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新型生物可降解塑料材料在农业领域中的应用前景探索新型生物可降解塑料材料在农业领域中的应用前景探索引言:近年来，随着环保和可持续发展观念的逐渐深入人心，生物可降解塑料材料逐渐成为塑料产业的一个热点领域。
在农业领域中，塑料材料的应用广泛，而传统的塑料材料在使用过程中产生大量的废弃物，对环境造成了严重的污染。
因此，开发和应用新型生物可降解塑料材料在农业领域中具有重要的意义。
本文将探索新型生物可降解塑料材料在农业领域中的应用前景。
一、生物可降解塑料材料的特点和分类生物降解塑料是指能够被自然界中的微生物分解并进一步结构性转换为二氧化碳、水和有机肥料等，从而实现完全降解的塑料材料。
与传统的塑料材料相比，生物可降解塑料材料具有以下几个显著特点：1. 环保：生物可降解塑料材料不会对环境产生污染，能够稳定地降解为无毒无害的物质；2. 可循环利用：生物可降解塑料材料能够被再次提取和加工利用，形成新的产品；3. 耐热性：生物可降解塑料材料具有一定的耐热性，适合农业环境的使用；4. 物理性能优良：生物可降解塑料材料具有良好的韧性、强度和可塑性。
根据降解的时间，生物可降解塑料材料可以分为快速降解型和慢速降解型。
快速降解型的材料实际上是一种由天然物质制成的聚合物，例如淀粉、纤维素等。
慢速降解型的材料则是通过改变和调整塑料材料的结构，使其在特定环境条件下降解。
二、生物可降解塑料材料在农业生产中的应用前景1. 土壤覆盖膜土壤覆盖膜在农业生产中起到覆盖和保温的作用，但传统的塑料土壤覆盖膜使用后难以回收，导致大量的塑料垃圾污染环境。
而生物可降解的土壤覆盖膜，能够较快地降解为二氧化碳和水，不会对土壤环境产生污染。
目前，国内外已有不少实际应用案例表明，生物可降解的土壤覆盖膜具有良好的透气性、保温性和透水性，对农作物生长有积极的影响。
2. 农膜农膜在农业生产中被广泛使用，但传统的农膜难以回收处理，对农田造成了严重的污染。
生物可降解的农膜不仅具有传统农膜的功能，还能够降解为对植物生长有益的有机肥料。
鱼鳞生物降解材料
最近，中国科技界引起了很大的关注，因为一种研究开发的新型生物降解材料——鱼鳞生物降解材料（PPC），正在为高校与高等教育提供新的发展方向。
鱼鳞生物降解材料从本质上看，是由多种天然蛋白质形成的多孔材料，它完全可以被大自然环境中的微生物、细菌和酶分解，从而形成有效的环保材料。
相比之下，传统的塑料材料，制作工艺更为复杂，而且在拆解的过程中，也存在着大量有害分子的残留，难以降解。
在教育领域，鱼鳞生物降解材料将给人们带来更多有益的变化。
首先，在实验室方面，教师和学生们开始使用这种材料来做一些更复杂和多样化的实验，能让他们更容易地学习和掌握实验知识，提高学习效率。
其次，在教师与学生间的互动上，通过利用这种特殊的材料来设计可持久的实验平台，可以使教师与学生之间的沟通更加紧密。
最后，教师们可以在课堂上把教学和实战直接结合在一起，激发学生们对实验技术的热情，更加自主地学习和探索基础知识，为以后的学习打下坚实的基础。
是实，鱼鳞生物降解材料在高校与社会的发展进步确实发挥了巨大的作用。
它不仅满足社会的环境友好要求，而且也为教育领域提供了全新的概念，使教学更具互动性，更加实用，也更加符合现代教育的理念。
生物降解塑料的最新研究成果近年来，人们对于环保意识不断增强，全球各国也纷纷加强环保政策和生态环境建设。
因此，生物降解塑料成为许多国家政策重点之一，以此达到减少塑料污染和保护环境的目的。
随着科技的不断发展和技术的创新，生物降解塑料的研究范围也不断拓展，研究成果也层出不穷。
本文将会介绍近年来生物降解塑料的最新研究成果。
一、生物降解塑料的分类生物降解塑料可以分为完全生物降解塑料和部分生物降解塑料。
完全生物降解塑料是指能够被微生物在其自然的生活环境中分解为CO2、水和天然有机物的塑料。
目前市场上最常用的完全生物降解塑料是聚乳酸(PLA)。
PLA是从玉米淀粉中提取的天然高分子物质，不仅能够完全在自然环境中生物降解，而且性能稳定，适用于包装、农业等领域。
部分生物降解塑料是指被微生物分解为天然有机物和塑料残留物的塑料，而且其塑料残留物并不对环境产生负面影响。
