生物塑料-環(huán)本1002陳立志

1、 生物塑料院 、 部： 安全與環(huán)境工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 陳立志 指導(dǎo)教師： 楊麗 專 業(yè)： 環(huán)境工程 班 級(jí)： 1002 完成時(shí)間： 2013.12.31 摘要：隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及近年來日益嚴(yán)重的白色污染，生物塑料作為一種可降解的、環(huán)境友好型的材料，受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注和使用。本文介紹了生物降解塑料的種類、發(fā)展歷程以及發(fā)展前景，生物塑料對(duì)生態(tài)環(huán)境的意義。關(guān)鍵詞：可降解塑料 環(huán)保 廢物資源化 生物生產(chǎn) Bio-plasticAbstract：With the development of peoples environmental awareness and the serious w

2、hite pollution, as a kind of degradable and environmental material，it drew a lot of attention and use. The article introduce the development of bio-plastic and the foreground , also ,its value to human being. Key words：degradable plastic environmental waste-resource bio-production目 錄1 生物降解塑料在我國(guó)的發(fā)展歷程

3、11.1生物降解塑料11.2我國(guó)生物降解塑料的發(fā)展背景和歷程22 常見可降解生物材料及其應(yīng)用32.1 淀粉基生物降解塑料42.2 聚乳酸（PLA）52.3 聚丁二酸丁二醇（PBS）103 發(fā)展前景及展望123.1優(yōu)勢(shì)123.2 存在的問題20144 結(jié)束語(yǔ)16參考文獻(xiàn)171 生物降解塑料在我國(guó)的發(fā)展歷程1.1生物降解塑料生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細(xì)菌、霉菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的塑料。是生物降解材料中非常重要的一類。理想的生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境微生物完全分解、最終被無(wú)機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個(gè)組成部分的高分子材料。比如說，“紙”是一種

4、典型的生物降解材料，而“合成塑料”則是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“紙”和“合成塑料”這兩種材料性質(zhì)的高分子材料。同時(shí)也指在自然環(huán)境下通過微生物的生命活動(dòng)能很快降解的高分子材料。生物降解塑料又可分為完全生物降解塑料和破壞性生物降解塑料兩種。破壞性生物降解塑料當(dāng)前主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)）或農(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)微生物發(fā)酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如熱塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均屬這類塑料。1.2我國(guó)生物降解塑料的發(fā)展背景和歷程20世紀(jì)60年代，我

5、國(guó)開始采用塑料棚膜于稻四育秧，70年代末塑料農(nóng)膜大面積推廣應(yīng)用，掀起了場(chǎng)農(nóng)、業(yè)上內(nèi)“白色革命”對(duì)我國(guó)的“米袋廠”和“萊籃子”工程做出了貢獻(xiàn)。但是，不久塑料農(nóng)膜特別是塑料地膜的大面積應(yīng)用就帶來了問題，至1985年，我國(guó)塑料地膜的覆蓋面積達(dá)到2400萬(wàn)畝，消費(fèi)塑料6.8萬(wàn)噸，由于不注意檢驗(yàn)、回收使用后的塑料地膜，地膜開始在農(nóng)田中累積，影響到植物的牛耕和機(jī)械耕作。隨風(fēng)飛揚(yáng)的塑料殘膜不僅影響景觀，還造成了牲畜誤食導(dǎo)致死亡?！鞍咨锩鞭D(zhuǎn)化成廠“白色污染”。為了解決這問題，外始研發(fā)可降解塑料地膜，當(dāng)時(shí)外發(fā)的主要品種是光降解塑料類采光敏劑添加于聚乙烯中的塑料。20世紀(jì)80年代中期至90年代初期，我國(guó)產(chǎn)業(yè)界

6、對(duì)可降解塑料的研發(fā)逐漸集中到淀粉添加型塑料方面，主要為聚烯烴類和聚苯乙烯中添加或共混淀粉的品種，這主要是因?yàn)?，一是鐵路兩旁次性聚苯乙烯餐盒形成的的色污染，引起廠社會(huì)極大的關(guān)注；二是用于地膜的光降解塑料，土埋后因無(wú)法接受光照不能及時(shí)降解；三是當(dāng)寸歐美特別是美國(guó)，為解決次塑料包裝制品造成的環(huán)境污染，在玉米高產(chǎn)的推動(dòng)下，窩風(fēng)推出聚乙烯添加淀粉的所謂“生物降解塑料”，20世紀(jì)90年代中期，這些被冠上“生物降解塑料”或“光生降解塑料”名稱的淀粉添加型降解塑料的研發(fā)和生產(chǎn)：達(dá)到高峰，并一直延續(xù)列本世紀(jì)初，主要科研和生產(chǎn)單位近50家，擠出造粒生產(chǎn)線達(dá)到百余條，總能超過10萬(wàn)噸/年。 20世紀(jì)90午代中期，在

