改良土壤，减少环境污染，可谓一举多得。因此，利用海泡石进行盐碱地的改良具有广阔的推广应用前景。该项研究取得的科研成果可以在环渤海的辽宁、唐山、天津、山东等同类型盐碱地应用。
沿黄低洼盐碱地池溏综合渔业技术
项目简介：该项技术是采取挖塘抬田的方法，把渔业利用与改碱种植结合起来，使水、土都获得有效利用，并采取加注淡水，增施有机肥，施用中性和酸性化肥等调节水质的排盐降碱方法，改善水质环境，提高鱼产量；开展池塘与台田综合开发利用，推广鱼－畜，鱼－农－草，鱼－农－果等综合开发利用模式。该技术在陕西沿黄、渭河滩推广池塘面积15000亩，配套台田5000亩，平均亩产鱼达600公斤，亩综合效益1000元以上。采用该技术开发利用沿黄低洼盐碱地，可为社会提供鲜活商品鱼、生猪、果品，改善人民生活，又可改善生态环境，利用国土资源，安排项目区剩余劳动力，并为沿黄大农业经济发展提供资金，促进沿黄地区渔业经济的发展。
重盐碱地改良
项目简介：巴州二十九团场地处重盐碱地区。开垦前1米土层全盐量一般在3%以上，高的达10%，属于硫酸盐氯化物盐土，地下水矿化度一般在50-100克/升。该团场广大职工经过20多年的生产和科学实验，逐步摸索了一套治理重枯渍土的办法：(1)开挖排碱渠道，建立排水网。自使用以来共清挖排渠500多千米，土方量300多万m3。使全团渠道成网，灌排畅通。在大面积种植水稻情况下，实行合理灌溉，地下水仍控制在1.5米以下，每年排出地下水185万m3，防止了大面积返盐。(2)改建条田。将建场初期1000米长，500米宽，排水间距500米，近600亩的大条田，改建为每个条田只有150亩左右，排水问距100-120米宽。(3)平整地土，采取条田大平，播前小平，小块细平，种水稻的格田里高差小超过3-5厘米，从而保证上水一致，脱盐均匀。(4)种稻洗盐，实行水旱轮作。通过种植水稻，可使1米土层含盐量由原来的2%降到0.8%左右。种稻洗盐可使水稻保苗95%以上，配合相应的农业技术措施，水稻单产可达300多千克左右。实行水旱轮作，尤其通过种稻淡化作物根系层，提高稻后旱作保苗率20%-30%，增产30%-40%。(5)增施有机肥。除种植苜蓿外，每年还积肥造肥，1亿多千克，水稻田亩施2000多千克基肥，增加有机质，改善土壤结构。
利用浅井-深沟体系综合治理旱涝碱咸
项目简介：(1)建立浅井深沟体系。从利用咸水，扩大抗旱水源入手，建市一个能够统一调度大气降水、地面水、土壤水、地下水，调节控制水位、水量和能灌能排能蓄的地下水库，结合农业措施，把盐碱地改造成高产稳产农田。(2)总结了咸水灌溉中水盐运动的一些规律，提出咸水灌溉技术和土壤盐分预测预报的方法。取得不同作物不同生育期的耐盐指标。(3)通过秋冬压盐，春季抽咸排咸，降低潜水位达2米左右，大大抑制土壤返盐过程。雨季控制水位在2-2.5米，达到防涝防托目的，并在自然脱盐基础上，用升排加速脱盐过程，使实验区非盐化土壤由占耕地总面积的17%提高到72%，平均每亩盐储量由9.25吨下降为6.62吨。(4)通过合理抽成换淡，地下水出现明显淡化趋势，弄清成水淡化因素(土体脱盐强度、潜水降深、引渗淡化程度、承压咸水的矿化度)及其间相互关系，初步掌握水质变化的规律，提出咸水水质各项指标及动态变化，为加速咸水淡化和预测预报水质对土壤及作物的影响，以及采取相应措施提供一定依据。完成实验区改变农业生产基本条件的农田基本建设，初步实现大地园田化；旱涝碱咸综合治理效果显著；在井排沟排综合作用下，连续降雨400-500毫米也不致发生涝害；盐碱地面积由1974年占耕地、83%降到1976年的28%，通过抽成换淡，地下咸水开始淡化，上部潜水矿化度下降1克/升以上的井，占总数的60%。综合治理区的农业生产有较大程度的增长，3年累计净增粮食104.75万千克，棉花3.5万千克。
盐碱地土壤改良剂生产技术
