完全生物降解塑料

完全生物降解塑料：完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如澱粉、纖維素、甲殼質）或農副產品經微生物發酵或合成具有生物降解性的高分子製得，如熱塑性、脂肪族聚酯、聚乳酸、澱粉/聚乙烯醇等均屬這類塑料。

技術特點簡要說明：

1、在生物降解的配方上，全部選用了完全生物降解組份，使製品能在使用廢棄后能夠100%生物降解，最終生成二氧化碳和水；

2、澱粉、PVA（聚乙烯醇）、聚已內酯有很好的相容性，再加入多種天然助劑，使產品的各種性能接近或超過普通塑料的性能；

3、本產品的生產在混料、造粒、擠塑、吹塑等整個加工過程中，已形成了獨特的工藝流程，能連續穩定地進行工業化生產。

近十幾年，塑料以其便利性、滲透到各行各業，進入千家萬戶，同時帶來巨大的環境污染，國際、國內各種環境保護政策版權、法律法規、保護環境的法案陸續出台，證明生物降解塑料需求正逐步走入正規化、產業化，發展生物降解塑料正進入蓬勃發展的黃金時期。

完全生物降解塑料PBS由丁二醇和丁二酸及其它組分經縮合聚合而得。在使用過程中性能穩定，使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環境下被微生物或動植物體內的酶最終分解為二氧化碳和水，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，對環境友好，是根治傳統塑料產生的“白色污染”的良方。

完全生物降解塑料有：聚3-羥基烷酸酯（PHA）、聚乳酸（PLA）、聚ε-己內酯（PCL）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及各種完全生物降解塑料的改性和共聚產物。其中以PBS的綜合性最佳。

第一，PBS具有很好的機械性能和加工性能，力學性能介於PE、PP之間，能滿足通用塑料的使用要求；可在通用聚酯加工設備上進行各類成型加工，是目前通用型完全生物降解塑料中加工性能最好的（這一點對降解塑料的應用至關重要）。

第二，PBS具有非常好的降解性能，在堆肥條件下，90天生物降解率達到90%以上(#）。

第三，PBS具有出色的耐熱性能，熱變形溫度接近100℃，改性后可超過100℃（在完全可生物降解聚酯中耐熱性能最好），可用於製備冷熱飲、餐盒等包裝領域。

第四，PBS具有價格優勢，規模生產後，價格有望突破2萬元/噸，原料可有生物發酵途徑得到。

第五，PBS用途極為廣泛，可以用於包裝領域、一次性器具領域、農用領域以及醫用領域等等，從真正意義上解決環境污染問題。

塑料行業是一個大產業，2003年全國塑料製品產量達1650.53萬噸，其中農用薄膜81.1萬噸，包裝膜326.97萬噸，餐飲具用量達312萬噸，塑料顆粒市場約為1100萬噸左右，產值在1920億元/年左右，年利潤超過380億元。隨著我國環保意識的不斷增強，環保法律的日趨完善，完全生物降解塑料必將逐步取代普通塑料製品。

根據塑料在微生物作用下降解程度的深淺，生物降解塑料可分為“生物破壞性塑料”（不完全降解型）和“全生物降解塑料”（完全降解型）。生物破壞性塑料是一種不完全降解的材料，而全生物降解塑料可以完全生物降解。

根據原材料的來源，全生物降解塑料可進一步分為三類：微生物合成塑料、天然高分子塑料和合成生物降解塑料。

①微生物合成塑料

此類塑料是在微生物的酶作用下合成的具有生物降解性的聚酯。特殊的微生物以糖類、有機酸為原料，經過發酵、合成作用，在體內生產出聚羥基烷酸（PHAS）、聚羥基脂肪酸酯（PHB）等具有脂肪族結構，以酯基為主鏈的聚酯。此類物質在微生物的酶催化作用下可自行斷裂成低分子量的碎片，並進一步被微生物吸收，完全分解成二氧化碳和水。以此類塑料製成的袋子、瓶、地膜等，分解性能顯著，且耐磨性、耐水性、可塑性、機械性等各方面性能都十分良好。早在2012年，歐盟的PHBOTTLE研發團隊就利用果汁飲料加工業廢棄物生產出了廉價的全生物降解塑料PHB，在變廢為寶的同時，又有效降低了廢水中有機污染物含量。

②天然高分子塑料

天然高分子塑料的主要原料是自然界中存在的一些聚合物，其中最具有代表性的便是全澱粉塑料。全澱粉塑料是一種有熱塑性的澱粉。普通澱粉沒有熱塑性，因為澱粉是一種多羥基醛（葡萄糖）的聚合物，其結構中大量的羥基導致澱粉易形成分子內和分子間的氫鍵，這些氫鍵造成澱粉的熔融溫度大幅提高，遠高於其分解溫度，造成了普通澱粉加熱時未熔融先分解的現象，因此無法製成塑料。但通過改變分子內的雙螺旋結晶結構，減少分子內氫鍵的數量，可以達到降低澱粉熔融溫度的目的，從而使澱粉擁有了良好的熱塑性，這種改性澱粉也被稱為“無構澱粉”。由無構澱粉製備全澱粉塑料的工藝有擠出、注射、壓膜等，並用水、甘油等做增塑劑，加工方法、增塑劑比例不同，塑料的性能也不盡相同。

③合成生物降解塑料

澱粉基生化合成塑料是以澱粉為基礎經改造得到的性能更加優良的可降解材料。主要有聚羥基脂肪酸酯（PHA）和聚乳酸（PLA）。PHA是普遍存在於多種細菌中的一類胞內聚酯的總稱，具有良好的機械性能和優異的生物相容性以及生物可降解性。澱粉由一定的菌種經無氧呼吸（發酵），即可得到乳酸，乳酸經脫水縮合形成聚乳酸（PLA），又稱聚丙交酯。由玉米、木薯等作物提取出的澱粉都可成為聚乳酸的原料，來源充足且可循環再生，是最具前景的可降解塑料之一。聚乳酸具有優良的物理性能、可降解性、生物相容與可降解性和抑菌及抗霉性，因而聚乳酸在農用、醫用、紡織等多領域皆有廣闊的發展空間和巨大的應用潛力。