7、開展基礎(chǔ)研究的同時(shí)，我國(guó)開始全生物降解塑料的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，科技部對(duì)科研單位或企業(yè)給予了資金支持，中科院聯(lián)合相關(guān)企業(yè)對(duì)“二氧化碳環(huán)氧化合物共聚合物”的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)開發(fā)，些民營(yíng)企業(yè)也參與廠聚羥基丁酸酯戊酸酯、聚乳的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。與生產(chǎn)品研發(fā)同步，標(biāo)準(zhǔn)制定和建立評(píng)價(jià)體系。1993年成立了了中國(guó)工程塑料學(xué)降解塑料研究會(huì)，2002年又成立了中國(guó)塑料加工業(yè)協(xié)會(huì)降解塑分會(huì)，有力地推動(dòng)了中國(guó)降解塑料行業(yè)健康有序發(fā)展。 2 常見可降解生物材料及其應(yīng)用天然高分子材料：淀粉、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠、蛋白質(zhì)等。微生物合成（發(fā)酵）高分子材料：聚乳酸、生物聚酯及微生物多糖?；瘜W(xué)合成高分子材料：聚乳酸（PLA）、

8、聚己內(nèi)酯（PCL）生物降解塑料（PLA）、聚丁二酸丁二醇（PBS）、聚羥基烷酸酯（PHA）等。2.1 淀粉基生物降解塑料淀粉基生物降解塑料是淀粉經(jīng)過改性、接枝反應(yīng)后與其他聚合物共混而成的高分子材料。這一類生物降解材料來源于自然界產(chǎn)生的生物質(zhì)，具有資源吩咐、可循環(huán)再生、永不枯竭及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。它屬于可熱塑加工型塑料材料，能用普通的塑料熱塑加工、機(jī)械加工，在工業(yè)是那個(gè)可替代聚乙酸、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料，主要用于包裝材料、餐盒餐具、玩具等。目前，淀粉基生物降解塑料的生產(chǎn)概況，在國(guó)外有意大利Novomont、美國(guó)Warner Lambert、德國(guó)Biotec，在國(guó)內(nèi)由武漢華麗、廣東上九、天津丹海、

9、南京比澳格、浙江華發(fā)、成都新柯力。2010年，我國(guó)淀粉基生物講解塑料的產(chǎn)量達(dá)到了10萬(wàn)噸，而全球需求達(dá)到了26萬(wàn)噸。應(yīng)用及產(chǎn)品：2.1.1 農(nóng)用薄膜 （1）淀粉添加型生物降解塑料薄膜 淀粉添加型生物降解薄膜是將表面憎水化處理的玉米、大米、谷物等的淀粉和聚烯烴進(jìn)行反應(yīng)或共混制成的農(nóng)用薄膜，這種薄膜經(jīng)一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期后會(huì)在土壤中的微生物的侵蝕下發(fā)生生物降解。淀粉分子鏈上含有大量的親水的羥基，而生產(chǎn)農(nóng)膜所用的聚烯烴是一種疏水性物質(zhì)，從分子結(jié)構(gòu)上看，淀粉與聚烯烴的相容性差，得不到分子共容的均相體系這就必須對(duì)淀粉進(jìn)行物理改性和化學(xué)改性3 （2）全淀粉型生物降解薄膜 目前，全淀粉的生物降解塑料膜是人們關(guān)注

10、的熱點(diǎn)4。德國(guó)法蘭克福的Battelle研究所開發(fā)了一種至少含90%改性淀粉的可降解塑料，其余10%也是小分子添加劑，這種材料可用于生產(chǎn)地膜。意大利Ferruzzi公司研制了含改性淀粉70%的“熱塑性淀粉”，其性能接近于PE，用通常設(shè)備加工成地膜在大田中實(shí)驗(yàn)，3周內(nèi)即可完全降解。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張少英等4。用淀粉、海藻酸鈉為主要原料，添加增塑劑、保水劑，采用噴拉噴固成型工藝直接在田間成型濕鋪，制成厚度0.03nm、透光率達(dá)72%、自然條件失效期超過30d可完全降解的生物材料地膜，但這種地膜的最大問題是降解速度快且難以控制2.1.2 包裝材料 （1）變性淀粉紙包裝材料 變形包裝材料是將該醒后的淀粉顆

