新型塑料材料的研究与应用前景

生物降解塑料的发展现状及应用前景探究

摘要：白色污染是环境污染的重要元凶之一，可降解塑料是解决白色污染最直接的手段。可降解塑料包括生物降解塑料、水降解塑料、光/生物降解塑料等。为深入了解生物降解塑料的应用及价值，文章研究生物降解塑料的发展历程，并对其未来发展进行展望，一方面推动生物降解塑料的应用，另一方面了解可降解塑料使用规模，为相关人士提供参考。

关键词：生物降解塑料；发展现状；应用前景

塑料是现代化工业及人类生活最重要的基础材料之一，由于传统塑料不可降解，可对环境造成可持续性损害，因此可降解塑料的研发及应用成为各国关注的热点课题。生物降解塑料是可降解塑料的一种，据初步统计，2021年全球生物降解塑料消费量达到1200kt左右，涉及众多行业。由此可见，生物降解塑料得到极为广泛的应用，成为健康有序地推动产业发展的重点，研究生物降解塑料的发展历程也成为学术界的核心话题之一。

1、生物可降解塑料的发展现状

生物降解塑料依照程度划分可分为部分降解、完全降解两种。部分降解包括淀粉基塑料，完全降解塑料包括聚丙交酯塑料、石油基可降解塑料等。

1.1 PLA

聚丙交酯塑料即PLA，通过乳酸直接缩聚制备法制备时成品分子质量较低，适用场景相对受限。对此，有学者对制备工艺进行优化，即先用乳酸制备丙交酯，随后在催化作用下进行开环聚合，制备分子量约为700000的聚丙交酯塑料。乳酸分子含有手性碳原子、光学异构体，所以聚丙交酯也可称为聚左旋乳酸。聚左旋乳酸为部分结晶性聚合物，具有质地硬的特点。相比传统塑料，聚丙交酯没有毒害作用，和生物相容性良好，并且透明度高，满足塑料制品的使用需求。202等国。美国企聚丙交酯生产企业以NatureWorks为主，是全球最大的聚丙交酯生产商，产能约为每年180000吨。我国聚丙交酯生核心生产企业坐落在浙江，浙江海正生物材料集团产能约65000吨。目前，我国兴起了大量的聚丙交酯生产企业，并着力研发新型生物可降解塑料，如山东同邦、浙江友诚、安徽丰源泰富等。PLA具有良好的透明度及强度，可在多种生物体间相融，适用于3D打印，生物医疗、纺织等领域。该材料以可再生植物资源为基础，依托微生物发酵获得，因此原料来源丰富且无污染，生产成本低廉，并且适合大规模生产及应用。早期，PLA生物可降解塑料由美国公司生产，随着PLA可从植物中提取这一结论公示后，PLA可降解塑料成为应用最广泛的可降解塑料材料，并且实现工业化生产。

第1篇

一、引言

随着科技的不断进步和人类生活水平的提高，塑料材料因其轻便、耐用、易加工等特性，已经广泛应用于各个领域。本文将对塑料材料的基本概念、分类、性能特点、应用领域以及发展趋势进行总结，以期为我国塑料材料的研究、生产和应用提供参考。

二、塑料材料的基本概念

塑料材料是一类具有可塑性的合成高分子化合物，由单体通过聚合反应形成长链分子。塑料材料具有优异的力学性能、化学性能、电性能和耐腐蚀性能，广泛应用于日常生活、工业生产和科学研究等领域。

三、塑料材料的分类

1. 按照聚合反应类型分类

（1）热塑性塑料：在加热条件下可塑化，冷却后固化，可反复加热塑化。如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等。

（2）热固性塑料：在加热条件下可塑化，冷却后固化，不可反复加热塑化。如酚醛塑料、环氧树脂、不饱和聚酯等。

2. 按照化学结构分类

（1）聚烯烃类：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

（2）聚酯类：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等。

（3）聚酰胺类：尼龙、聚酰胺6、聚酰胺66等。

（4）聚碳酸酯类：聚碳酸酯（PC）、聚碳酸酯酰亚胺（PC/PI）等。

（5）聚酯弹性体：聚氨酯、聚硅氧烷等。

四、塑料材料的性能特点

1. 力学性能：塑料材料具有良好的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能，能够承受一定的外力作用。 2. 化学性能：塑料材料具有良好的耐腐蚀性能，对酸、碱、盐等化学介质具有一定的抵抗能力。

