生物降解塑料產業發展相關研究

霍艷苓

摘 要 塑料誕生百年來，因其優良性能以及低成本的優點，已被廣泛應用于生產和生活的方方面面。塑料工業的迅速發展是一把“雙刃劍”，在促進各產業發展的同時，所產生的塑料廢棄物對生活和生態環境造成了嚴重的危害。隨著環保要求的日益嚴格，石油基塑料產品的大量使用及其不可降解性，對環境造成的污染問題越來越得到重視，同時，生物降解塑料的開發也越來越得到大家的關注。

關鍵詞 生物降解;塑料產業;環保發展

1生物降解塑料產業發展瓶頸

1.1 材料與使用性能存在缺陷

材料性能的缺陷歸根結底是材料結構性質的問題，擁有什么樣的結構就決定了材料有什么樣的性質。與傳統塑料相比較，生物降解塑料生產使用的材料存在一定缺陷，如PLA大部分呈現的是全規立構和間規立構，性質硬而脆，不利于加工，導致使用場所受限;淀粉有直鏈結構和支鏈結構，遇水易被凝膠化和重結晶，從而導致產品變形，撕裂等。

1.2 生產成本與售價高

成本問題一貫是困擾生物降解塑料產業發展的關鍵問題之一。生物降解聚合物的來源有：細菌、甜菜、玉米、馬鈴薯、小麥、木薯、木材、棉花、大豆等天然材料，使用發酵法或者基因工程法，通過聚合工藝處理后得到。與其他塑料相比，生物降解塑料原料價格相對較高且技術尚未成熟。由于需要使用多種原材料，生產工藝復雜，技術含量較高且處于發展初期，需要投入大量的研發費用;加之目前該產業的生產規模還未充分實現規模經濟，產品單位生產成本高，導致生物降解塑料的價格要遠遠高于普通塑料。按現有工藝生產的生物降解塑料價格，大約是普通聚乙烯和聚丙烯的2～10倍。

2生物降解塑料產業發展路徑

2.1 培育綠色消費市場

國家可通過頒布相關法令法規，在全國范圍內推行禁售不可降解的塑料制品;或強制生產傳統塑料企業承擔回收義務;或發揮稅收促進環境保護和資源、能源節約利用的作用，倒逼傳統塑料生產企業退出市場或加快轉型升級[1]。培育中國綠色消費市場，通過廣泛的宣傳與引導，進一步提高民眾綠色消費的意識和主動性，借鑒日本政府的做法對消費者購買環保塑料產品給予適當補助。提高對石油基用塑料制品的替代率，促進生物降解塑料產品的市場規模不斷擴大，使生產企業盡早實現規模經濟，并最終替代對環境污染、能源消耗大的傳統塑料制品。

2.2 促進產業集群深度發展

國家、生物降解塑料行業協會和生物降解塑料生產相關企業應著力建設高度集聚和高度專業化的生物降解塑料產業集群，形成科學合理的產業鏈[2]。通過共享公共設施，聯合創新研發，減少分散布局所需要的額外投資，增強企業間的高度分工與協作，優化工藝技術，降低原料采購成本，提高產生效率，實現內、外部的規模經濟與范圍經濟。

2.3 加強產學研合作，提高降解可控性

加強對生物降解機理的研究，探索各影響因素對生物降解塑料的降解情況，根據塑料制品的實際用途研發具有相關性能的可降解塑料，尋找提高控制降解率的有效途徑，減少受材料自身特性和外界因素的干擾。此外，還可通過對微生物進行培育，獲取新的生物降解塑料，探尋可以降解高分子塑料的微生物，探究并剖析新的高分子材料的合成機理，找出控制性能優良的生物降解高分子，然后通過現有方法及基因工程的手段提高其產量。

2.4 加大技術創新，改善高分子結構缺陷

提高生物降解塑料的材料與使用性能，縮小產品性能與使用性能要求存在的差距，可以減少市場推廣的制約，加快生物降解塑料產業的創新發展。生物降解塑料行業應加大材料創新，對原有材料進行化學合成或改性處理，發展多元共混生物降解塑料，即將一種或多種生物降解塑料與普通塑料共混，利用普通塑料的性能優點補足生物降解塑料的材料與使用缺陷，獲得更好的機械強度、柔韌性、耐濕和耐熱性能，改變其在力學性能、加工性能和應用性能上的劣勢。這樣，既提高了生物降解塑料的力學性能和加工性能，又便于推廣應用。同時還可考慮通過基因工程技術探索生物降解塑料的結構，尋求合理的改善生物降解塑料結構的方法，提升生物降解塑料的使用性能，提高產品的市場競爭力。

3生物降解塑料發展前景

生物降解塑料常見的品種包括聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物、CO2/環氧化合物共聚物（APC）、聚乙醇酸（PGA）、聚3-羥基丁酸（PHB）、聚己內酯（PCL）等。目前，國內生物降解塑料僅有PLA，PPC，PBS/PBSA/PBST這3個品種生產技術相對成熟，產業化規模相對較大，產能達到萬噸以上，其余PGA，PHA，PCL產能均在萬噸以下，總計產能不超過30萬t，而國內僅PP、PE這2個石油基塑料的產能就達到了4000萬t以上，產能規模相差巨大，由此可見，生物降解塑料的潛在市場巨大，前景非常廣闊。舉例來說，在包裝材料方面，現有包裝材料大多使用聚乙烯、聚丙烯等石油基不可降解材料，其中約30%的應用領域可采用降解材料替代，粗略估算約有210萬t的市場需求;在農用薄膜方面，現有農膜多使用聚乙烯膜，部分使用PBS可降解膜，如果全部用可降解塑料替代，約有180萬t的市場需求;在一次性塑料餐具等日用雜品方面，現有材料大多采用聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和少量的PLA，該部分可全部由可降解塑料替代，約有170萬t市場需求。

4結束語

隨著國家加強塑料污染治理及環保要求的日益嚴格，塑料行業進行產業調整勢在必行，同時也給生物降解塑料產業帶來了千載難逢的市場機遇，未來幾年生物降解塑料需求將迎來中高速增長。隨著生產技術和應用領域的不斷突破，生產成本和價格的不斷降低，生物降解塑料產業必將全面提速，前景值得期待。

參考文獻

[1] 林源.生物降解塑料的發展現狀及應用前景[J].石油化工，2019， 48（7）：759-762.

[2] 韓國程，俞朝暉.生物降解塑料與生物基塑料的發展與展望[J].塑料科技，2019，47（7）：121-125.