生物可降解塑料有哪些

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我们中国人讲究落叶归根，我们做塑料的人也希望其能够“落叶归根 ”，完成它的使命之后，重返自然，与自然成为一体。于是，可降解塑料应运而生。今天，我们讲一讲最具代表性的七大生物可降解塑料。

一、聚乳酸PLA

聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（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，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。据了解，PLA用量占生物可降解塑料的45.1%，是当之无愧的主力军。

聚乳酸的降解分成两个阶段：1）首先是纯化学水解成乳酸单体；2）乳酸单体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，真正达到生态和经济双重效应。

PLA主要用于大家最关注的食品包装和3D打印。PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司，其次是中国的海正生物。

二、聚3-羟基烷酸酯PHA

PHA是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。

主要用途为：一次性餐具、无纺布、包装材料、农用覆膜、玩具、包膜、胶、纤维等多种可降解产品。

国内生产PHA的企业有天津国韵生物材料有限公司、武汉华丽科技有限公司、浙江华发生态科技有限公司、浙江天禾生态科技有限公司、福建百事达生物材料有限公司、肇庆华芳降解塑料有限公司等。

三、聚ε-己内酯PCL

聚ε-己内酯（PCL）是由ε-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物，其熔点仅62℃。PCL的降解性研究从1976年就已开始，在厌氧和需氧的环境中，PCL都可以被微生物完全分解。

与PLA相比，PCL具有更好的疏水性，但降解速度较慢；同时其合成工艺简单、成本较低。PCL的加工性能优良，可用普通的塑料加工设备制成薄膜及其它制品。

四、聚酯类--PBS/PBSA

PBS以脂肪族丁二酸、丁二醇为主要生产原料的,既可以通过石油化工产品满足需求,也可通过淀粉、纤维素、葡萄糖等自然界可再生农作物产物,经生物发酵途径生产,从而实现来自自然、回归自然的绿色循环生产。而且采用生物发酵工艺生产的原料,还可大幅降低原料成本,从而进一步降低PBS成本。

与同类产品比较，聚酯生物分降塑料的优点：

1）耐热性好。这促使它在餐饮领域达到推广；

2）加工条件要求不高；

3）易保存，耐水解。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)用途极为广泛,可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。

五、脂肪族芳香族共聚酯

德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯（Ecoflex），其单体为：己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。

六、聚乙烯醇（PVA）

水溶性PVA薄膜是在国际上崭露头角的一种新型塑料产品。它利用了PVA的成膜性、水和生物两种降解特性，可完全降解为CO2和H2O，是名符其实的绿色高新环保包装材料。

在欧美、日本，水溶性PVA薄膜已广泛用于各种产品的包装。在我国水溶性PVA薄膜的发展还处于起步阶段，工业性研发在近5年间才真正有所展开，主要应用在刺绣及水转印(玻璃、陶瓷、电器外壳等的彩色印刷)两个领域，PVA在这方面的年使用量约10000t。

从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：

1.聚己内酯（PCL）

这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。

2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物

以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。

3.聚乳酸（PLA）

美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。

我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。

4.聚羟基烷酸酯(PHA)

目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。

利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。

国内研究和生产的单位很多，其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司（规模8千吨/年）、浙江华发生态科技有限公司（8千吨/年）、浙江天禾生态科技有限公司（5千吨/年）、福建百事达生物材料有限公司（规模2千吨/年）、肇庆华芳降解塑料有限公司（规模5千吨/年）等。

5.脂肪族芳香族共聚酯

6.聚乙烯醇（PVA）类生物降解塑料

如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料，需要经过一定的改性后方具有良好的生物降解性能，北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了一定成果。

7.二氧化碳共聚物

国外，最早研究二氧化碳共聚物的国家主要为日本和美国，但一直没有工业化生产。

国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术，已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置，产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产，品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物，用来作为聚氨酯发泡材料的原材料，用于家用电器等的包装。河南天冠集团采用中山大学孟跃中教授的技术，已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线，预计今年能中试生产。

其它如甲壳素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素等均在研发之中。

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