11、粒表面用烷基等覆蓋，減弱請(qǐng)柬的作用，改善與合成樹脂如聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯等高聚物的相容性，是共混物性能比原淀粉填充體系更為強(qiáng)韌5。美國(guó)伊利諾斯州大學(xué)開發(fā)的玉米淀粉塑料，可加工成餐飯盒等食品包裝容器6。我國(guó)武漢遠(yuǎn)東綠世界目前正采用淀粉基生物降解塑料建設(shè)一次性餐具產(chǎn)業(yè)化基地，產(chǎn)品的保溫性能和形狀穩(wěn)定性均可滿足包裝及使用要求，這種塑料10d左右可降解90%以上，一個(gè)月內(nèi)可完全降解7。天津大學(xué)與天津丹海股份公司以特種變形淀粉為改性劑開發(fā)的生物降解型聚乙烯，性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水品嗎，被列為國(guó)家重點(diǎn)科技成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，建成了國(guó)內(nèi)最大的降解塑料生產(chǎn)基地，其生物降解包裝制品具有良好的生物

12、降解性能和物理力學(xué)性能，成本低廉，被批準(zhǔn)為國(guó)家環(huán)保標(biāo)志產(chǎn)品8。近期，日本和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)研制成功了以玉米為原料，經(jīng)過塑化而成的“玉米淀粉樹脂”制成的包裝材料可以通過燃燒、生物分解和昆蟲吃食等方式處理掉9。（2） 原淀粉/蛋白膜包裝材料 這種包裝材料多用于內(nèi)包裝袋，包括含水食品，紡織袋內(nèi)風(fēng)味的擴(kuò)散10。蛋白膜和其他的紙類、淀粉類制成復(fù)合材料用于食品包裝。原淀粉和紙類制成的餐具因?yàn)槠浞浪阅茌^差，蘇姚在其表面涂一層防水膜。防水膜通常用蛋白質(zhì)做成，最常用的有玉米蛋白、大豆蛋白等。玉米蛋白中含有40%的醇溶蛋白，該蛋白的氨基酸末端帶有亮氨酸、丙氨酸等非極性憎水基團(tuán)，增加了其疏水的能力，在以甘油、丙二醇作

13、為增塑劑就可制得可食用的包裝膜。這種包裝膜的防油、防水、耐高溫性能很好，因而可以被用于一次性餐具。淀粉基科生物降解塑料的研制和使用具有非常廣闊的前景。今后的開發(fā)課題主要是物理化學(xué)改性研究和加工工藝研究，降低生產(chǎn)成本，開發(fā)全淀粉科生物降解的可控技術(shù)等。在熱塑性淀粉中加入納米增強(qiáng)和蒙脫土可有效地改善熱塑性淀粉的耐吸濕性和阻隔性能，提高材料的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性。熱塑性淀粉/層狀硅酸納米復(fù)合材料被認(rèn)為是熱塑性塑料的發(fā)展方向。2.2 聚乳酸（PLA）聚乳酸生物塑料（PLA）是以乳酸為原料聚合生成的高分子材料，合成方法可以是微生物合成，也有化學(xué)合成方式。其具有無(wú)毒、無(wú)刺激、強(qiáng)度高、易加工成型和優(yōu)良的生物相

14、容性等特點(diǎn)。聚乳酸的力學(xué)性能與聚丙烯相似，同時(shí)具有與聚苯乙烯相似的光澤度、清晰度和加工性，可通過注塑、擠出、吹塑、流延、紡絲等加工工藝制成各種包裝用品。當(dāng)前，聚乳酸國(guó)內(nèi)已建和在建的項(xiàng)目有浙江海正、深圳光華、江蘇南通九鼎、上海同森良，國(guó)外有美國(guó)Nature Works、日本三井化學(xué)、日本島津制作所等。聚乳酸投入工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)很少，僅有美國(guó)Nature Works 14萬(wàn)噸/年的產(chǎn)量，國(guó)內(nèi)的則是江蘇海正的5000噸/年的產(chǎn)量。據(jù)悉，2010年，國(guó)內(nèi)有萬(wàn)噸工業(yè)級(jí)聚乳酸工廠投產(chǎn)，國(guó)外也有多個(gè)千噸級(jí)聚乳酸工廠運(yùn)行，全球市場(chǎng)需求約為15萬(wàn)噸。聚L-丙交酯，聚L-乳酸，L-聚乳酸（Poly(L-lactide

