塑料科普：生物可降解塑料有哪些？

隨著人們的環(huán)保意識(shí)不斷地提高，可降解塑料逐步走向人們的視野。中國(guó)人講究落葉歸根，做塑料的人也希望其能夠“落葉歸根”，完成它的使命之后，重返自然，與自然成為一體。于是，可降解塑料應(yīng)運(yùn)而生。生物可降解塑料有哪些？

下面為大家介紹最具代表性的七大生物可降解塑料——聚乳酸PLA、聚3-羥基烷酸酯PHA、聚ε-己內(nèi)酯PCL、聚酯類--PBS/PBSA、脂肪族芳香族共聚酯、聚乙烯醇（PVA）、二氧化碳共聚物。

生物可降解塑料一：聚乳酸（PLA）。

是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利，是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。據(jù)了解，PLA用量占生物可降解塑料的45.1%，是當(dāng)之無愧的主力軍。

聚乳酸的降解分成兩個(gè)階段：

（1）首先是純化學(xué)水解成乳酸單體；

（2）乳酸單體在微生物的作用下降解成二氧化碳和水。聚乳酸制成的食品杯只需60天就可以完全降解，真正達(dá)到生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙重效應(yīng)。

PLA主要用于大家最關(guān)注的食品包裝和3D打印。PLA最大的制造商是美國(guó)NatureWorks公司，其次是中國(guó)的安徽豐原、海正生物。

生物可降解塑料二：聚3-羥基烷酸酯PHA。

PHA是由微生物通過各種碳源發(fā)酵而合成的不同結(jié)構(gòu)的脂肪族共聚聚酯。其中最常見的有聚3-羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。

主要用途為：一次性餐具、無紡布、包裝材料、農(nóng)用覆膜、玩具、包膜、膠、纖維等多種可降解產(chǎn)品。

生物可降解塑料三：聚ε-己內(nèi)酯PCL。

聚ε-己內(nèi)酯（PCL）是由ε-己內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合得到的低熔點(diǎn)聚合物，其熔點(diǎn)僅62℃。PCL的降解性研究從1976年就已開始，在厭氧和需氧的環(huán)境中，PCL都可以被微生物完全分解。

與PLA相比，PCL具有更好的疏水性，但降解速度較慢；同時(shí)其合成工藝簡(jiǎn)單、成本較低。PCL的加工性能優(yōu)良，可用普通的塑料加工設(shè)備制成薄膜及其它制品。

生物可降解塑料四：聚酯類--PBS/PBSA。

PBS以脂肪族丁二酸、丁二醇為主要生產(chǎn)原料的,既可以通過石油化工產(chǎn)品滿足需求,也可通過淀粉、纖維素、葡萄糖等自然界可再生農(nóng)作物產(chǎn)物,經(jīng)生物發(fā)酵途徑生產(chǎn),從而實(shí)現(xiàn)來自自然、回歸自然的綠色循環(huán)生產(chǎn)。而且采用生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)的原料,還可大幅降低原料成本,從而進(jìn)一步降低PBS成本。

與同類產(chǎn)品比較，聚酯生物分降塑料的優(yōu)點(diǎn)：
（1）耐熱性好。這促使它在餐飲領(lǐng)域達(dá)到推廣；
（2）加工條件要求不高；
（3）易保存，耐水解。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)用途極為廣泛,可用于包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫(yī)療用品、農(nóng)用薄膜、農(nóng)藥及化肥緩釋材料、生物醫(yī)用高分子材料等領(lǐng)域。

生物可降解塑料五：脂肪族芳香族共聚酯。

德國(guó)BASF公司所制造的脂肪族芳香族無規(guī)共聚酯（Ecoflex），其單體為：己二酸、對(duì)苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生產(chǎn)能力在14萬噸/年。同時(shí)開發(fā)了以聚酯和淀粉為主的生物降解塑料制品。

生物可降解塑料六：聚乙烯醇（PVA）。

水溶性PVA薄膜是在國(guó)際上嶄露頭角的一種新型塑料產(chǎn)品。它利用了PVA的成膜性、水和生物兩種降解特性，可完全降解為CO2和H2O，是名符其實(shí)的綠色高新環(huán)保包裝材料。

在歐美、日本，水溶性PVA薄膜已廣泛用于各種產(chǎn)品的包裝。在我國(guó)水溶性PVA薄膜的發(fā)展還處于起步階段，工業(yè)性研發(fā)在近5年間才真正有所展開，主要應(yīng)用在刺繡及水轉(zhuǎn)印(玻璃、陶瓷、電器外殼等的彩色印刷)兩個(gè)領(lǐng)域，PVA在這方面的年使用量約10000t。

生物可降解塑料七：二氧化碳共聚物。

一種正在研究的新型合成材料，以二氧化碳為單體原料在雙金屬配位PBM型催化劑作用下，被活化到較高的程度時(shí)，與環(huán)氧化物發(fā)生共聚反應(yīng)，生成脂肪族聚碳酸酯（PPC），經(jīng)過后處理，就得到二氧化碳樹脂材料。

國(guó)外，最早研究二氧化碳共聚物的國(guó)家主要為日本和美國(guó)，但一直沒有工業(yè)化生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)內(nèi)蒙古蒙西集團(tuán)公司采用長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所的技術(shù)，已建成年產(chǎn)3000噸二氧化碳/環(huán)氧化合物共聚物樹脂的裝置，產(chǎn)品主要應(yīng)用在包裝和醫(yī)用材料上。

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生物可降解塑料應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)：

在生物可降解塑料中，PBS占有重要的一席之地。與PBAT類似，PBS屬于聚酯的一種，以脂肪族丁二酸、丁二醇為主要生產(chǎn)原料，通過直接酯化法或酯交換法來合成。由于我國(guó)丁二酸原料有限，所以，PBS的衍生物PBAT和PBSA順應(yīng)而生。

與PBAT及PLA相比，PBS有著耐熱性較好、柔軟性較好、兼容性較好、可低溫?zé)岱獾葍?yōu)點(diǎn)，但PBS透明性能較差、撕裂強(qiáng)度不高。PBS的加工性能非常好，可在通用加工設(shè)備上進(jìn)行各類成型加工，是目前通用型降解塑料中加工性能最好的，現(xiàn)行樹脂材料所用的幾乎所有成型加工方法（吹塑成型、注射成型、擠壓成型、片材成型、發(fā)泡成型和真空成型等）均可適用于PBS的加工。

目前，PBS主要應(yīng)用于可降解垃圾袋、包裝袋、化妝品瓶、各種塑料卡片、嬰兒尿布、農(nóng)用材料及藥物緩釋載體基質(zhì)等；還有其他涉及到環(huán)境保護(hù)的各種塑料制品，如土木綠化用網(wǎng)、膜等。此外，還用于包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫(yī)療用品、農(nóng)用薄膜、農(nóng)藥及化肥緩釋材料、生物醫(yī)用高分子材料等領(lǐng)域。

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