天然高分子材料類生物降解塑料

生物降解塑料的天然高分子原料來源有植物和動物兩類，植物來源包括淀粉、纖維素、木質(zhì)素及其衍生物等，動物來源包括明膠、甲殼素、朊乙酰化甲殼素、殼聚糖及其衍生物等。通過對天然高分子材料改性，使其具有熱可塑性，是制備天然高分子材料類生物降解塑料的主要方法。

在18世紀(jì)，以消化纖維素為原料，制得賽璐珞是最早利用天然高分子制造塑料的例子。

PLA

PLA 的原料為乳酸，主要由玉米淀粉等生物質(zhì)資源合成，是生物基生物降解塑料的代表。

PLA 的合成主要有3種途徑：一是乳酸直接縮合；二是將乳酸合成丙交酯，再催化開環(huán)聚合；三是固相聚合。國內(nèi)PLA 的合成路線大多以第二種途徑為主。

PHA

PHA是聚羥基脂肪酸酯，作為一種新型的可完全生物降解的熱塑性塑料，具有生物相容性、生物可降性、動物可食用性。

PHA 是一大家族材料，目前已發(fā)現(xiàn)150 多種不同的單體結(jié)構(gòu)，但實(shí)際得到規(guī)?；a(chǎn)的僅有幾種。目前，國外生產(chǎn)PHA 的企業(yè)主要有日本Kaneka 公司、巴西Biocycle 公司和德國Biomers 公司等。國內(nèi)有寧波天安生物材料有限公司、天津國韻生物科技有限公司等。

二元酸二元醇共聚酯

二元酸二元醇共聚酯有聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT) 、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚丁二酸-己二酸丁二酯（PBSA）。PBS 及PBSA 雖開發(fā)較早，但受其自身性能限制，市場用量不及PBAT，目前全球生產(chǎn)都以PBAT 為主。

國內(nèi)生產(chǎn)PBAT的企業(yè)主要有廣州金發(fā)科技、山東匯盈新材料、山東悅泰、新疆藍(lán)山屯河聚酯有限公司、金暉兆隆高新科技股份有限公司、杭州億帆鑫富藥業(yè)股份有限公司。

二氧化碳共聚物(PPC)、聚己內(nèi)酯（PCL）

其他石化基生物降解塑料還有PPC、PCL等。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，生物降解塑料目前主要用途有紡織纖維、包裝、農(nóng)林漁牧、汽車、3D增材等。

紡織纖維

我國PLA 纖維目前產(chǎn)能約為15 kt/年，其兼具了天然纖維和合成纖維的優(yōu)點(diǎn)，又因芯吸性優(yōu)異，使其產(chǎn)品具有回彈性好、垂墜性強(qiáng)、舒適度高等特點(diǎn)。

日用膜、袋

生物降解塑料膜袋主要以PBAT 為主，多數(shù)共混PLA 等材料，經(jīng)加工后，在生活垃圾袋、塑料購物袋、日用塑料袋等已開始規(guī)?；瘧?yīng)用，在生鮮包裝薄膜上也有應(yīng)用。此外，PLA 類雙向拉伸薄膜用作保鮮膜，對蔬菜水果的保鮮效果優(yōu)異。

片材及其熱成型制品

PLA 擠出片材經(jīng)熱成型加工后，在生鮮、色拉、食品等包裝上開始得到應(yīng)用，例如水果透明盒子、雞蛋盒等。

農(nóng)用地膜

我國生物降解地膜在新疆、甘肅、湖北、云南等省市年示范用量已超過10 萬畝。生物降解地膜的生產(chǎn)企業(yè)主要有金發(fā)科技股份有限公司、杭州鑫富科技有限公司等。

泡沫制品

PLA 發(fā)泡制品已經(jīng)應(yīng)用于超市的許多生鮮、蔬菜等的包裝餐盤、箱，淀粉基塑料和PLA 的泡沫緩沖材料用在電氣電子機(jī)器、精密機(jī)械的包裝中。

此外，生物降解塑料在汽車零部件及3D打印產(chǎn)品中也得到了應(yīng)用。