15、)，Poly（L-lactic acid），L-polylactide）化學(xué)式：(C6H8O4)n從上圖可以看出，聚乳酸只含有C、H、O三種元素，可以被（微）生物完全分解。2.2.1 PLA有很多的應(yīng)用，具體如下：（1）聚乳酸在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日本東麗公司結(jié)合PLA樹脂改性技術(shù)、纖維制造技術(shù)和染色加工技術(shù)，開發(fā)了以高性能PLA纖維為主要成份的車用腳墊和備用輪胎箱蓋。備用輪胎箱蓋已經(jīng)在豐田汽車公司2003年推出的全面改進(jìn)小型車“Raum”上使用。在繼腳墊和備用輪胎箱蓋開發(fā)以后，東麗公司有開發(fā)了適用于車門、輪圈、車座、天棚材料的其他汽車部件的PLA產(chǎn)品。（2）聚乳酸在一次性用品的應(yīng)用聚乳酸對(duì)人體絕對(duì)

16、無(wú)害的特性使得聚乳酸在一次性餐具、食品包裝材料等一次性用品領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其能夠完全生物降解也符合世界各國(guó)，特別是歐盟、美國(guó)及日本對(duì)于環(huán)保的高要求。但，采用聚乳酸原料所加工的一次性餐具存在著不耐溫、耐油等缺陷。這樣就造成其的功能作用大打折扣，以及在運(yùn)輸途中餐具變形、材質(zhì)變脆，造成大量次品。不過，經(jīng)過技術(shù)發(fā)展，目前市場(chǎng)有經(jīng)過PLA改性后的材料，可以有效克服原粒的缺點(diǎn)，有的甚至耐熱溫度高達(dá)120度以上，可以用作微波爐用具材料。（3）聚乳酸在電子電器領(lǐng)域的應(yīng)用為了節(jié)省石油資源同時(shí)減少地球溫室效應(yīng)，進(jìn)一步拓展由可再生的生物資源制造而來的聚乳酸的應(yīng)用領(lǐng)域，日本許多公司對(duì)PLA在電子電器領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行

17、了深入研究并取得了卓越的成效。日本NEC公司筆記本電腦部件材料日本NEC公司開發(fā)了以高性能的PLA/KENAF復(fù)合材料，它是經(jīng)過改性后的PLA，其改善PLA的耐沖性、耐熱性、剛性和阻燃性。應(yīng)用于2004年9月出售的“LaVie T”型手提電腦部件，2005年進(jìn)一步推廣應(yīng)用于“LaVie TW，VersaPro”型電腦部件。日本富士通公司的筆記本電腦機(jī)殼材料2002年日本富士同公司在上市的“FMV-BIBLO NB”系列筆記本電腦的紅外線接收部分采用了質(zhì)量0.2的純聚乳酸配件。在2005年富士通春季款筆記本電腦“FMV-BIBLO NB80K”的機(jī)殼中，全部采用由日本富士通公司、日本富士通研究所

18、和日本東麗公司3家公司共同開發(fā)的PLA/PC合金，機(jī)殼重約600G，PLA含量在50%左右。與采用石油類樹脂相比，僅機(jī)殼一項(xiàng)就能節(jié)約1L左右的使用用量。整個(gè)產(chǎn)品的生命周期中二氧化碳的排放量方面，對(duì)回收的樹脂進(jìn)行熱循環(huán)處理時(shí)，可比現(xiàn)有樹脂減少約15%。富士通最新款式筆記本電腦其外殼整體的93%幾乎都采用了PLA樹脂。手機(jī)部件及機(jī)殼材料NTT DoCoMo和索尼愛立信移動(dòng)通訊公司于2005年4月試制了在機(jī)殼中采用PLA的手機(jī)。該樣機(jī)子啊140G的自量中有22GPLA樹脂。2005年5月，NTT DoCoMo在市場(chǎng)售的“premini-IIS”手機(jī)中的1個(gè)按鈕采用PLA樹脂。2006年富士通、富士通