部分生物降解塑料可以分为两类：光降解和酶降解。
光降解是指塑料在阳光照射下分解，其光降解残留物不会产生环境污染。
酶降解是指当塑料被微生物吸收后，微生物分泌各种伴随酶，加速塑料分解的过程。
二、近年来生物降解塑料的研究成果随着环保意识的提高和科技的快速发展，近年来生物降解塑料的研究成果相继推出，以下列举几个涉及不同领域的最新研究成果。
1、海洋生物降解塑料塑料污染已成为海洋环境中严重问题，而海洋生物降解塑料的研究成果或许可以解决这个问题。
2017年，加拿大企业Ecovative Design研发出一种名为“Mushroom Material”的生物降解材料，该材料使用真菌来消化植物残留物，制造出类似于塑料泡沫的材料。
这种材料不仅能够生物降解，而且是可再生的，具有广阔的应用前景，如包装材料、玩具、家具等各种场合。
2、生物降解餐具餐具中使用的大部分是塑料成分，因此大大增加了环境污染的风险。
为了解决这个问题，生物降解餐具成为研究的新方向。
2018年，德国研究团队开发了一种由番茄制成的可生物降解餐具。
全生物可降解地膜的原料及加工工艺
全生物可降解地膜是一种环保型农用物资，它可以在自然环境中快速降解，避免对环境造成污染。
这种地膜的原料及加工工艺是怎样的呢？下面将为大家详细介绍。
首先，全生物可降解地膜的原料主要包括生物降解塑料、淀粉、纤维素等。
其中，生物降解塑料是主要的降解材料，它可以被微生物分解为水和二氧化碳，无污染且可再利用。
淀粉和纤维素则是天然的生物降解材料，可以促进地膜在自然环境中的降解速度。
接下来，让我们了解一下全生物可降解地膜的加工工艺。
首先，将生物降解塑料、淀粉、纤维素等原料按照一定比例混合，形成均匀的物料。
接着，将物料送入挤出机中加热熔融，形成均匀的熔体。
在熔体冷却固化后，形成薄膜状的材料。
最后，经过收卷、裁切等工序后，得到全生物可降解地膜。
全生物可降解地膜具有以下优点：首先，它可以完全被微生物分解，不会对环境造成污染；其次，它的使用成本相对较低，可以广泛用于农业生产中；最后，它可以促进农作物的生长和发育，提高农作物的产量和品质。
总之，全生物可降解地膜是一种环保、经济、高效的农用物资，它的原料及加工工艺符合当前绿色可持续发展的理念，将会越来越受到人们的关注和认可。
全生物降解材料聚乙烯醇〔PVA〕/淀粉合金工程简介塑料包装材料质轻、强度高，可制成适应性强的多功能包装材料，因此人们对塑料包装的依靠愈来愈大。
但塑料包装物的大量一次性使用也产生大量废弃物，由于这些废弃物量大、分散、收集再生利用本钱昂扬，而且其原料大局部属惰性材料，很难在自然环境中降解等缘由，使得它们对环境造成的污染和生态平衡的破坏不断积存，已经成为二十一世纪社会与生态的噩梦。
因此解决塑料的自然降解，使塑料进入生态良性循环，解除其对自然与环境的破坏，成为各国科学家与企业开发热点。
降解塑料的争辩开发可追溯到 20 世纪 70 年月，当时在美国开展了光降解塑料的争辩。
20 世纪80 年月又争辩开发了淀粉填充型“生物降解塑料”，其曾风靡一时。
但经过几年应用实践证明，这种材料没有获得令人信服的生物降解效果。
20 世纪 90 年月以来降解塑料技术有了较大进展，并开发了光生物降解塑料、光热降解塑料、淀粉共混型降解塑料、水溶性降解塑料、完全生物降解塑料等很多品种。
近年来，生物降解塑料特别是生物物质塑料，完全可以融入自然循环，是最有社会与市场前景的降解材料，已在业界成为共识，并有成果不断涌现。
降解塑料是塑料家族中的一员，对它既要求在用前保持或具有一般塑料的特性，而用后又要求在自然环境条件下快速降解。
稳定与降解本是一对冲突，而要求它在同一产品不同阶段实现，难度很大，是集合尖端高技术的材料。
降解塑料由于它具有易降解功能，只适于特定的应用领域和某些塑料产品，如一次性包装材料、地膜、医用卫生材料等。
这些产品受污染严峻，不易回收，或即使强制收集利用价值不大，效益甚微或无效益。
当前市场所见的相当局部降解塑料属崩坏性降解，尚不能快速降解和完全降解。
它在肯定环境条件下和肯定周期内可劣化、碎裂成相对较易被环境消纳的碎片〔碎末〕，再经过很长时间，最终能降解，但降解的速度远赶不上废物产生的速度。
