植物塑料的兴起

吴　载

据了解，每年我国的包装废弃物约200多万吨，其中有近5％为石油塑料制品垃圾。石油塑料制品的成分主要是聚乙烯或聚苯乙烯，如果直接焚烧这些垃圾，在燃烧过程中会产生对人体致癌的物质。假如填埋，它们历经百年也不会降解，更会污染海洋环境，导致耕地板结，严重破坏生态平衡，最近，一种利用生物技术制造的新型材料——植物塑料的问世，打破了这一局面。

所谓植物塑料是指由玉米或甘蔗等制造的聚乳酸塑料，现在使用植物塑料的实用化产品已有农业用的地膜和快餐盒等。另外，部分电器产品和服装等也开始使用了植物塑料，植物塑料一直以来被视为与环境亲和的“生物分解塑料”之一。所谓生物分解塑料是指，在自然界中能够通过微生物的作用将其分解为水和二氧化碳的塑料。

但是，与以往出自石油或天然气的塑料相比，植物塑料存在制造成本高，以及60℃以上易变形等缺点，目前还没有大范围地推广应用。但是，科学家预言有望在5年内植物塑料将全面取代石油化工塑料。

技术有待提高

那么，玉米、甘蔗等植物是如何造出塑料的呢?首先，从玉米、甘蔗等植物中萃取出淀粉；接着，用酶将淀粉分解制成麦芽糖或葡萄糖；然后，将麦芽糖或葡萄糖供给微生物食用并发酵，制造出乳酸；最后，将乳酸聚合，造出聚乳酸。这样制作的聚乳酸材料十分坚硬，并具有极高的透明度。但是，聚乳酸单晶在室温下接近玻璃的性质，稍加冲击马上就会碎裂。如果想作为塑料使用，还需要通过掺加柔顺的化合物，另外，由于聚乳酸的熔点只有170℃，作为商品，还必须提高它的耐热性和强度。

聚乳酸是螺旋结构的高分子，如果让它结晶，虽可增加耐热性或强度，但会失去透明度。反之，如果保持透明度，则只能在60℃以下使用，此外，还存在其结晶速度慢等问题。

聚乳酸塑料最大特点是在自然界中容易分解。在聚乳酸塑料中加上水，即可变成容易分解的酯。把聚乳酸塑料放入堆肥中，首先通过水分和酶的分解，变成乳酸；再经被称为需氧菌的微生物食之并代射，最终被分解为水与二氧化碳。而二氧化碳和水原本就是植物从大自然中吸收来的，所以，从整体来说，它没给环境增加负担。

优势卓越明显

用聚乳酸塑料制造的产品具体有什么价值呢?首先，这些塑料来自植物，作为材料来源它优于石油化工塑料。其次，植物能够通过种植获得，所以聚乳酸塑料可说是再生资源或可持续使用的材料。另外，使用谷物为主制造的聚乳酸，不论是焚烧还是在自然界中分解，都不会对环境增加负担。现在世界生产石油化工塑料的年产量是1.5亿吨。如果用聚乳酸制造塑料，这就减少了石油或天然气的消耗，这对化石燃料面临枯竭的现状，无疑是一个最大的福音。

另外，焚烧废弃的石油化工塑料，等于把埋在地下的化石燃料中的二氧化碳释放到大气中，这无疑加深了日益严重的全球变暖问题，如果使用吸收二氧化碳的植物来制造聚乳酸塑料，可使大气中的二氧化碳得到更好的循环，

医勇敢领域广泛

除了日常用品中的广泛适用外，聚乳酸植物塑料在医学方面的应用优势尤为突出，也是目前应用得最为成功的领域，第一是制作医用骨钉，以前治疗骨折等骨科疾病使用的是不锈钢骨钉，病人必经两次手术才能治愈，即第一次手术用钢钉把骨折复位固定，待骨头长好后，再动第二次手术，把钢钉取出。使用聚乳酸植物塑料只需一次手术植入骨钉，病愈的同时，骨钉也降解在人体内。因为降解产生的是二氧化碳和水，所以不会对人体产生不良后果，虽然，目前聚乳酸植物塑料骨钉的价格比不锈钢骨钉高出50％左右，但是多数患者为了避免两次手术的痛苦，还是选择聚乳酸植物塑料骨钉。

另一方面、将聚乳酸植物塑料制成人工脏器的骨架研究也在进行。例如有专家正在聚乳酸植物塑料肝骨架的整个表面上培养肝细胞，制造人造肝脏，用这种方法制造的人造肝脏移到体内，作为骨架部分的聚乳酸植物塑料在体内不久就会被分解吸收，最后留下了与骨架同样形状的肝脏，这是有效利用聚乳酸植物塑料生物分解性质的典范。

来源越来广

要使聚乳酸植物塑料普及，还有一些问题必须解决，特别是制造成本高的问题最令企业头疼。但随着人们环境保护意识的不断提高，聚乳酸塑料必将受到大众的欢迎，为此，聚乳酸植物塑料肯定有发展前景。

如果那样的话，作为聚乳酸原料的谷物将来如何供应是个问题。现在其主要原料是玉米。科学家建议应从数量上占优势的淀粉资源“大米”着手，制造聚乳酸植物塑料。科学家关注大米生产聚乳酸植物塑料的另一个理由是，聚乳酸螺旋结构的旋转方向不同，可分为L聚乳酸和D聚乳酸。现在制造的聚乳酸几乎是L聚乳酸。目前科学家已经成功地从大米中制造出D聚乳酸，并发现了对聚乳酸植物塑料有意义的性质，首先将L聚乳酸与D聚乳酸掺和，使熔点提高到110℃左右，大大改善了耐热性问题，其次，改变混合的方法，能够产生性质不同的各种聚乳酸植物塑料。

与石油塑料相比。聚乳酸植物塑料与其他生物分解塑料一样，可以说目前几乎没有普及，但是随着人们环保意识的进一步提高，普及只是一个迟早的问题。

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[责任编辑]蒲晖