19、研究所和東麗聯(lián)合開發(fā)成功了耐沖擊性相當(dāng)于PLA1.5倍的PLA/PC合金，并用于手機(jī)外殼等部件。日本索尼公司DVD影碟機(jī)殼材料日本SONY公司2002年上市的“MVP-NS999ES”型DVD影碟機(jī)前面板采用了PLA材料，該公司與三菱樹脂進(jìn)一步研制出了無(wú)機(jī)物阻燃PLA材料，其中PLA含量為60%左右。該材料在2004年秋上市的“DVP-NS955V”型及“DVP-NS975V”型DVD影碟機(jī)前面板采用。通過改性后的PLA的強(qiáng)度與ABS樹脂相當(dāng)。同時(shí)通過改變調(diào)配添加物和加工條件，可以使用一般的射出成型機(jī)，成型效率與普通塑料一樣。光盤盤片2003年9月三洋Mavic Mcdia和三井化學(xué)公司聯(lián)合開

20、發(fā)采用PLA為底板材料制造的面向音樂CD、VCD和CD-ROM盤片“MildDisc”。其稱1個(gè)玉米棒難生產(chǎn)10張CD盤片。該公司開發(fā)出了高速而精密地轉(zhuǎn)印CD模型技術(shù)，通過嚴(yán)格模具溫度調(diào)節(jié)和對(duì)離子劑的改進(jìn)，生產(chǎn)了固化速度慢的聚乳酸CD盤片。通過使用生物降解樹脂能夠解決現(xiàn)有CD盤片廢棄時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染。PLA在燃燒時(shí)所消耗的能量比PC燃燒時(shí)所消耗的能量要少，從而減少二氧化碳的排量。若采用填埋方式，PLA在2-5年就能快速地生物降解，而PC則半永久地殘留在土壤中。富士通公司的LSI包裝帶2005年2月，富士通和富士通研究所聯(lián)合開發(fā)了以PLA為原材料、面向手機(jī)的LS包裝帶。該產(chǎn)品的生命周期評(píng)測(cè)表明

21、，在周期中全體CO2的排放量減少11%，制造過程中能量消耗少18%。經(jīng)過提高PLA強(qiáng)度和抗靜電及尺寸穩(wěn)定性改良后，其撕裂強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度時(shí)PC制備材料的兩倍以上，拉伸強(qiáng)度大約是1.5倍，耐折強(qiáng)度接近2倍，抗沖擊強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度也達(dá)到了制品所需要性能的要求。（4）聚乳酸在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用生物醫(yī)藥行業(yè)是聚乳酸最早開展應(yīng)用的領(lǐng)域。聚乳酸對(duì)人體有高度安全性并可被組織吸收，加之其優(yōu)良的物理機(jī)械性能，還可應(yīng)用在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，如一次性輸液工具、免拆型手術(shù)縫合線、藥物緩解包裝劑、人造骨折內(nèi)固定材料、組織修復(fù)材料、人造皮膚等。高分子量的聚乳酸有非常高的力學(xué)性能，在歐美等國(guó)已被用來替代不銹鋼，作為新型的骨科內(nèi)固定材

22、料如骨釘、骨板而被大量使用，其可被人體吸收代謝的特性使病人免收了二次開刀之苦。其技術(shù)附加值高，是醫(yī)療行業(yè)發(fā)展前景的高分子材料。2.2.3 應(yīng)用及展望PLA主要用在醫(yī)用、包裝、纖維等領(lǐng)域，用途聚焦于醫(yī)用領(lǐng)域，涉及藥物微球載體、防黏膜、生物導(dǎo)管、骨科用固定物、骨科手術(shù)器件、藥物復(fù)合高分子支架、人工骨等。無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，PLA專利大都集中于醫(yī)用材料。從國(guó)外公開專利來看，PLA在纖維和包裝方面的應(yīng)用正成為研究熱點(diǎn)，主要原因是：以乳酸為原料生產(chǎn)的 PLA性能優(yōu)于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，被產(chǎn)業(yè)界稱為21世紀(jì)最有發(fā)展前途的新型包裝材料11。事實(shí)上，PLA適用的領(lǐng)域很廣，如汽車制造、服裝、餐飲、日