项目简介：国内外盐碱地改良一般采用的办法有：水利技术，即以水压盐；化学改良；生物改良，即秸秆还田；利用盐生植物降盐，抑制蒸腾。该项目利用海洋生物材料制备盐碱地土壤改良剂，通过改善土壤物理、化学、微生物生态结构，增强作物抗盐能力，以达到改良盐碱地土壤，提高低度盐碱地(含盐量2g/kg以下)作物产量，提高中、高度盐碱地(含盐量2g/kg以上)植物成活率及生长速率，对抑制土壤盐碱化，解决中国土地资源短缺，促进盐碱地区经济发展，以及保护生态环境，都具有重要意义。
沸石对盐碱地增产效果及机理的研究
成果简介：该项研究课题是依照辽宁省科委1990年下达的计划重点科研项目进行的。沸石是一种具有独特的内部结构和结晶化学性质的矿物，具有较强的离子代换量和良好的选择性、吸附性，沸石用于农业土壤改良剂。试验结果表明，施沸石后土壤的理化性质，土壤的结构都有明显的改善，土壤的含盐量，特别是Na离子的含量，由于沸石的吸附明显降低。在不同低产盐碱土条件下，田间试验玉米最高增产58％；棉花增产15.5％-51.8％。向日葵增产21.96％，三年内应用沸石面积12600亩，共计增收3713万元，取得显著经济效益。
盐碱地地下水南美白对虾优质苗种培育及健康养殖技术
项目简介：该项目结合“上农下渔”治理盐渍地的实践经验，利用盐碱地池塘渗水和地下卤水进行南美白对虾苗种培育和养殖，有效隔断了海水对虾病毒的水平传播，培育和放养无病毒感染的健康虾苗。同时，采取全程投喂全价优质配合饵料，杜绝病原生物饵料(蛤、蟹类等)入池，利用生物技术调控水质、实现南美白对虾的无病毒健康养殖。该项目将信息技术与盐碱地地下水南美白对虾苗种培育和健康养殖技术匹配集成，开发了南美白对虾养殖专家系统、投饲决策支持系统、南美白对虾虾病诊断与防治系统。以盐碱水质改良调控为核心，将专家系统与池水盐度调控及离子调节仪、增氧机、水质测试仪、自动投喂机、病毒防治技术等系列养殖工程技术集成配套，形成高层次多功能的南美白对虾养殖技术推广平台和技术体系，使该优良虾种在中国盐碱地地区大规模养殖成功并实现产业化。该项技术已在山东、江苏、河北、辽宁和天津等省市推广应用，累计推广对虾育苗水体23700立方米，育出虾苗19.3亿尾；推广对虾养殖面积30多万亩，产虾54450吨，每亩纯增收益2074.5元。
盐碱地综合治理与合理开发利用研究
项目简介：该项目首次将致酸铝离子引入苏打盐碱良中来、通过大量的实验室改良机理研究和十余年的盆栽、田间试验、筛选出了铝离子改良剂，并明确了该改良剂对苏打盐碱土的改良机理，提出了以铝离子改良剂利用改良综合技术模式；以苏打碱斑为主攻目标，提出了盐碱土旱田改良利用综合技术模式；通过对吉林省西部盐碱土农业利用适宜性评价，提出了苏打盐碱土农业利用的方向，为吉林省农业生态环境建设和农业可持续发展提供了理论依据和技术支撑。项目的特点：该研究以理论创新与技术创新相结合，先进性和适用性相结合，试验研究与示范推广相结合，研制出的以铝离子改良剂施用为核心技术内容的苏打盐碱良利用配套技术，具有理论依据充分、技术成熟、符合生产实际、成本低、见效快、效果稳定、宜于推广等特点。特别是对于重度苏打盐碱土的改良效果尤为显著。
流沙地、盐碱地大面积引洪灌溉恢复红柳技术研究
项目简介：红柳，也叫柽柳，是新疆一种主要荒漠树种，对荒漠平原生态系统具有重要的稳定作用。
该项研究，在自治区人民政府的大力支持下，在新疆南部伽师、策勒、皮山、于田、皮山等县的重盐碱地、流沙地开展了试验。该项试验以洪水为灌溉水源，化害为利，使试区植被覆盖度达60％以上，流沙被基本固定，大面积红柳林的吸盐、泌盐和生物排水作用，减轻了土壤盐碱危害，提高了土地生产力。在3年试验期，恢复红柳27万亩，招过指标17万亩；通过5年的推广，恢复红柳林70万亩。试验期投入20万元，每亩投入不到1元，大面积推广，加上基建投资，每亩成本仍低于10元。成林后的红柳仅薪材产值在300元以上，投入产出比在1:30以上。自治区主要领导同志批示："这是为南疆人民办的一件大好事"。在试验推广期间，研究人员对20万人次进行了宣传，将技术真正交给了群众。
苦咸水栽培食用菌新技术