完全生物降解塑料在肯定环境条件下，能较快和较完全生物降解成CO2 和水，它与堆肥化处理方法相结合，作为回收利用的补充，被认为是治理塑料包装废弃物污染环境的好方法，是当前国际上的开发方向。
全生物降解材料的政策汇总一、定义与标准全生物降解材料是指在特定环境条件下，能够被微生物完全分解为无害物质的一类高分子材料。
这类材料在废弃后，可以通过微生物的作用在自然环境中迅速降解，避免对环境造成长期污染。
各国政府对于全生物降解材料的定义和标准有明确的规定，以确保材料的环保性能和可持续发展。
二、生产与销售政府对于全生物降解材料生产和销售都有相应的政策规定。
例如，政府可能会提供财政支持、税收优惠等措施，鼓励企业进行全生物降解材料的研发和生产。
同时，政府也会对全生物降解材料的市场进行监管，确保产品的质量和环保性能。
三、推广与应用政府通过各种政策措施，积极推广全生物降解材料的应用范围。
例如，政府可能会为使用全生物降解材料的企业提供补贴或者税收优惠，或者通过立法规定某些行业必须使用全生物降解材料。
此外，政府还可能会推动相关领域的技术研发和人才培养，为全生物降解材料的应用提供技术支持。
四、税收优惠政策政府为了鼓励全生物降解材料的发展，会制定一系列的税收优惠政策。
例如，降低全生物降解材料企业的增值税率、减免企业所得税等。
这些政策的实施可以有效降低企业的成本，提高企业的竞争力。
五、环保要求与监管政府在推广全生物降解材料的同时，也会加强环保监管力度。
例如，政府可能会制定更加严格的环保标准，要求企业使用更加环保的材料和技术，以确保产品的环保性能。
此外，政府还可能会加强环保执法力度，对于违反环保规定的企业进行严厉处罚。
六、国际合作与交流在全球环保意识的推动下，各国政府都在积极推动全生物降解材料的发展和应用。
因此，国际合作与交流也是政府政策的重要组成部分。
例如，政府可能会参加国际环保组织、与其他国家开展技术合作等，共同推动全生物降解材料的研发和应用。
七、科技创新支持政府通过科技创新支持政策，推动全生物降解材料的研发和产业化进程。
例如，政府可能会设立专项科研基金、支持企业与高校、科研机构等进行产学研合作、给予创新型企业税收优惠等政策措施，鼓励企业进行科技创新和技术攻关。
Novamon⽣产的Mater-Bi材料被证实可在海洋环境中完全降解意⼤利可堆肥⽣物塑料制造商Novamont透露，其Mater-Bi⽣物塑料在4⾄12个⽉内被发现可完全海洋⽣物降解。
在7⽉2⽇在罗马举⾏的新闻发布会上，这家意⼤利公司表⽰，由其⾃⼰的实验室，德国HYDRA海洋科学研究所和锡耶纳⼤学进⾏的测试表明，Mater-Bi可⽣物降解果蔬袋可在海洋环境中被完全⽣物降解。
该公司表⽰，如果袋⼦最终落⼊海洋，这可以起到“减缓因素”的作⽤。
关于Mater-Bi袋的研究分为三个部分：以Christian Lott为代表的HYDRA评估了袋在海洋环境中的解体;由Silvia Casini代表的锡耶纳⼤学研究了⽣物降解导致的有毒元素释放到海洋沉积物中 -被称为⽣态毒理学; Novamont⾃⼰的实验室建⽴了袋⼦的内在海洋⽣物降解性。
这些研究表明，接触海洋微⽣物的Mater-Bi⽣物塑料样品表现出与纤维素和纸相同的⽣物降解⽔平，随着⽣物塑料⽚尺⼨的减⼩，⽣物降解速度增加。
这意味着由Mater-Bi的⽣物降解产⽣的⼩颗粒塑料（称为微塑料）在环境中不持久并且在20-30天后完全⽣物降解。
同时，HYDRA的测试表明，Mater-Bi果蔬袋在4⾄12个⽉的时间内完全⽣物降解 - 在同⼀时期内发现聚⼄烯（PE）袋的对照样品保持完整。
⽣物降解速率取决于海底沉积物的类型及其化学和⽣物物理特性。
锡耶纳⼤学进⾏的⽣态毒性试验 - 研究影响⽣态系统的毒素的可能性 - 发现⽤Mater-Bi注⼊的海洋沉积物样品不会转移或产⽣对三种有机体⽣物有害的有毒物质：单细胞藻类，海胆和鲈鱼。
在⽣物降解的不同阶段六⾄⼗个⽉后测试样品证实，暴露于有Mater-Bi注⼊的沉积物不会引起单细胞藻类⽣长的改变，海胆中没有胚胎毒性，海鲈也没有氧化应激。
所有分析均得到Open-Bio研究联盟的⽀持，这是⼀个由欧盟资助的研究项⽬，研究如何通过⼀系列普遍认可的测试建⽴的标准化将⽣物基产品推向市场，这些测试⽀持了该项⽬的开发和标准化。