23、用品、環(huán)境材料等只是目前還存在乳酸生產(chǎn)成本偏高，PLA聚合難等暫時(shí)性困難限制了它的推廣應(yīng)用。PLA從可再生資源如淀粉中生產(chǎn)，有利于減少人類對(duì)石油資源的依賴性；它在人體和自然環(huán)境中均可降解，其降解產(chǎn)物(乳酸及其低聚物)對(duì)人體和自然環(huán)境的毒性很低。隨著人們對(duì)環(huán)保的日益重視，以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開發(fā)，PLA有望大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)并成為2l世紀(jì)重要材料之一。2.3 聚丁二酸丁二醇（PBS）聚丁二酸丁二醇（PBS）是有丁二酸丁二醇經(jīng)縮聚而成。PBS 力學(xué)性能優(yōu)良，接近PP和ABS塑料，耐熱性能好，熱變形溫度接近100°C，可用于制備冷熱飲料包裝和餐盒餐具，加工性能良好，可在現(xiàn)有塑料加工通用設(shè)備上進(jìn)

24、行加工，是目前生物降解塑料加工性能最好的，同時(shí)可以共混大量碳酸鈣的填充物，加工成廉價(jià)的制品。在國(guó)外已經(jīng)有日本昭和000噸/年、日本三菱10000噸/年、美國(guó)Eastman化學(xué)15000噸/年,增長(zhǎng)率保持在30%。2.3.1 PBS的應(yīng)用 (1)包裝材料 可降解包裝材料主要有垃圾袋、食品袋、各種瓶子和標(biāo)簽 等。日本昭和公司生產(chǎn) 的 Bionole可以制作各種包裝材料。 德國(guó) APACK公司開發(fā)了 PBS降解塑料薄膜 ，可用于生產(chǎn)食 品包裝袋等。上海 申花集團(tuán)、福建恒安集 團(tuán)等也開發(fā)了可以 用在一次性包裝用品、餐具等領(lǐng)域的 PBS產(chǎn)品。 (2)農(nóng)林業(yè)用品 農(nóng)林業(yè)中常用的是農(nóng)用薄膜 ，以及各種種植用

25、器皿和植 被網(wǎng)等。因?yàn)?PBS的脆性比較大，一般需要進(jìn)行改性，比如加 入柔性組分己二酸等。 (3)日用雜品16。 日用雜品一般要求具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐用性。日本 YKK公司以 PBS為主要原料，并填充滑石粉、碳酸鈣，制成各 種成形制品。上海申花集團(tuán)等企業(yè)還將 PBS用作衛(wèi)生產(chǎn)品， 對(duì) PBS的市場(chǎng)拓展具有一定意義。 (4)紡織業(yè)17。 日本尤尼吉卡公司以PBS為原料制造了一些復(fù)合纖維材 料。除了生產(chǎn)普通的纖維外，還可以探索對(duì) PBS纖維進(jìn)行功 能化，如與帶有金屬離子的陶瓷材料共混生產(chǎn)抗菌纖維或者 與鋯化合物共混生產(chǎn)保溫纖維等。Eun Hwan Jeong首次采 用電紡的方法從溶有 PBS的有

26、機(jī)溶劑得到 PBS纖維，得到的 纖維直徑只有 125315nm。 (5)醫(yī)用 18。用制品中的各種人造材料如人造軟骨、縫合線、支架等也可使用PBS。2.4 聚羥基烷酸酯（PHA）聚羥基烷酸酯（PHA）是通過微生物發(fā)酵，由不同單體合成的生物降解材料。其種類很多，大部分是3-羥基丁酸酯、4-羥基丁酸酯、3-羥基戊酸酯和3-羥基己酸酯等四類單體共聚物和相互共聚物。已開發(fā)的幾代產(chǎn)品，由最初的P3HB、P4HB，到PHV、PHBV、PHBH，到目前的P34HB，產(chǎn)品綜合性能不斷的提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，主要應(yīng)用與農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電子、包裝等領(lǐng)域。PHA產(chǎn)業(yè)化企業(yè)國(guó)外有德國(guó)Biorners1000噸/年、英國(guó)

27、IC1350噸/年、美國(guó)P&G5000噸/年和美國(guó)ADM5000噸/年，國(guó)內(nèi)游江蘇南天10噸/年、天津國(guó)韻10000噸/年、深圳意可曼5000噸/年等。2.5 聚己內(nèi)酯（PCL） 聚己內(nèi)酯（PCL）這種塑料具有良好的生物降解性，在土壤和水環(huán)境中，6-12月可完全分解成CO2和H2O。熔點(diǎn)是62°C，可在低溫成型。分解它的微生物廣泛地分布在喜氣或厭氣條件下。作為可生物降解材料可把他與淀粉、纖維類的材料混合在一起，或與乳酸聚合使用，可和PE、PP、ABS、AS、PC、PVAC、PVB、PVE、PA、天然橡膠等很好地互容。生物相容性好在體內(nèi)與生物細(xì)胞相容性很好，細(xì)胞可在其基架上正常