项目简介：该项目为了充分开发利用苦咸水地区大量闲置的盐碱地和地下浅层苦咸水资源，解决了盐碱地苦咸水不能栽培食用菌的技术问题，促进农业和农村经济结构调整，对鸡腿菇、平菇、草菇、姬菇和杏鲍菇从菌种选育、培养料配制、出菇场所选用、出菇和出菇管理都进行了反复试验和较大面积的示范，逐渐摸索出了一套利用盐碱地苦咸水栽培食用菌的较成熟的技术和工艺路线，取得了显著的技术成果。同时，该项目确定了苦咸水栽培食用菌土壤含盐量和苦咸水矿化度的适宜指标范围。
绿色生物降解材料助力北京奥运会
北京奥组委有关负责人表示，2008年奥运会将广泛采用生物降解材料，为“绿色奥运”助力。
据北京奥组委奥运村部副部长王淑贤和餐饮处处长抗易介绍，奥运会举办期间，在集中用餐的地点将有选择地使用生物降解塑料餐具；在使用一次性餐具的场所，将全部使用生物降解塑料餐具；所有的垃圾袋都要使用生物分解塑料制品。
这两位官员还表示，奥运村公寓外装和室内装修所用材料也将按照国家环保标准甚至高于国家标准进行选择，玻璃为节能产品，外墙采用了具有保温功能的节能装饰板。
专家认为，北京2008年奥运会期间将产生1万吨以上垃圾，包括4%不可回收的塑料垃圾，这将对环境造成很大的负担。而绿色生物降解塑料可在自然条件下被微生物分解，是目前普通塑料的最佳替代材料。他们希望生物降解材料在北京奥运会的餐饮、住宿、办公等方面得到推广应用，举办一届成功的绿色奥运会。
在2008年奥运会期间，运动员居住的奥运村中将使用800多万绿色生物可降解塑料袋。
奥组委奥运村部王淑贤副部长向外界透露，就奥运村采购可降解的垃圾袋、洗衣袋等生物降解塑料制品的有关事宜，奥运村部和奥科委办公室正在积极协调，推动相关工作的开展。
王淑贤副部长说，在奥运会期间，不仅是奥运村中使用的40万只黑色垃圾桶塑料袋、750万只放在运动员房内的白色塑料袋和20万只医用黄色塑料袋都将为可降解材料制成，而且他们还对奥运村内商业服务区的企业提出了使用可降解塑料袋的要求。此外，有关的奥运纪念品的包装袋也将使用环保材料。
北京市科委副主任王荣彬指出，目前本市仅超市塑料袋的每天消耗量就达到5吨，而且每年还呈快速增长趋势，白色污染日益严重。同时，据专家预计，在北京奥运会期间，将产生10000吨以上垃圾，其中就包括4%也就是400吨不可回收的塑料垃圾。这些垃圾的存在，不仅对本市环境是一大负荷，也会影响到奥运期间垃圾的处理及资源化综合利用效果。奥组委和市科委希望通过奥运的示范应用，向市民推广和介绍绿色生物材料的使用，从而对解决白色污染起到作用。
知名环境化学专家董金狮认为，2008年北京奥运会使用的降解塑料产品，在强调易降解的同时，也在强调易回收。目前国际上普遍将易回收作为环保的首要要求，回收也成为废弃物的首要环保处理方式。
“降解塑料在明年北京奥运会上大量被采用，必将对全民的环保教育和培养全社会使用降解塑料产品的习惯大有帮助，也能对应用客户使用降解塑料产生积极意义。”中国塑料加工工业协会降解塑料专业委员会秘书长翁云宣说。
资料链接：何为生物降解塑料
“生物降解塑料”英文缩写为“BDP”，全称biodegradableplastics，指废弃后可以在堆肥条件下被微生物分解为二氧化碳、水等小分子的一类塑料。这类材料最初的意图是解决石油基塑料多数无法在自然环境下消解的问题。
普通塑料由石油提炼研制而成，虽然价格低廉且容易加工，但它的弊端也逐渐引起人们的警觉：首先，使用废弃后的塑料必须依赖高代价的工业回收才能重新变成石油加以利用；其次，全球产生的几千万吨废塑料使填埋场不堪负重，如果焚烧的话又会产生大气污染；另外，破碎后的塑料常常无法收集，长期混杂在土壤中造成肥力下降；最后，石油价格逐年上涨和全球能源危机让生产厂商开始放眼新的替代品，是否能从可再生资源中提取某种物质制成塑料呢？
其实答案在十多年前就已经有了。“生物降解塑料”在1980年末由欧美国家提出，后来逐渐为澳大利亚、日本、中国等亚太国家所接受。目前，美国Natureworks公司从玉米、大豆中提取聚乳酸(PLA)，日本昭和电工、三菱化学利用琥珀酸来做塑料的技术已经相当成熟，而且逐渐被人们所接受认可，在欧美、日韩市场中占有一席之地。这些塑料产品，源于自然，回归自然，无需工业回收就能自己分解，既大大降低了石油消耗，也省去了回收带来的种种困难和环境污染。