生物可降解聚合材料聚羟基乙酸聚羟基乙酸(PGA)作为医用的生物可吸收高分子材料是目前生物降解高分子材料中最活跃的研究领域，当代生物材料的发展不仅强调材料自身理化性能和生物安全性、可靠性的改善，而且更强调赋予其生物结构和生物功能，以使其在体内调动并发挥机体自我修复和完善的能力，重建或康复受损的人体组织或器官。
聚乙醇酸是生物降解材料类高分子中结构最简单的一个，也是体内可吸收高分子最早商品化的一个品种。
1. PGA的结构和性能聚羟基乙酸(PGA)分子组成有一个重复的单元(COCH2O)n，它来源于ɑ-羟基酸，即乙醇酸(HO-CH2COOH)，它是正常人体在新陈代谢过程中产生的。
乙醇酸的聚合物就是聚经基乙酸(PGA) 或者叫做聚乙醇酸。
PGA是半晶型的聚合物，X射线衍射显示结晶度为45%～55%，熔点T m为220～225℃，玻璃转化温度T g 为36～40℃。
同其他的聚合物一样，PGA的性能主要依赖于其受热历史、分子量、分子量分布及纯度等。
用不同的制备方法，所得的聚合物的性能参数有所不同。
由于其结晶度高分子链，能够进行紧密的堆积的排列，所以它有很多独特的化学、物理和力学性能。
PGA的密度可高达1.5～1.7g/m3。
PGA只溶于高氟代的有机溶剂，如六氟代异丙醇。
聚合物链上酯键的水解是PGA降解的根本原因，其端羧基对水解起自催化作用。
其降解受结晶度、温度、样品分子量、样品形态、降解环境及缓冲溶液pH值等的影响。
大量实验表明，聚羟基乙酸在体内完全降解而不需特殊酶的参与，而且降解后的产物可在体内吸收代谢，最终从尿及呼吸道排出：聚羟基乙酸→羟基乙酸→乙醛酸→甘氨酸→丝氨酸→丙酮酸→乙醛辅酶A↓↓↓↓尿草酸二氧化碳二氧化碳↓↓尿二氧化碳、水2. 聚羟基乙酸( PGA) 的合成2.1 羟基乙酸的熔融缩聚法简单的熔融缩聚即在常压下加热羟基乙酸，保持温度在175～185℃进行反应，并在水分蒸馏停止后把压力降低到2×104 Pa，继续反应2h后得到相对分子质量在几十至几千的低聚物。
新型环保生物可降解材料PLA纤维发展情况聚乳酸（PolylacticAcid,PLA）纤维，是由碳水化合物富集的物质（如长米、甜菜、木薯等农作物及有机废料)与一定菌种发酵成乳酸，再经单体乳酸环化二聚或乳酸的直接聚合制得高性能乳酸聚合物，最后采取一定纺丝方式制成PLA纤维。
由于多用玉米等谷物为原料，所以又称为“玉米纤维”。
PLA纤维原料来源于自然，制品废弃物可被完全降解为自然所需的H2O 和CO2，实现了完全自然循环，是21世纪极其发展前景的纤维材料。
一、聚乳酸纤维国内外的发展1.国内的PLA纤维国内主要的聚乳酸(PLA)树脂生产企业为浙江海正生物材料股份及同杰良生物材料。
海正生物现有PLA切片产能5000t/a，同杰良生物的万吨级PLA项目于2014年通过验收。
此外，安徽丰原生物化学股份正在筹建10万t/a的聚乳酸生产线。
PLA纤维生产方面，恒天长江生物材料从2007年开始建设万吨级PLA熔体直纺项目，目前已基本建成。
浙江嘉兴普利莱新材料于2008年建成1000t/a的PLA长丝生产线；后与河南南乐县政府合作成立了河南龙都生物科技，其2万t/aPLA纤维(8000t/a长丝和12000t/a短纤)项目于2014年7月试车成功，主要使用进口PLA切片。
此外，安徽马鞍山同杰良生物材料年产千吨级纺丝生产线于2014年建成、安徽丰原生化2000t/a纺丝生产线于2018年建成。
整体而言，我国PLA纤维产业正进入蓬勃发展时期，但当前存在规模不大，应用尚未完全开发等问题。
2.国外的PLA纤维国外PLA纤维研发起步较早。
1962年美国Cyanamid公司纺制出了可生物吸收的PLA医用缝合线，但由于当时PLA的合成方法还相当落后，难以进行批量生产。
1991年，美国Cargill公司开展了以玉米为原料制备乳酸(LA)及PLA的合成技术研究，并进行了PLA纤维中试生产技术的研发，随后PLA纤维工业才逐渐发展起来。
1997年Cargill公司与美国DowChemical公司合资组建了聚焦PLA开发的NatureWorks公司。
pbat生物降解原理
