生物可降解塑料的研究现状分析

（西北民族大学 甘肃 730124）

前言

塑料制品来源于石油资源，随着石油资源的数量越来越少，如何对塑料制品进行回收再利用已经成为了许多国家的重要任务。无法降解的废弃塑料不仅会导致堆积如山的垃圾，还有可能会危害着人类的健康，甚至给生态环境带来难以消除的伤害，我国对废弃塑料的处理方法有焚烧、填埋等，但是这些方法都会对环境造成污染，因此寻找降解塑料的方法成为了我国的重要任务。生物可降解塑料可以利用生物降解的技术处理废弃塑料，从而能够让塑料快速分解为无害的二氧化碳和水回归给自然，这不仅能够快速的处理废弃塑料，还能够避免塑料对环境造成伤害。可降解塑料能够快速的分解为二氧化碳和水，避免残留的物质对环境有较大的伤害。

1.生物可降解塑料的种类和应用

(1)PCL

PCL是一种开环聚合制备的脂肪族聚酯，由此制成的生物可降解塑料，具有着较大的延展性和生物相容性，能够在降解过程中较易于降解。PCL在制作的过程中十分容易加工成型，常常用作生物医疗和食品包装材料，再加上他具备较好的相容性，可以和多种聚合物都相溶，能够制成性能优良的共聚物和共和物，并且具备生物分解性，能够更好的运用在日常生活中提高了PCL的应用价值。PCL作为一种生物可降解塑料，在人体中的降解过程十分缓慢，能够避免人体受到塑料的侵蚀伤害，当前已经获得美国FDA的批准，广泛的运用在了日常生活中。

(2)PBS

PBS是使用范围较广的生物降解塑料，其熔点在114℃左右，若是其温度超过110℃，PBS就会发生变形，由此可见PBS的热稳定性是较强的。PBS的原料来源丰富，生产工艺简单、成本较低，但其运用范围较广，可以用于食品包装、一次性餐具，薄膜等领域，发展至今已经有了较广泛的运用情况。随着PBS运用的广泛，当前制作高相对分子质量PBS技术的生产水平正在不断提高，成本价格正在不断降低，催发了PBS生物可降解塑料的大范围运用。

(3)PLA

PLA以乳酸或丙交酯为单体聚合而成，是一种刚性的生物可降解塑料，具有较高的强度和良好的透明性，能够在各种生物体之间进行相容，在纺织、3D打印、生物医疗等领域有着广阔的应用前景。PLA主要是有可再生植物资源，通过微生物发酵而得，由此可见，其原料丰富且无污染，生产成本低廉，十分适用于大批量的生产和大规模的运用。最早的PLA生物可降解塑料是由美国公司将玉米中的葡萄糖发酵提取而成的，随着这一重大技术被发现，PLA生物可降解塑料成为了运用最广泛的降解材料之一。随着产业化技术的不断完善，PLA的各种应用性能也大量开展。

(4)PHA

PHA作为一种分子内的生物，可降解塑料，主要是微生物，通过将葡萄糖等碳水化合物发酵而成等，由于发酵条件不同，PHA的类型也有所不同，所运用的场所和领域也会存在一些差别。PHA的生物相容性较好，利用范围可以从一次性塑料到伤口敷料等应用领域，由此可见他的应用范围跨度较大，但是PHA类产品价格较为昂贵，其性能还需要进一步改善，才能够更大规模的投入使用。目前美国公司正在大量的生产PHA用品，但是大部分公司由于业绩不好已经停止了生产，国内生产PHA产品的，主要有宁波天安生物材料有限公司和天津国韵生物科技有限公司。

(5)脂肪-芳香共聚酯

脂肪-芳香共聚酯是在芳香族成分上加工的降解塑料，提高了其耐热性和力学能力，从而保留了聚酯生物降解性能的生物可降解塑料。脂肪-芳香共聚酯是较难提取的一种生物可降解塑料，最早是由德国公司以苯二甲酸二甲酯、丁二醇为材料生产的可降解塑料，目前产能为140kt/a。脂肪-芳香共聚酯由于其独特的韧性和较好的耐热性，适于做软性薄膜包装材料，同时他还能够与PLA共混，结合PLA的刚性开发了更多可降解塑料产品，两种材料的结合首创了可降解塑料的种类。