28、生長(zhǎng)，并可降解成CO2和H2O。具有良好溶劑溶解性在芳香化合物、酮類和極性溶劑中很好地溶解。非常柔軟，具有極大的伸展性。2.5.1應(yīng)用：（1）可控釋藥物載體、細(xì)胞、組織培養(yǎng)基架 （2）完全可降解塑料手術(shù)縫合線 （3）高強(qiáng)度的薄膜絲狀成型物 （4）塑料低溫沖擊性能改性劑和增塑劑 （5）醫(yī)用造型材料、工業(yè)、美術(shù)造型材料、玩具、有機(jī)著色劑、熱復(fù)寫墨水附著劑、熱熔膠合劑。3 發(fā)展前景及展望3.1優(yōu)勢(shì)（1）生物塑料可以不同程度的進(jìn)行生物降解 它為世界指明了一條不再依靠石油生產(chǎn)塑料的道路。而且生物塑料具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)、良好的環(huán)保性能、原料可再生等市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。 因此，生物降解塑料對(duì)石油的替代作用，可以在很大程度上

29、保障中國(guó)能源安全，同時(shí)保障環(huán)境安全。（2）生產(chǎn)所需能耗低 普通塑料如聚乙烯、聚丙烯等合成樹脂以不可再生的石油資源為原料，且生產(chǎn)過程要消耗大量能源。以聚乙烯的合成為例，目前發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用管式法生產(chǎn)，生產(chǎn)每噸聚乙烯的物耗、能耗為：乙烯1.008噸，電力800千瓦時(shí)，蒸汽1噸，冷卻水120立方米，氮?dú)?立方米。而生物降解塑料是以可再生資源為主要原料，源于農(nóng)作物，是節(jié)能環(huán)保型原料。在我國(guó)目前年消耗4000萬(wàn)噸塑料中，如果其中的1/3用淀粉降解塑料替代，則可減少原油消耗至少1000萬(wàn)噸。按上述聚乙烯合成能耗計(jì)算，則可省電80億千瓦時(shí)。根據(jù)全國(guó)能源消費(fèi)總量與CO2排放總量估算兩者的轉(zhuǎn)換指標(biāo)值，計(jì)算出生產(chǎn)

30、每千瓦時(shí)電消耗0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，排放1千克CO2，則全國(guó)每年累計(jì)節(jié)能可達(dá)320萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相應(yīng)減少CO2排放量800萬(wàn)噸，另外還可節(jié)省大量水資源。用生物降解塑料大量替代通用塑料，僅原料合成節(jié)省的能耗就相當(dāng)可觀。由此可見，生物降解塑料節(jié)能潛力巨大。（3）生產(chǎn)加工 生物降解塑料的加工溫度通常比普通塑料低。以淀粉基降解塑料為例，由于在較高溫度下易急劇降解, 因此以淀粉為基材的降解塑料加工溫度通常在150以下，而一般聚烯烴塑料的加工溫度多在200左右，以此計(jì)算，相同產(chǎn)量的生物降解塑料的加工能耗明顯低于普通塑料。（4）對(duì)環(huán)境影響度小 生物降解塑料不僅在生產(chǎn)過程中有節(jié)能減排效果，而且在使用過程也具有環(huán)境友

31、好的特征。普通聚烯烴塑料的合成會(huì)排放大量CO2等尾氣及污染物，而塑料制品大量使用，尤其是農(nóng)用薄膜和包裝材料又造成了日益嚴(yán)重的白色污染。而生物降解塑料原料來源是可以再生的農(nóng)作物，農(nóng)作物在生長(zhǎng)過程中通過光合作用可以吸收CO2放出氧氣，其制品廢棄物可以在掩埋堆肥條件下完全降解成水和CO2，無(wú)污染物產(chǎn)生。生物降解塑料產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的過程，其實(shí)就是CO2減排的過程，可逐漸消除困擾全世界多年的溫室效應(yīng)和白色污染兩大難題，促進(jìn)人類、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境和諧發(fā)展。（5）人們環(huán)保意識(shí)的提高讓生產(chǎn)商看到了生物降解塑料在包裝市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。鑒于目前消費(fèi)者對(duì)生物降解塑料的認(rèn)知度不高，未來還需要大力培育市場(chǎng)，引導(dǎo)消費(fèi)者。生物降解塑