PBAT是一种新型的环保材料，它的性能显著优于传统的塑料制品，而且它的可生物降解性也在得到越来越多的重视。
因此，让我们解一下PBAT是如何实现生物降解的。
首先，PBAT材料是通过合成烯烃链状聚合物构成的。
这种特殊的烯烃链状聚合物中含有一种叫做PLA（聚乳酸）的单体，它是一种可生物降解的单体，在受到特定条件的刺激以及微生物的作用下可以被分解成简单的碳水化合物。
其次，PBAT材料可以在常温环境中进行生物降解，而且降解的速度也比其他材料要快，一般情况下可以在几个星期内完成降解。
最后，PBAT材料的有机残留物可以在正常温度和pH值下完全腐蚀，并且在经过一定时间后，腐蚀性会降低到生物角度可接受的水平。
此外，PBAT材料还具有超凡的环保性能，能够有效帮助环境保护和有机大气减排。
相比于传统的塑料制品，PBAT材料制成的物品更加环保，因为它们不会持续释放有害物质和有毒物质，并且在它们的降解过程中也不会产生甲醛、苯和其他有害物质。
总之，PBAT材料具有优异的生物降解性能，它可以有效帮助环境保护，使用PBAT材料制成的产品不仅可持续发展，而且还能够很好地保护环境和节约资源。
未来，PBAT材料将在环保材料领域发挥更大的作用，以应对日益严峻的环境污染问题。
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全生物降解材料聚乙烯醇（PVA）/淀粉合金项目简介塑料包装材料质轻、强度高，可制成适应性强的多功能包装材料，因此人们对塑料包装的依赖愈来愈大。
但塑料包装物的大量一次性使用也产生大量废弃物，由于这些废弃物量大、分散、收集再生利用成本高昂，而且其原料大部分属惰性材料，很难在自然环境中降解等原因，使得它们对环境造成的污染和生态平衡的破坏不断积累，已经成为二十一世纪社会与生态的噩梦。
因此解决塑料的自然降解，使塑料进入生态良性循环，解除其对自然与环境的破坏，成为各国科学家与企业开发热点。
降解塑料的研究开发可追溯到20世纪70年代，当时在美国开展了光降解塑料的研究。
20世纪80年代又研究开发了淀粉填充型“生物降解塑料”，其曾风靡一时。
但经过几年应用实践证明，这种材料没有获得令人信服的生物降解效果。
20世纪90年代以来降解塑料技术有了较大进展，并开发了光生物降解塑料、光热降解塑料、淀粉共混型降解塑料、水溶性降解塑料、完全生物降解塑料等许多新品种。
近年来，生物降解塑料特别是生物物质塑料，完全可以融入自然循环，是最有社会与市场前景的降解材料，已在业界成为共识，并有成果不断涌现。
降解塑料是塑料家族中的一员，对它既要求在用前保持或具有普通塑料的特性，而用后又要求在自然环境条件下快速降解。
稳定与降解本是一对矛盾，而要求它在同一产品不同阶段实现，难度很大，是集合尖端高新技术的材料。
降解塑料由于它具有易降解功能，只适于特定的应用领域和某些塑料产品，如一次性包装材料、地膜、医用卫生材料等。
这些产品受污染严重，不易回收，或即使强制收集利用价值不大，效益甚微或无效益。
当前市场所见的相当部分降解塑料属崩坏性降解，尚不能快速降解和完全降解。
它在一定环境条件下和一定周期内可劣化、碎裂成相对较易被环境消纳的碎片（碎末），再经过很长时间，最终能降解，但降解的速度远赶不上废物产生的速度。
完全生物降解塑料在一定环境条件下，能较快和较完全生物降解成CO2和水，它与堆肥化处理方法相结合，作为回收利用的补充，被认为是治理塑料包装废弃物污染环境的好办法，是当前国际上的开发方向。
BDP全生物降解添加剂介绍本文内容来自国外全英文资料BDP是一种有机添加剂,它将开启传统塑料生物降解新篇章，颠覆塑料生物降解概念，改写全生物降解标准。
将BDP加入到塑料制品生产过程中，共混后，使塑料制品在厌氧生物和微生物环境中成为可降解塑料。
在垃圾填埋场中，通过吸引特定微生物吞噬塑料，让传统塑料可以在1-5年内完全的，自然的生物降解，最后产物为水、二氧化碳和甲烷BDP具有的优点1、BDP添加剂比当今市场上任何其它全生物塑料成本都低2、使用很简单，和现有塑料共混使用，意味着制造商可以使用现有的设备，不需要昂贵的设备更换，不影响现有产品功能和工艺3、适用于多种树脂种类，橡胶、PET、PS、PE、PP等等4、BDP不影响使用的塑料的完整性、保质期和强度。