3. 电性能：塑料材料具有良好的绝缘性能，常用于电气、电子行业。

4. 耐热性能：塑料材料具有一定的耐热性能，能够在一定温度范围内保持稳定的性能。

5. 耐寒性能：塑料材料具有良好的耐寒性能，能够在低温环境下保持良好的性能。

6. 耐候性能：塑料材料具有良好的耐候性能，能够抵抗紫外线、臭氧等自然因素的侵蚀。

五、塑料材料的应用领域

1. 建筑行业：塑料管材、板材、装饰材料等。

上二海化一『　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖ０ｌ３１　Ｎ０．６　Ｊｕｎ．２Ｏ（）６　

生物降解塑料的开发现状　

和前景（上）　

塑料大多属石油化工产品，以石油和天然气生　

产的化工原料合成，都不具备降解性。越来越多的塑　

料废弃物造成严重的“白色污染”，促使人们开发和　

利用可自然降解的塑料。２０世纪９０年代后期，完全　

生物降解塑料和所谓全淀粉塑料得到了大力发展，　

使用发酵和合成方法制备能真正降解的塑料及用微　生物生产可降解塑料受到重视。　

据统计，１９９９—２００５年间世界生物聚合物生产　

能力大大增长，到２００５年已达约２９万吨／年。在欧　

洲，消费量已从２００１年２万吨增加到２００５年８万　

吨，到２０１５年，消费量将增加到约１００万吨。另外，　欧盟使用生物聚合物的长期替代潜力估计将提高到　

１　５００万吨，生产能力可望达到现有塑料生产量约　

ｌ，３。据巴斯夫公司预测，在２０１０年前，生物降解塑　

料需求的年增长率大于２０％。　

位于德国柏林、代表生物塑料行业的ＩＢＡＷ协　会欢迎新的成员和农业原料公司加入该组织。ＩＢＡＷ　

协会成员现包括巴斯夫、伊士曼、Ｎｏｖａｍｏｎｔ、Ｔｅｔｒａ　

Ｐａｋ、Ｐ＆Ｇ和Ｈｕｈｔａｍａｋｉ等公司。该组织认为，面对常　

规化石燃料原料生产成本的上涨和气候变暖问题的　

日受重视，生物塑料正在得到更多的推广应用。发展　

可再生原料，减少社会和现代工业对化石燃料的依　

赖，是必须履行的责任。据ＩＢＡｗ估算，当今生物塑　料正在迅速发展之中，可望占欧洲塑料市场４　０００　

万吨的１０％。该协会人称，为发展生物塑料市场，需　

投资数十亿欧元，尤其用于建设大型装置。可再生原　

材料可在没有石油的国家发展，每公顷土地可生产　

２　３吨生物塑料，欧洲保护耕地计划可望生产数百　

万吨塑料。　谷物生产聚合物的制造商Ｃｅｒｅｐｌａｓｔ公司在　

２００６年３月初召开的美国谷物培育者协会年会上　

称，生物聚合物的价格水平现巳可与石油为原料的　◆高枫◆　

2023年塑料行业市场前景分析

随着人们生活水平的提高和人口增长的加快，塑料制品的需求量逐年增加。塑料作为最广泛应用的一种材料，已经成为现代工业的重要组成部分之一，这也决定了塑料行业的市场前景非常广阔。

首先，随着新一代信息技术与制造技术的不断发展，不断涌现出新的塑料材料。在保持传统塑料特性的基础上，新型材料具有优异的综合性能，可使用范围更广，市场前景更好。例如，热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、聚酰亚胺等高性能特种材料，在汽车零部件、电子元件、航空航天等领域的应用量不断增加。

其次，从工业4.0的角度来看，高性能工程塑料将呈现更大的市场需求。以汽车工业为例，传统金属材料难以满足汽车轻量化、节能减排的需求，而工程塑料正好可以满足这些要求。中国的汽车产业也将从传统的轿车、商务车向新能源汽车和智能网联汽车转型，这将进一步促进工程塑料的需求量增加。

再次，从可持续发展的角度看，环保型塑料将成为未来市场的重要趋势。国家政策的不断推进对环保材料的扶持，对塑料回收与再生利用的提倡，对塑料垃圾的治理都将促进环保型塑料的应用与发展。因此，未来绿色化、环保化的塑料乃至生物塑料将逐渐占据更大市场份额。

总之，随着技术的进步和社会需求的变化，塑料行业的市场前景依然广阔，但同时也会面临一些挑战。塑料行业生产成本较低、市场竞争较激烈，必须在品质、技术、价格等方面做出相应的提升和调整。因此，对于塑料行业来说，不断注重技术创新与可持续发展是关键，只有在这些方面的不断改进，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。