32、料是一種新型包裝材料，塑料與包裝生產(chǎn)商需要聯(lián)合起來宣傳并引導(dǎo)消費(fèi)者接受這種環(huán)保材料。（6） 廢物資源化 據(jù)報(bào)道，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)專家課題組曾對(duì)大、中、小三類城市，共2700桌不同規(guī)模的餐桌中剩余飯菜的蛋白質(zhì)、脂肪等進(jìn)行系統(tǒng)分析，保守推算，我國(guó)2007年至2008年僅餐飲浪費(fèi)的食物蛋白質(zhì)就達(dá)800萬(wàn)噸，相當(dāng)于2.6億人一年的所需；浪費(fèi)脂肪300萬(wàn)噸，相當(dāng)于1.3億人一年所需。 (央視網(wǎng))19。而生產(chǎn)生物塑料的原料主要是淀粉等有機(jī)物，生物塑料的大規(guī)模生產(chǎn)可以促進(jìn)食品垃圾的衛(wèi)生無(wú)害化處理，同時(shí)也降低了生物塑料的生產(chǎn)成本3.2 存在的問題20(1) 市場(chǎng)應(yīng)用。由于生產(chǎn)可降解塑料的成本偏高, 造成其在市場(chǎng)中

33、價(jià)格偏高, 這樣就給可降解塑料的推廣造成了很大的影響。同時(shí)一次性紙制品的迅速崛起也給可降解塑料帶來很大的沖擊。(2) 降解技術(shù)尚不成熟。目前很多的光降解塑料都是在塑料中添加光分解劑或者光敏劑, 而這些添加劑對(duì)塑料的降解效果受到地理環(huán)境和氣候的影響很大, 這樣就很難做到準(zhǔn)確控制降解時(shí)間, 同時(shí), 埋地部分和進(jìn)入垃圾填埋系統(tǒng)部分也很難得到降解。目前有些所謂生物降解塑料是以簡(jiǎn)單的物理共混工藝, 將淀粉填充到聚乙烯等樹脂內(nèi), 雖可加工吹塑成膜, 但這種“降解”薄膜, 待其內(nèi)所含淀粉被生物降解后, 其聚合物骨架在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(約20年) 仍有50%殘留量, 反而為廢棄塑料的回收加工處理增加了困難。(3)

34、降解塑料的標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。對(duì)于降解塑料, 世界上尚沒有統(tǒng)一的定義、試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法、識(shí)別標(biāo)志和產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù), 致使缺乏正確統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和確切的評(píng)價(jià), 產(chǎn)品市場(chǎng)比較混亂, 真假難辯。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看, 隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng), 降解塑料的生產(chǎn)使用將是必然的發(fā)展趨勢(shì), 其主要發(fā)展方向如下。a. 積極的開發(fā)各種添加劑如光分解劑, 光敏化劑, 生物誘發(fā)劑, 穩(wěn)定劑等, 降低這些添加劑的生產(chǎn)成本, 提高可控性, 同時(shí), 通過研究不同添加劑的優(yōu)化組合、協(xié)同效應(yīng)提高降解效果。對(duì)于光降解塑料而言, 其發(fā)展方向應(yīng)該是, 在兼顧使用穩(wěn)定性的同時(shí), 盡可能的提高其光降解效率。b. 通過分子設(shè)計(jì)研究和精細(xì)分子合成技術(shù), 不斷改進(jìn)配方, 開發(fā)準(zhǔn)時(shí)可控降解塑料。c. 利用纖維素、淀粉、甲殼素等天然高分子材料制取生物降解塑料, 進(jìn)一步開發(fā)改良天然高分子的功能與技術(shù)。我國(guó)的淀粉資源十分豐富, 在發(fā)展淀粉基降解塑料方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。d. 將塑料工業(yè)與細(xì)菌學(xué)有效的結(jié)合起來, 培養(yǎng)能生產(chǎn)高分子塑料的微生物, 發(fā)現(xiàn)新的高分子, 或者通過研究培養(yǎng)出可以分解廣泛使用塑料的微生物。尋找并解析其合成機(jī)理, 同時(shí)通過現(xiàn)有方法及基因工程的手段提高其生產(chǎn)性, 研究高效的培養(yǎng)微生物的方法。同時(shí)十分重視培育可生產(chǎn)聚酯的生物性植物等, 以降低生物降解塑料的成本, 有利于市場(chǎng)推廣。e. 為有利于一次性塑料廢棄物的處理, 同時(shí)保證豐富的