我国从事生物降解塑料生产技术研究有十余年时间，其中清华大学、中科院长春应用化学研究所、中科院微生物所等机构已经和企业合作进行了生产，而且核心技术并不比国外公司差。
PBS生物降解塑料亟待扩产
生物降解塑料产业在经历了行业发展初始阶段的阵痛后发展迅猛，生产企业已开始从生产阶段、初步销售阶段、应用推广阶段进入到盈利阶段。近日，鑫富药业年产3000吨的全生物降解新材料(PBS)集成工艺及成套生产线项目完成生产设备安装调试工作，进入试生产阶段。PBS的推广应用将进一步丰富生物降解塑料的应用，增加下游生产厂家的选择，促进整个生物降解塑料行业的发展。
PBS技术已成熟
上世纪八九十年代淀粉添加型降解塑料曾风靡全国，但由于降解不完全和产品价格高等问题，并未得到市场认可，数十家企业陆续转停产，造成严重的投资浪费。此后，中国降解塑料产业开始向可完全生物降解塑料转型。
虽然现在市场上品种众多，但生物降解塑料制品的性能依然难以完全满足消费者需求。每种材料本身的机械和加工性能只在某一方面有突出特性，综合性能还存在这样或那样的不足，这成为制约其市场应用和推广的瓶颈之一。
除医用及高附加值材料外，目前对环境负荷较大的一次性包装膜垃圾袋、餐饮具、地膜等大宗产品市场生物降解塑料的用量并不大。
从当前的应用研究来看，国内用PBS制成的一次性餐盒、购物袋、包装膜已没有问题。此外，PBS不需回收，埋在垃圾堆里3个月就可完全降解，解决了白色污染的问题。据了解，除国内的鑫富药业外，目前世界上只有日本三菱化学和昭和高分子公司开始了PBS工业化生产，规模在1万吨左右。不过与国内的一步聚合法不同，日本PBS的生产采用的是扩链法。
有待扩产
“PBS将丰富生物降解塑料的应用，增加下游生产厂家的选择，促进整个生物降解塑料行业的发展。”中国塑协降解塑料专业委员会秘书长翁云宣表示，近年来，我国生物降解塑料产业发展很快，在经历了行业发展初始阶段的阵痛后，生物降解塑料生产企业已经开始从生产阶段、初步销售阶段、应用推广阶段进入到盈利阶段。“但是产品的供应不足阻碍了产业下游的开发和推广应用。”
据了解，2005年生物降解塑料生产企业约30家，生产能力6万吨／年，实际生产约3万吨／年。国内市场需求约5万吨／年。日前，北京新材料发展中心透露，目前我国生物降解塑料生产企业已经达到200多家，2010年我国生物降解塑料产能将达到25万吨左右。
此外，来自欧洲生物塑料协会的资料显示，2003年欧盟可生物降解产品的消费量为2.5万-3万吨，预计2010年生物降解塑料的用量会达到50万-100万吨。
“但目前国内包括PBS、PLA、PHA在内的多种生物降解塑料的总产量也不过几万吨。”翁云宣说，原料紧张必然影响下游的开发推广应用。此外，翁云宣表示，近几年我国消费者的健康消费意识有明显提高，“生物降解制品日渐得到消费者的认可”。
仍需支持
不过与普通聚乙烯塑料相比，PBS的价格还是相对较高，这意味着成本问题将继续影响生物降解塑料产业的发展。季君晖说：“有调查显示，与现有塑料产品相比，PBS成本增加不超过20％，消费者就可以接受，如果超过30％，可能就会有一些阻碍。”
PBS的主要原材料是丁二酸丁二醇，目前，工程塑料国家工程研究中心正在研究用非粮食作物如秸秆、玉米芯等制备丁二酸丁二醇。季君晖说，发酵法制备原材料的技术正在中试，水解法制备原材料已经中试成功。“这些技术产业化后将降低PBS的价格。”
“其实，国内生物降解塑料的研究水平并不比国外差，但消费能力不同导致在应用上存在差距。”季君晖说，国外消费者对价格的接受能力相对较强，因此，推广生物降解塑料比国内更容易。
生物塑料研究篇4
1塑性混凝土拌和物工作性能试验研究
为了满足水工建筑中坝基防渗墙的施工要求，必须保证抗压强度足够大，且易于泵送。塑性混凝土拌和物的流动性、黏聚性等均较强，不易离析、泌水。如果拌和物的性能达不到一定的要求，则无法使硬化后的塑性混凝土均匀，进而导致塑性混凝土耐久性降低、力学性能变差。以下举几个典型的拌和物实例，以说明塑性混凝土拌和物的工作性能。
1.1水泥
水泥是塑性混凝土中最重要的胶凝材料，与混凝土的工作性能密切相关。水泥颗粒的细度、凝结时间、比表面积和颗粒分布等都会影响混凝土的相关性能，不合理使用水泥也会导致混凝土出现泌水、起粉等不良现象，进而影响使用。
