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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。
47T echnological Innovation客户可以在不影响性能、产品保护或零售展示的情况下，大幅减少硬质塑料包装。
KM 包装的可堆肥系列lidding 薄膜也正在试验中，将为可持续的包装解决方案提供额外的机会。
该公司最近在一家方便食品制造商的开发项目中证明了这一点。
KM 包装通过从CPET 托盘设计到KPeel PLUS+薄膜密封的pet 内衬压制板托盘顶部，帮助客户实现整体塑料包装重量减少80%以上。
这一变化反映了当前市场趋势，食品制造商正在寻求替代包装解决方案，在不损害功能的前提下大幅减少塑料的使用。
（孙琦译）美利肯为PP 和PE 包装提供多元化创新在NPE2018上，美利肯公司(Milliken)的全球营销总监Herrin Hood 指出了用于下一代注射成型容器的HPN 成核剂的好处。
HPN- 715改善了PP 的硬度——比使用其他成核剂的PP 高出10%，比不使用成核剂的PP 高出30%——热变形温度(HDT)提高10%-15%或增加5℃-7℃/41℉-45℉。
通过薄壁成型，前者允许使用比以前更少的树脂，后者使聚丙烯更适用于微波容器和桶。
该公司还介绍了加入其Millad NX 8000 澄清剂的NX UltraClear PP，这给予了PP 玻璃般的透明度，而不是典型的云雾外观。
这款PP 适用于烘焙食品、乳制品、酸奶酪、松软干酪等食品和饮料的包装，也适用于冷冻食品和汤类容器，具有耐高温、重量轻、易回收等优点。
这些超透明的容器适用于从冰箱到微波炉，从冷填充到热填充。
在这些市场上，它相比其他树脂更容易加工。
杏仁壳可提高塑料强度由加州杏仁商会赞助的科技剧场展示了将杏仁壳作为添加剂加入塑料及其相关应用的研究和开发，包括包装。
杏仁壳能提高塑料的强度，使其超越大多数传统材料。
在塑料盘、托盘以及其他容器和产品中，这些外壳被作为部分塑料替代品进行测试。
美国农业部西部地区研究中心的生物制品研究负责人Bill Ort 说：我们的团队至少20年来一直致力于可持续性农业塑料，我和我的同事Greg Glenn 参加了多个标准委员会，帮助建立了ASTM D6400、ASTM D6868和美国农业部的生物参考项目。
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。
收稿日期:2010 01 22作者简介:郭子耕(1963-),女,辽宁朝阳人,辽宁朝阳师范专科学校副教授,主要研究方向为应用化工。
完全生物降解塑料的发展郭子耕,苑静(朝阳师范专科学校,朝阳122000)摘要:通过介绍被称为 绿色塑料 的完全生物降解塑料,阐述了完全生物降解塑料的分类、降解过程和研究进展。
指出了完全生物降解塑料在包装工业的广阔前景和发展方向。
关键词:生物降解塑料;分类;发展方向中图分类号:T B484.3 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2010)09-0126-05De ve lo pme nt o f B io de g radable PlasticsG UO Zi geng ,YUAN J ing(Chaoyang T eacher s Co lleg e,Chaoy ang 122000,China)Ab stract:Bio deg radable plastics named gr een plastics wer e intr oduced.T he classification,deg radatio n pr ocess and research adv ancement o f biodeg r adable plastics wer e analyzed.T he br oad pr ospects and dev elo pment direc t ion of bio deg radable plastics in the pack indust ry wer e also pointed out.Key words:biodeg radable plastics;classification;develo pment direction塑料是人工合成的高分子材料,质地轻巧、加工方便、价格低廉,因而塑料制品在工农业、医疗卫生、国防和尖端技术上得到广泛的应用。
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T echnological Innovation
客户可以在不影响性能、产品保护或零售展示的情况下，大幅减少硬质塑料包装。
KM 包装的可堆肥系列lidding 薄膜也正在试验中，将为可持续的包装解决方案提供额外的机会。
该公司最近在一家方便食品制造商的开发项目中证明了这一点。
KM 包装通过从CPET 托盘设计到KPeel PLUS+薄膜密封的pet 内衬压制板托盘顶部，帮助客户实现整体塑料包装重量减少80%以上。
这一变化反映了当前市场趋势，食品制造商正在寻求替代包装解决方案，在不损害功能的前提下大幅减少塑料的使用。
（孙琦译）
美利肯为PP 和PE 包装提供多元化创新
在NPE2018上，美利肯公司(Milliken)的全球营销总监Herrin Hood 指出了用于下一代注射成型容器的HPN 成核剂的好处。
HPN- 715改善了PP 的硬度——比使用其他成核剂的PP 高出10%，比不使用成核剂的PP 高出30%——热变形温度(HDT)提高10%-15%或增加5℃-7℃/41℉-45℉。
