生物基可降解塑料及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展

李燕，曹朵，賈鳳安，戴佳錕，上官亦卿，4

(1.陜西省微生物研究所，陜西 西安 710043； 2.西北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710069； 3.陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所，陜西 西安 710043；4.中國科學(xué)院西安分院，陜西 西安 710043)

石油基塑料被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。隨著用量的增長，到2050年塑料行業(yè)消耗的石化資源將占世界總消耗量的20%[1]。然而其在高度依賴石油能源的同時(shí)，還造成嚴(yán)重的白色污染。特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量廢棄的地膜等塑料制品破壞土壤結(jié)構(gòu)、危害作物生長發(fā)育，嚴(yán)重影響土壤微生態(tài)系統(tǒng)平衡[2]。近年來，生物基可降解塑料成為解決該問題的研究熱點(diǎn)。

1 生物基可降解塑料的分類

生物基可降解塑料是全部或部分由可再生資源的原料通過發(fā)酵或化學(xué)加工等手段聚合而成，可在自然環(huán)境下逐漸降解，最終以CO2、H2O等小分子形式進(jìn)入自然界的塑料。按生物質(zhì)的含量，可將其分為：全生物基可降解塑料，如聚乳酸(PLA)、聚羥基烷酸酯類(PHAs)、淀粉/蛋白塑料等；以及部分生物基可降解塑料，如聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、脂肪族聚碳酸酯(APCs)等。目前，上述幾類生物基可降解塑料已在我國實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)(表1)。

表1 生物基可降解塑料的分類及國內(nèi)生產(chǎn)項(xiàng)目Table 1 Classification of bio-based degradable plastics and examples of domestic production

2 生物基可降解塑料的來源與特性

2.1 PLA

PLA是以富含淀粉的玉米、大米、紅薯等為原料得到的乳酸聚合物，是目前生物基可降解塑料中價(jià)格較低的種類。目前PLA占全球可降解塑料總需求的47%，其次是淀粉基塑料和PBS。

由于PLA為線型聚合物且相對(duì)分子量分布較寬，使得其脆性高、熱變形溫度低且抗沖擊性差?！?br>