1.2骨料
骨料分为细骨料和粗骨料，其级配合理性影响着塑性混凝土的工作性能。在实验室中，运用了不同砂细度的混凝土的和易性进行坍落度试验后发现，细骨料颗粒过粗会导致混凝土的黏聚性下降，进而阻碍泵送，甚至出现离析、泌水等现象。
1.3混凝土水灰比
混凝土的水灰比越大，则混凝土中的自由水越多，水与水泥的分离时间一长，塑性混凝土更易泌水，进而影响水泥的凝结、硬化，导致混凝土的保水质量和抗压强度明显下降。
1.4塑性混凝土弹性模量试验研究
弹性模量是塑性混凝土的重要力学性能指标，它对防渗墙的变形能力有着重要的参考价值。在不同测试标距下进行了百分比或千分比测验后发现，只有增大水胶比、减少水泥用量、降低砂率、增加黏土量，才能使其分配更加合理，使塑性混凝土的弹性模量保持在较低水平，从而更好地保证混凝土在使用中的安全性和稳定性。
1.5塑性混凝土抗渗性试验研究
我国的混凝土抗渗性标准主要根据水来评价混凝土的渗透性，即运用水压力法。只有适当减少水泥用量，保证膨润土的颗粒和较细的黏土颗粒能吸附大量水分，才能使混凝土中的大部分自由水分子变为化合水分子，从而提高混凝土的密实性、抗渗性，使混凝土单位体积内的空隙减少，足以抵抗一定的渗水压力。随着大批工程的投入运行，塑性混凝土防渗墙作为一种20世纪80年展起来的新型防渗技术，已在国内外得到了广泛应用。目前，在我国，塑性混凝土防渗墙在施工围堰保护、老坝除险修复等方面得到了广泛运用，塑性混凝土防渗墙的施工过程也在逐步完善。
1.6塑性混凝土强度试验研究
为了探讨不同因素对塑性混凝土抗压强度的影响，针对原材料的条件和比例对塑性混凝土的抗压强度进行了各种对比试验。由于塑性混凝土是一种介于土与普通混凝土之间的柔性材料，所以，其养护条件更加严格和独特。水泥、膨润土、骨料和外加剂等多种拌和物的配比都对塑性混凝土的强度有重要影响。比如，骨料在塑性混凝土中起着支撑和填充作用，其用量通常为塑性混凝土的50%，其强度对塑性混凝土强度的影响不大，但其比表面积和黏结强度对塑性混凝土的强度有着十分重要的影响。研究发现，骨料的粒径越小，塑性混凝土中形成的空隙就越小，混凝土的强度就越高。合理控制骨料的最大粒径和含沙量，适当增加水泥用量，并采用高强度等级的水泥控制骨料的级配是提高塑性混凝土强度的有效方法之一。此外，在条件允许的情况下，可适当掺入粉煤灰和外加剂，从而使混凝土的强度更高。
2结束语
生物塑料研究篇5
关键词：塑化剂现状展望
食品接触材料又称食品包装材料，常见英文缩写为FCMs（FoodContactMaterials）。作为食品的“贴身衣物”，FCMs亦被称是“特殊食品添加剂”[1]。在与食品接触的过程中，食品接触材料及制品中的有毒有害物质会迁移并渗入至食品中，造成食品污染。
1白酒中的塑化剂
在现代白酒工业领域内，生产过程中大多已经淘汰了传统血料容器的使用，取而代之的是使用塑料或不锈钢容器等坚固耐用的材料。特别是在生产过程中使用的输酒管线，塑料制品以其优良的可塑性和伸展性得以广泛使用。从提供输送动力的输酒泵内小垫片，到白酒灌装时与酒瓶接触的灌装头都普遍使用塑料制品。
塑化剂又称增塑剂，其品种有邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、烷基磺酸苯酯类和氯化石蜡等，其中以邻苯二甲酸酯类（PhthalicAcidEsters，缩写PAEs，又称酞酸酯）所占比例最大，其产量约占增塑剂总产量的70%[2]。
2研究现状
2.1邻苯二甲酸酯的来源研究
塑化剂存在于日常生活中所接触的塑料、化妆品、衣服、玩具及食品中。徐希柱等人研究认为，邻苯二甲酸酯的来源主要包括自然来源和人工合成。研究认为人工合成主要通过萘或二甲苯氯代为邻苯二甲酸酐，再通过化学反应与相应的醇结合产生，自然来源主要为微生物的合成产生。王红等人对白酒中的塑化剂来源进行了分析，认为邻苯二甲酸酯类增塑剂在乙醇中迁移率较高，在白酒生产加工及储藏等过程不可避免，并对减少塑化剂的产生提出了相应措施。