通过薄壁成型，前者允许使用比以前更少的树脂，后者使聚丙烯更适用于微波容器和桶。
该公司还介绍
了加入其Millad NX 8000 澄清剂的NX UltraClear PP，这给予了PP 玻璃般的透明度，而不是典型的云雾外观。
这款PP 适用于烘焙食品、乳制品、酸奶酪、松软干酪等食品和饮料的包装，也适用于冷冻食品和汤类容器，具有耐高温、重量轻、易回收等优点。
这些超透明的容器适用于从冰箱到微波炉，从冷填充到热填充。
在这些市场上，它相比其他树脂更容易加工。
杏仁壳可提高塑料强度
由加州杏仁商会赞助的科技剧场展示了将杏仁壳
作为添加剂加入塑料及其相关应用的研究和开发，包括包装。
杏仁壳能提高塑料的强度，使其超越大多数传统材料。
在塑料盘、托盘以及其他容器和产品中，这些外壳被作为部分塑料替代品进行测试。
美国农业部西部地区研究中心的生物制品研究负责人Bill Ort 说：我们的团队至少20年来一直致力于可持续性农业塑料，我和我的同事Greg Glenn 参加了多个标准委员会，帮助建立了ASTM D6400、ASTM D6868和美国农业部的生物参考项目。
加州的杏仁产量占全球的80%以上。
这就导致了一个问题，杏仁种植者和剥壳者必须找到一个方式来处理每年10亿磅的杏仁壳。
在聚合物复合材料中使用壳层作为填料具有成本、能耗、可再生性、生物降解性、适合填埋等优于商用添加剂的优点；然而，杏仁壳是亲水的，这限制了它们与大多数聚合物基质的结合。
我们的研究是用杏仁壳作为聚合物复合材料的填料来进行研究，结果表明，与没有填充的聚合物相比，我们可以制造出更硬、更强、更耐热的复合材料。
我们开始与工业公司合作，优化材料以满足他们的性能要求，并努力扩大规模。
美国开发出完全降解生物塑料
由佐治亚大学(UGA)研究人员、研究生和知名校友组成的可生物降解塑料秸秆PHA
研究小组，与
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出的两个担忧遭到了反驳——对微生物完全代谢认证
的生物可降解塑料的怀疑，以及对聚合物油基部分不
能完全生物降解的担忧。
”
被测试的PBAT聚合物是一种基于化石的生物可
降解聚合物，主要用于生产生物可降解的、认证的可
降解生物垃圾袋（根据EN 13432）或生物可降解的
土壤覆盖膜（根据EN 17033）。
欧洲生物塑料协会(EUBP)是代表整个生物塑料
产业价值链利益的欧洲协会。
其成员生产、提炼和分
销生物塑料，即生物基塑料、生物可降解塑料，或两
者兼有。
（孙琦译）
热密封托盘成为塑料替代品
包装自动化(Packaging Automation)和
Evesham专业包装(ESP)已经开发出一个热密封的纸
浆板，塑料替代托盘。
这种新包装被描述为可生物降解、
可回收的。
这一解决方案是在英国塑料公约启动后提出的，
以解决塑料垃圾对环境造成的影响，零售商和制造商
更注重单一用途和不可回收的塑料，并希望迎合绿色
消费者的需求。
这种托盘密封机与各种可回收塑料、可回收和可
降解的材料兼容。
成功密封的包装包括用RPET制成的软果篮，这
是一种可回收的塑料。
可生物降解的植物塑料，它是
由玉米淀粉或甘蔗等可再生资源制成的材料；内衬无
衬里的纸板盒；压板托盘是可广泛回收的（与完全由
塑料制成的托盘相比，它能减少90%的塑料）。
还有
铝箔托盘，里面有直接的烤箱产品，如即食食品或混
合准备好的蔬菜。
包装自动化和ESP的热密封纸浆板
包装现在已经上架，在英国的许多杂货店里都有草莓、
蘑菇、葡萄和醋栗等产品。
该公司在一份声明中说：“在包装自动化方面，我
们与所有的包装供应商紧密合作，帮助我们的客户为
他们的产品开发环保包装。
这包括免费使用我们的包
装试验、测试和开发设施，以及关于选择最合适的包
装材料，包括托盘和薄膜的建议。
”
（孙琦译自英国包装新闻网）技术创
新
RWDC基金会合作，合成了一种食品级聚合物，该聚合物将用于开发一种商业上可行的秸秆原料。
生物可完全降解塑料的开发与新加坡淡马锡生态基金会颁发的奖项有关。
这项价值71.9万美元的奖项是首届生活能力挑战赛的最高奖项，于7月份在新加坡颁发给RWDC工业公司。
RWDC和新材料研究所将开发出产品原型，以证明秸秆的生产能力能够满足全球需求，并在土壤、淡水和海水中进行完全生物降解。
大部分测试将在RWDC资助基金会的新材料研究所实验室进行。
这种塑料是由一种叫做聚乳酸(PLA)的植物基材料制成的，它们被标为“可生物降解的塑料”，在有限的环境中可以堆肥，但它们不会完全降解。
聚乳酸是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。
其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。
微生物可用于完全降解塑料
2018年8月16日，苏黎世联邦理工学院和瑞士联邦水产科学技术研究所(Eawag)的研究人员成功地进行了一项跨学科的研究，证明土壤微生物代谢利用PBAT聚合物中的碳既用于能源生产，也用于建立微生物生物量。
研究人员使用了标记有碳同位素的生物降解聚合物PBAT（聚丁二基对苯二甲酸）。
这种同位素标记使科学家能够沿着土壤中不同的生物降解路径追踪聚合物衍生的碳。
结果表明，PBAT中的碳不仅由于微生物的呼吸作用而转化为二氧化碳，而且还融入了聚集在聚合物表面的微生物的生物量。
研究人员第一个成功地证明了聚合物的碳在哪里结束，以及塑料材料在土壤中有效地生物降解。
欧洲生物塑料(European Bioplastics e.V.)总经理Hasso von Pogrell说:“这表明除了水、二氧化碳和生物量的生物降解之后，没有什么东西还会存在。
”“通过这项研究，人们对生物可降解塑料不断提。