只有进入填埋场中，才开始生物降解。
这种有机添加剂直到该产品被扔进微生物丰富的垃圾填埋堆后才会活跃起来5、符合FDA和欧盟食品安全，遵循所有现行的食品标准6、BDP及添加后的塑料制品可以正常回收再利用，这点是任何降解塑料和全生物塑料不可比拟的7、是一种可行的，减少碳排放以及吸引微生物以石油为基础的塑料为食物链。
只留下天然的有机物质，释放水、二氧化碳和甲烷。
甲烷可收集成为一种清洁能源。
希望世界各地的城市能效仿韩国首尔等城市，为所有垃圾填埋场采用生物反应技术。
这样我们就能捕捉到这种使全球变暖的气体（甲烷CH4）并转化为清洁的能源，为城市、车辆和家庭燃烧BDP是按重量添加1-5%，这使它非常有成本效益。
我们的添加剂不影响塑料的可回收性，因此它不会影响最终用户决定把它扔进垃圾还是回收，这点即使生物塑料也不能做到，因为其回收困难。
PLA（聚乳酸）一类是一种玉米、淀粉或糖基塑料，它很脆弱，受热不稳定，不会在含氧的填埋场生物降解掉。
这类全生物塑料，浪费大量粮食和资源，做出来的产品还不能回收，这是资源的严重浪费，我们应该杜绝使用。
可降解塑料(光氧降解)使用金属盐来分解塑料聚合物，测试证明它们不会在厌氧的垃圾填埋场进行生物降解。
完全生物降解材料摘要：可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下，能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分子化合物的材料，对环境有积极的作用。
本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。
关键词：生物降解，测试，应用前言：人类在创造现代文明的同时，也带来负面影响----白色污染。
一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法以焚烧和掩埋为主。
焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。
残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。
面对日益枯竭的石油资源，符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为一个研发热点。
1、生物降解材料理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。
1.1、生物降解材料的分类生物降解材料按其生物降解过程大致可分为两类。
一类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，其分解作用主要来自：①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性崩溃；②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解；③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。
另一类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳（CO2）和水。
生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法，与聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。
研究表明，淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场，不接触阳光，即使其中有发生物双降解作用，所发生的降解作用也主要以生物降解为主。
一定时间的试验表明：垃圾袋无明显的降解现象，垃圾袋没有自然破损，甚至对袋里的垃圾起到一定的“保鲜”作用。
对于解决环境污染，尽管含淀粉基的塑料比一次性塑料制品有效，但由于仍采用不能生物降解的聚乙烯或聚酯材料为原料，故除了添加的淀粉能够降解外，剩余的大量聚乙烯或聚酯仍会残存而不能完全生物降解，只是分解为碎片，无法回收，进入土壤后情况更糟，对废弃物的处理造成混乱，因而完全生物降解材料成为降解材料的研究重点。