贺涛等人对饮用水源地的塑化剂污染情况进行了探讨，通过研究南方某备用水源地枯水期的水质情况发现，该地相对国内外同类地区邻苯二甲酸酯的浓度偏高，需要对水源地的环境进行风险评估和管理，以降低邻苯二甲酸酯类物质的风险。王红芬等人对环境中邻苯二甲酸类物质的污染现状进行了分析，列举了环境中的污染状况及其对人体和动物的危害，并提出了预防措施。
传统的白酒酿造工艺中不需要添加塑化剂。随着白酒工业的发展，塑料制品逐步应用到白酒生产线及包装储存过程中，白酒输送过程中涉及到的输酒管线、酒泵泵头涉及到的进出乳胶管或垫片、白酒储存过程中用到的塑料接酒桶、酿酒过程中用于密封酒缸使用的塑料布、成品酒包装使用的塑料内盖、成品包装用塑料袋或塑料瓶（桶）等，都是塑化剂进入白酒中的途径。
2.2邻苯二甲酸酯的毒性研究
靳秋梅等人的研究认为邻苯二甲酸酯是一类环境雌激素物质，国际癌症研究所（IARC）已经将DEHP列为潜在促癌剂，认为其具有生殖毒性和发育毒性[3]。张静等人的研究认为，邻苯二甲酸酯类增塑剂广泛存在于人们日常生活中接触的各类玩具、儿童用品、食品接触材料和纺织品等，摄入途径多，暴露量大，因此存在较高的健康风险。
张娜研究了4种邻苯二甲酸酯类物质（DBP、DEP、DOP和DEHP），通过对须根类植物的萌发率及根伸长抑制率两方面在个体及生理水平进行评价，得出DBP比DEP、DOP、DEHP更易使作物受害，具有明显的生殖毒性及发育毒性。杨电明对邻苯二甲酸酯作用于昆明小白鼠神经干细胞和骨髓干细胞进行了研究，认为DBP、DEHP和DEP对骨髓干细胞能够产生明显的损伤，影响细胞增殖，对神经干细胞及骨髓干细胞有很强的毒性作用。曹国洲等人对邻苯二甲酸酯类物质在食品接触材料中的使用进行了风险评估，认为人体暴露于塑化剂的剂量已构成健康风险，建议限制邻苯二甲酸酯类物质在食品接触材料中的使用。
2.3邻苯二甲酸酯的检测方法研究
曹国庆对白酒中塑化剂的危害及检测方法进行了概述，介绍了白酒中塑化剂的来源及其危害，提出了塑化剂的质谱碎片离子定性及定量的依据，列出了色谱分离的条件及质谱图[4]。王明林等人利用基质固相分散-气相色谱质谱法测定了蔬菜中的5种邻苯二甲酸酯类物质，并提出蔬菜样品的前处理方法采用经弗罗里硅土和石墨化炭黑研磨均匀后，用乙酸乙酯淋洗净化。王超英等人采用固相微萃取方法对大气样品进行处理，使用高效液相色谱仪测定环境中痕量邻苯二甲酸酯，提出了固相微萃取优化的条件。卢春山等人研究了超声提取-固相萃取净化/GC-MS分析方法，考察了不同类食品的提取、净化方法，研究结果表明净化后食品萃取液的基质去除率达到80%。王粟明提出依据食品基质的特点建立不同的前处理方法，对于植物酱菜类食品采用超声提取和液液萃取方法处理样品，认为样品经过双重净化检测结果能够取得较好效果。陶然选定了邻苯二甲酸酯类物质中的10种成分采用紫外分光度法、高效液相色谱、气相色谱等分析仪器建立了同时测定食品中10种邻苯二甲酸酯类化合物残留的分析方法。庞世敏等人采用超声萃取-气相色谱法测定食品包装保鲜袋材料中的邻苯二甲酸酯类增塑剂，优化了样品前处理方法，认为甲苯溶剂超声萃取效果较好。俞雄飞等人研究应用傅立叶变换红外光谱法实现聚氯乙烯及邻苯二甲酸酯增塑剂的快速鉴别。汪瑗等人建立了薄层扫描测定邻苯二甲酸酯类化合物（DMP、DEP、DBP和DEHP）的方法，分别用环己烷浸泡塑料输液器材，超声提取处理，分离效果好，可同时测定塑料输液器材及袋内葡萄糖液中邻苯二甲酸3二（2乙基）-己基酯。
3食品中塑化剂研究展望
2012年的白酒中存在塑化剂事件曝光后，食品安全监管部门要求白酒企业彻查生产环节。2013年，国家食品药品监督管理局《关于进一步加强白酒质量安全监督管理工作的通知》，要求各级食品安全监管部门进一步加强白酒质量安全监督管理，将塑化剂项目纳入食品许可发证审核内容，督促企业切实保障白酒质量安全。有研究表明，塑料容器和塑料管道是白酒中塑化剂产生的根源，因此，白酒生产企业严禁使用塑料制品用于盛装、输送白酒，所有车间输酒管线限期更换为不锈钢材料，严防塑料制品直接接触酒体导致邻苯二甲酸酯类物质的迁移发生。白酒生产企业将淘汰涉塑类输送管线和容器，逐步使用不锈钢材质管线和容器进行组织生产，通过减少白酒直接接触塑料制品的途径，避免造成酒体污染。邻苯二甲酸酯类物质也会随着化工工业的发展逐步退出食品接触材料生产领域。
