聚乙烯是由几千至几万个乙烯小分子均聚或与少量1-烯烃共聚生成的线性高分子化合物，其降解特性受重复单元、分子链结构、凝聚态结构三个结构层级的共同影响，主要包括分子键强度、分子链长度、分子亲/疏水性、分子结晶度等方面。

       聚乙烯结构单元（-[CH₂-CH₂]_n-）的C-C、C-H 键理化性能稳定，需要较高的能量或作用力才可发生分子键断裂；且相对分子质量大、分子链长、链段结晶度高、疏水性强，难以与生物及化学物质接触或进入微生物体内代谢分解。因此，在自然条件下的降解过程非常缓慢，大约需要300多年时间。

       我们的核心技术生态塑料母料主要有4种成分构成：（1）具有可见光催化氧化降解和热催化氧化降解功能的成分，如金属Fe的有机化合物等；（2）具有紫外光催化降解功能的成分，如纳米TiO₂等；（3）具有助氧化降解功能的成分，如柠檬酸等；（4）普通塑料基体成分。

       在生态塑料母料的催化作用下，通过以下4个化学反应步骤，实现了聚乙烯的快速氧化分解。①链引发，聚乙烯分子键在受到机械力或光、热等能量作用时断裂生成高活性自由基；②链增长，高活性自由基在有氧条件下迅速反应生成过氧基或氢过氧基等中间产物；③链转移，含不稳定过氧自由基或氢过氧自由基的化合物发生分子键断裂生成含羰基化合物，见下图1。

（图来自农业环境科学学报）

图1 聚乙烯分子氧化降解过程示意图证明

       ④链终止，含羰基化合物通过Norrish Ⅰ型反应生成醛、羧酸、酯类等化合物，或者通过两次NorrishⅡ型反应生成酮羰基，见下图2。

（图来自农业环境科学学报）

图2 羰基基团氧化降解过程示意图证明

       由于反应过程中生成氧化反应自身的引发剂，因此聚乙烯循环氧化反应过程是一个自动加速链反应，其中的最重要产物是氢过氧化物，见下图3。

（图来自农业环境科学学报）

图3. 自动加速链循环反应示意图证明

       这一过程不断循环进行，使聚乙烯分子量不断降低并使亲水性的含氧基团含量不断提高。随着分子量的降低和亲水含氧基团的增多，逐渐转变为亲水性的小分子碳氢氧结构。生物降解过程则是在此基础上，微生物逐渐将亲水性的小分子分解，转化为水、二氧化碳和微生物有机质，实现完全生物分解，见下图4。

图4 生态塑料的生物降解实验证明