(6)二氧化碳共聚物

二氧化碳共聚物是将二氧化碳制成的可降解塑料，具有高透明性和生物降解性，主要用于一次性医药和食品包装材料等等，此生物可降解塑料能够更好的运用在我国的日常生活中，再加上其原料丰富，并且能够有效的减缓我国的大气污染，对于我国自然生态环境有着十分重要的意义。二氧化碳共聚物的主要产品为PPC，PPC的转变温度大致为35℃左右，其产品中二氧化碳的含量约为40%，是一项消耗二氧化碳的绿色环保工程。作为具备良好生态系统的生物可降解塑料，但是其生产的成本较高并且产量较低，目前的产能主要为50kt/a，因此我国还需要重点探索其生产技术，从而更好的扩大此塑料的运用规模。

2.生物降解塑料的发展现状及存在问题

(1)产能与产量

生物降解塑料发展至今已经取得了较大的发展成果，其产量也在不断的增加，截至2014年底，国内共形成生物降解塑料超过40万吨。除了淀粉塑料之外，PBS是当前规模最大的生物降解塑料产品，虽然全国的生物降解塑料产量较高，但是从产量来看，国内生物降解塑料仍处于起步阶段，产量较少，并且大多数的生物降解塑料均是淀粉和传统塑料共混的产品，生物降解材料质量并不高，甚至严格意义上还不算生物可降解塑料。由此可见，我国生物降解塑料还需要进一步的发展，才能够跟上国际的发展速度。

(2)应用领域与价格

当前国内生物降解塑料主要用于包装盒和一次性餐具，占生物降解塑料利用领域的63%，大量的PBS类聚酯降解塑料应用在我国的包装盒和餐具上，为包装盒和餐具提供了较大的保障。除了运用在包装盒和一次性餐具外，生物降解塑料还被用于农业方面，占生物降解塑料利用领域的25%左右。由于大量运用于包装盒和一次性餐具生物，可降解塑料的市场价格并不高，再加上其性能较好，其应用状况也在逐渐的提高，由此可见，生物降解塑料有着较为光明的发展前景。

(3)国内市场环境

当前，我国大量的生物可降解塑料产品均用于贸易出口，真正运用在国内市场的较少，出口的生物可降解材料约为3.4万吨，几乎占国内生产量的一半，可降解塑料已经成为了我国较大的外出口产品。虽然我国国产的PLA性能和成本都不及国外的产品，但是仍然存在着较大的市场需求，我国生物可降解塑料主要以两种方式出口：一种是直接出口；另一种是间接出口，即可以通过其他国家加工和生产，从而出口到国外并在国外使用。一般情况下，通过间接出口的生物可降解塑料，其最终产品仍然出口到国外市场，并不会应用于国内市场。

3.生物降解塑料未来的发展前景

根据上文可知，生物降解塑料的应用领域和应用场景非常的广泛，由此可见，生物降解塑料未来的发展前景也是较为光明的，目前国内生物降解塑料仅有PLA，PPC，PBS这三个产品，这三个产品的生产技术相对成熟，产业化规模相对较大，但是生物降解塑料还需要进一步的改进才能够跟上当前的市场需求，由此可见，生物降解塑料的潜在市场十分巨大。生物降解塑料可以应用于当前的包装材料，当前包装材料大多采用聚乙烯等不可降解材料，这些材料既不环保又没有办法进行降解，因此这将会是生物降解塑料的一大发展市场，除此之外，未来还可以通过使用PBS可降解薄膜来代替当前的农用薄膜，从而满足当前180万吨的市场需求。由此可见，未来我国还可以通过加强生物降解塑料发展技术来帮助生物降解塑料实现快速的发展和进一步质量的提高。

4.结语

综上所述，随着我国生态环境遭受到了日益破坏，白色污染成为了我国生态环境的一项重大污染国家加强塑料污染治理及环保要求日益严格，塑料行业也需要对此进行相应的调整。基于此发展背景，生物讲解塑料产业迎来了千载难逢的市场机遇，同时也受到了我国政府和社会各界的广泛关注，未来几年生物降解塑料的需求将会迎来不断的增长，随着生产技术和应用领域的不断扩大生产成本不断降低，生物降解塑料将会成为未来的重大产业之一，由此可见，生物降解材料的前景一片光明。