同时，为了发展塑化剂含量快速检测技术，窦怀智等人通过研究利用FAIMS（强场非对称波形离子迁移谱）芯片搭建的检测设备，成功实现了对白酒中DEHP和DINP的快速检测[5]。方便快捷的检测技术，可以有效保证产品质量的监督，便于白酒生产企业在生产过程中随时监督酒体中的邻苯二甲酸酯类物质的含量，帮助生产企业采取有效措施防范塑化剂发生迁移或污染酒体。与塑化剂的国标方法检测相比，快速检测技术成本低、效率高，能够在筛查过程中大大减少检验检测工作量。
由于PAEs不仅仅存在于塑料制品中，甚至在空气和水中都含有PAEs成分，所以赵晶等人采用曝气生物滤池分别对塑化剂DHP和DEHP进行生物降解处理，去除率分别达到95.5%和90.3%，并推测了PAEs的可能降解途径。因此，未来白酒企业对于如何去除酒体中的PAEs成分将成为研究的重要课题。
参考文献：
[1]张岩，王丽霞，李挥等.食品接触材料安全性研究进展与相关法规[J].塑料助剂，2009，03：16-18.
[2]方程冉，陈川龙，项硕等.邻苯二甲酸酯类增塑剂降解研究进展[J].浙江科技学院学报，2006，18（4）：186-190.
[3]靳秋梅，孙增荣.邻苯二甲酸酯类化合物的生殖发育毒性[J].天津医科大学学报，2004，10（增刊）：15.
生物塑料研究篇6
双酚A，全称双酚基丙烷（BPA），是聚碳酸酯PC的重要原料，许多日常消费品如食品包装容器、婴儿奶瓶等儿童用品都可能含有双酚A。
卫生部监督局发出“关于公开征求拟批准食品包装材料用添加剂和树脂意见”的函，其中称，根据《食品安全法》及其实施条例的规定，按照卫生部等7部门《关于开展食品包装材料清理工作的通知》的要求，第一批拟批准196种食品包装材料用添加剂、116种食品包装材料用树脂。在“拟批准的116种食品包装材料用树脂”中，多数含有双酚A的产品，在备注中写明“使用限制条件参考相应产品安全标准。不能用于接触婴幼儿食品”。
是否含有双酚A应标注清楚
目前，国内外对双酚A的毒性研究主要为动物调查实验研究，有研究发现双酚A有模拟雌激素的效果，即使很低的剂量也能使动物产生雌性早熟、数下降、前列腺增长等作用。而塑料奶瓶多以PC材质为主，PC奶瓶多含双酚A。不少家长对此感到困惑。
在北京市场上，包括NUK在内的少数儿童水杯也是PC材质的。“乐扣乐扣”的几款水杯，各大牌子的太空杯也多是源自PC材料，而大多数国产商品都未标明是否含双酚A。
国外进口品牌“汤美”“新安怡”多个儿童水杯外包装上标注了“绝对不含双酚A”、“0%BPA、不含双酚A”等字样。德国品牌NUK有一款标着“聚碳酸酯”的双柄高级透明喝水杯，在注意事项里告知“用温开水冲洗，不可煮沸消毒或蒸汽消毒”，没有提及双酚A的事项。
进口品牌的奶瓶占据市场80%以上的份额，除英国、韩国两款进口品牌奶瓶明示不含双酚A外，所有的塑料奶瓶都写着“安全无毒”、“耐高温，可煮沸或蒸汽消毒”的字样。一款“喜多”牌PC塑料奶瓶外包装上，写有“本产品经过‘双酚A’测试”的字样。与普通PC奶瓶相比，这些不含双酚A的塑料奶瓶往往价格比同样容积的奶瓶贵得多。
欧盟封杀“双酚A”塑料奶瓶
2010年11月上旬，世界卫生组织发表声明说，双酚A安全性仍然需要进一步研究，目前还不足以对它采取公共卫生手段。世界卫生组织的态度没有阻碍欧盟推出双酚A禁令，但显然会对中国的决策产生影响。最近，欧盟食品链和动物健康委员会通过一项决定：禁止生产含有双酚A（BPA）的塑料奶瓶，从今年6月起，禁止进口或在市场上销售双酚A塑料奶瓶。
中国科学院化学研究所研究员朱善农则表示：“当双酚A聚合成聚碳酸酯或环氧树脂高分子材料后，一般是没有毒性的。双酚A在被广泛使用的几十年间，并没有发生任何危险。”而中国疾病预防控制中心中毒控制中心研究员丁茂柏表示，欧盟虽然不能说是小题大做，也可以说是反应有点超前。国家质检总局对进出口塑料制品中双酚A普查，也只是“只做检测，不做合格判定”，其直接原因就是双酚A的实际影响难以判定。