1.2、完全生物降解材料的品种和性能完全生物降解材料包括天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯、聚乙烯醇等。
自然界本身有分解吸收和代谢天然高分子纤维素的自净化能力。
该材料在用过废弃后能被自然界微生物的酶降解，降解产物能被微生物作为碳源吸收代谢。
（1）聚己内酯（PCL)是目前价格较低的全微生物分解性合成高分子，所用的聚己内酯是环状单体——己内酯，己内酯是利用有机金属化合物进行开环聚合而制得的脂肪族聚酯。
主要性能有：熔点和玻璃化温度较低，分别只有60℃、60℃，结晶温度为22℃；其纤维强度和聚酰胺6纤维几乎相当，拉伸强度可以达到70.56cN/tex以上，结节强度也在44.1cN/tex以上，而且在湿态情况下的强度损失很小；生物降解性和人造纤维相似，其产品大约在一周内即降解成不可能测试的薄片。
PCL是高分子材料具有良好的生物分解性，与PE、PP、PC等多种树脂具有良好的相容性，可以提高其熔点。
生物降解速度仅次于PHB和纤维素。
天津科技大学翼玲芳等将PCL与热塑性淀粉、聚乙烯进行共混复合，得到加工性能、力学性能、生物降解性能优良的高分子材料。
(2)聚乙烯醇为可生物降解树脂，故淀粉基聚乙烯醇塑料可完全生物降解。
乙烯和变性淀粉基共聚的产品具有良好的成型加工性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能。
日本合成化学工业公司开发出具有热塑性、水溶性、生物降解性的聚乙烯醇树脂，可熔融成型，其熔点为199℃，可在214℃-230℃下采用挤塑、吹塑、注塑等工艺成型。
产品的透明性、水溶性、耐药品性均十分优越，可用于涂布复合成型容器和包装材料。
(3)聚乳酸(PLA)最早由日本岛津公司和钟纺公司联合开发，以乳酸为主要原料聚合所得到的高分子聚合物，而乳酸是一种在动植物和微生物体内常见的天然化合物，极易自然分解，其纤维具有优良的性能，介于合成纤维和天然纤维之间。
亲水性优于聚酯纤维，比重低于聚酯纤维，有极好的手感、悬垂性和外观，好的回弹性，优良的卷曲和卷曲保持性，有可控的收缩性，强度达62cN/tex，不受紫外光影响，可用多种染料染色，杰出的可加工性，热粘合温度可控制，晶体熔融温度高达120℃-230℃，低可燃性。
此外，聚乳酸还具有优良的生物相容性，其降解产物能参与人体代谢，可用作医用缝合线、注射用胶囊、骨架用固定材料、眼科材料等新型功能医用高分子材料。
乳酸单体的主要特征是其以两种旋光性形式存在，聚乳酸技术利用该独特的聚合物性能，通过控制D和L异构体在聚合物链上的比例及其分布来控制产品的结晶熔点。
聚L-乳酸（PLLC）是以淀粉、糖蜜等生物资源为原料发酵制得L-乳酸，再用化学方法合成的高分子材料。
PLLC是热塑性材料，其可塑性与聚苯乙烯和聚酯相似，其结晶性和刚性都比较高，抗张强度优良。
2、生物降解材料的降解性能及其评价对生物降解材料的降解性能的测试目前还没有制订统一的标准，可采用包括被美国材料试验标准（ASTM）采纳或准备采纳的方法作为标准的方法，通过生物化学和微生物的实验手段来评价的主要方法有下列几种。
2.1、土埋法土埋法有室外土埋法和室内土埋法两种，其微生物源主要是土壤中的微生物群，经一定时间后，取出试样测定其失重、机械性能变化，或用电子显微镜确定其被土壤中微生物侵袭的状况。
优点是能反映出自然环境条件下的生物分解性能；缺点是试验周期长，试验结果因土质不同而不同，重复性差。
2.2、陪替氏培养器定量法在容器中加入试验样品和营养琼脂，接种微生物进行培养，经一定时间后，分析试样的失重情况以及某些物理变化或化学变化。
优点是可快速降解，在短时间内获得试验结果，重复性好，定量性好；缺点是不能反映自然界中的实际情况。
2.3、酶分析法在容器中加入缓冲液和试验样品，让酶作用一定的时间后，分析试样的失重情况，目测霉菌的生长情况，显微镜分析试样物理性能或化学性能的变化。
优点是试验周期短，重复性好，定量性好；缺点是不能反映自然界中的实际情况。