瓶底数字符号与安全性无关
有报道说，要识别塑料制品是否含有双酚A，消费者可以通过塑料瓶的瓶底三角回收标志进行辨认。这个方法是不是靠谱呢？中国塑协塑料再生利用专业委员会副会长董金狮则表示，瓶底的数字是一个塑料回收标志，与该瓶子“是否安全”没关系。
婴儿奶瓶，从原料上来说，可以分为玻璃奶瓶和塑料奶瓶。其中塑料奶瓶的材质一般有PC、PP、Tritan、PES、PPSU。除了PC，其他基本都不含双酚A（BPA）。在婴儿奶瓶的选购上，目前形成的共识是，PPSU（底色发黄）无论从安全性、耐温、耐水解和耐冲击等方面都是最好的，PES（底色淡黄）耐水煮和冲击方面比PPSU差。纯的PP是安全的，耐温一般80℃左右，耐温120℃以上的PP大多是改性的，安全性会降低。玻璃奶瓶相对来说价格适中，也更加安全，但是重金属含量不容乐观。TRITAN材料有FDA认证，用此材料做的奶瓶是比较安全的，但市场上比较少见。
据称，塑料PC里确实含有双酚A，但含量远低于国际标准，而且只有当温度高于135℃的时候，才可能导致该物质渗出。如果使用塑料奶瓶，消毒时温度不要超过100℃，不要将奶瓶放在微波炉中消毒。塑料奶瓶在反复消毒后会磨损老化，溶出的双酚A就会增多，所以使用几个月后就要更换。
新版国标尚未出台
厂家称若有问题将召回
中国疾控中心营养与食品安全所副所长李宁透露，目前国家正在清理包装材料标准，也出台了征求意见稿，稿中也规定我国未来的婴幼儿奶瓶不能使用双酚A，目前这些正在征求意见。同时，国家食品安全委员会也在做一项工作，对目前可能使用了双酚A的婴幼儿奶瓶做一些研究，并进行相关评估。
目前我国只有一份适应于所有PC瓶的现行国家标准，就是1994年实施的《食品容器及包装材料用聚碳酸酯树脂卫生标准》。我国相关部门应尽快出台标准，顺应国际标准。
PC材料不止儿童用品。有很多售价10多元的太空杯、休闲水瓶，也是PC材料的产物。超市人员说，这种杯子耐摔，携带方便，买的人很多。
经致电“乐扣乐扣”上海贸易公司，售后部负责人张先生表示，“乐扣乐扣”只有少部分产品是PC材料，但都通过了韩国和中国检验机构的检测。由于双酚A的隐患，公司“可能会减少生产PC材质的水杯”。
德国NUK中国公司客服人员也表示，NUK塑料奶瓶都符合标准，可放心使用，PC材料的也没问题，“如果有问题的话，公司肯定会在第一时间召回。”
链接：瓶底数字常识
01：对应聚对苯二甲酸乙二醇酯。矿泉水瓶用的就是这种材质，这种材料耐热至70℃，装高温液体或加热则易变形，对人体有害的物质会溶出。这种塑料制品使用超过10个月后，可能释放出致癌物。
02：对应高密度聚乙烯。塑料袋多是此种材质，可耐110℃高温。承装清洁用品、沐浴产品的塑料容器可在小心清洁后重复使用，但这些容器通常不好清洗，容易变成细菌的温床。
03：对应聚氯乙烯。这种材质的塑料制品易产生的有毒有害物质来自于两个方面，一是生产过程中没有被完全聚合的单分子氯乙烯，二是增塑剂中的有害物。
04：对应低密度聚乙烯。保鲜膜、塑料膜等都是这种材质。耐热性不强，通常合格的PE保鲜膜在温度超过110℃时会出现热熔现象，会留下一些有害物质。因此，食物入微波炉前，先取下保鲜膜。
05：对应聚丙烯。微波炉餐盒采用这种材质制成，耐130℃高温，透明度差，这是唯一可以放进微波炉的塑料盒，在小心清洁后可重复使用。但由于盒盖可能使用了其他材料，进微波炉前先把盖子取下。
06：对应聚苯乙烯。这是用于制造碗装泡面盒、发泡快餐盒的材质。耐热抗寒，但不能进微波炉，以免因温度过高而释放出化学物。因此，您要尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物。
07：对应PC及其他类。多用于制造奶瓶、太空杯等。近年来，奶瓶因为含有双酚A而备受争议。PC中残留的双酚A，温度愈高，释放愈多，速度也愈快。因此，不应以PC水瓶盛热水。
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