2.4、放射性C14示踪法用C14标记聚合物产品，在微生物的作用下产生CO2，用碱性溶液吸收，用滴定法测出CO2总量，再用放射性衰减率法测定C14的CO2量，用C14的CO2占产生的CO2的百分数表示微生物侵蚀的程度。
优点是实验结果可靠、明确。
生物降解性能的测试可以检测样品生物降解性能的优劣。
3、生物降解材料的应用生物降解材料广泛应用于各行各业，可以部分代替通用塑料。
使用量最大的是环保材料、包装材料以及医用材料。
3.1、农业用途理想的农用材料是能与其他生物降解材料协同作用转化为提高土质的材料，生物降解材料在农业上主要用作农用地膜和农作物生长容器。
3.1.1、农用地膜传统的薄膜在帮助农作物生长，增加农作物产量方面发挥了重大的作用，但致使的缺点是使用后的处理十分困难。
经过整个农作物生长期的风吹日晒，薄膜的强度下降并都裂为小碎片残留在土壤中，小碎片会引起土壤板结，阻碍作物根部发育和对水分的吸收，还会随风飘散，造成环境污染。
生物降解农用地膜除具有传统塑料薄膜的优点外，最重要的是其使用后可以自动降解，不必收集，同时农肥和水的需求量相应减少，可以进行下一季的耕作，因而既可以减少白色污染，又可以降低生产成本。
3.1.2、农作物生长容器农作物生长容器用于播种和移栽树苗、花卉、蔬菜以及盆景。
如果容器不是生物降解性的，在移栽之前必须除去容器才能使根系快速生长，而且裸根容易受损，很难用机械栽插，而生物降解塑料容器在栽种时保护了根系，成活率高，用这种方法种植和移栽可以使许多植物降低成本，移栽季节延长，成活率提高。
研究发现，以聚己内酯为主要成分的农作物生长器，在土壤中会发生明显的生物降解，6个月后失重48%，一年后失重约95%。
生物降解材料在农业方面的其他应用还有草皮种植片、堆肥用袋以及农用药物的摈释材料等。
3.2、包装用途生物降解塑料制成的食品袋、包装袋、垃圾袋因其生物降解性而大受青睐。
生物降解包装材料一般是将可降解的高分子聚合物加入到层压膜中或直接与层压材料共混成膜。
食品包装材料和容器一般要求能保证食品不腐烂、隔离氧气且材料无毒。
其中最具代表性的是聚羟基丁酸酯（PHB）与聚羟基戊酸酯（PHV）及其共聚物（商品名Biopol），其物性与聚乙烯和聚丙烯相近，且热封性良好，Biopol用过后可生物降解或被焚烧，两者的耗氧量仅相当于其光合作用放入大气的氧，处理后产生的CO2即为光合作用摄入的全部CO2量，因此可认为完全进入生物循环。
生物降解塑料还可用作一次性缓冲材料。
据报道，日本幸和株式会社开发的聚乙烯醇淀粉型生物降解塑料是性能较优良的缓冲材料，表观密度比传统的聚苯乙烯缓冲材料稍高。
3.3、医用生物降解材料医用材料不仅需要有医效，而且还要安全、无毒、无刺激性，与人体有良好的生物相容性。
医用生物降解材料是指完成医疗功能后，可被生物体内的溶解酶分解而吸收，生物降解塑料已被广泛用于手术缝合线、人造皮肤、矫形外科、体内药物缓释剂和吸收性缝合线等领域。
3.3.1、外科手术缝合线理想的缝合线应在体内有良好的适应性、无毒、无刺激性，且在体内保持一定时间的强度后能被组织吸收，其缝合、打结性能以及柔性等方面都应符合操作要求。
以前使用的羊肠线易产生抗原体反应，在人体内的适应性不太理想，且保存不便。
研究表明，甲壳素与壳聚糖制成的医用缝合线可被体内溶菌酶分解，生成CO2排出体外，生成糖蛋白可被组织吸收，免除了手术后拆线的麻烦，减轻了病人的痛苦。
在尿、胆汁、胰液中能保持良好的强度，使用后自行吸收，不引起过敏，还能加速伤口愈合。
3.3.2、人造皮肤人的皮肤是一种再生能力很强的组织，但大面积的烧伤则不能单靠自身皮肤或自体移植皮肤来愈合，需要人造皮肤作为治疗过程中的一种暂时性的创面保护覆盖材料来帮助愈合。
人造皮肤的作用有：防止水分与体液经创面蒸发与流失；防止感染；能促进肉芽或上皮成长，促进治愈。
人造皮肤还要可以消毒和灭毒，防止细菌感染，且不能对人体有害。
现在大量商业用的人造皮肤有胶原蛋白、甲壳素、聚L-亮氨酸等酶催化生物降解材料。
3.3.3、药物缓释剂药物口服后进入人体，在血液中的浓度必须达到一定的程度才可以起生理活性作用，当药物的血药深度高过一定的限度时，会出现副作用，而当血液中的药物被肌体代谢排出体外后，血药浓度下降不具备药效。
