隨著國家頒發了限塑令，研發降解材料成為業界奉行可持續發展的一個重要方向。生物降解材料，是指在自然界中如土壤和/或沙土等條件下，和/或特定條件如堆肥化條件下或厭氧消化條件下或水性培養液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質（如微生物死體等）。

針對白色污染應運而生

全球范圍來看，塑料垃圾造成的白色污染對地球的傷害不言而喻，只要有人類活動過的地方，都會留下白色污染的痕跡，在塑料發明后的150年間在洋流作用下，太平洋里形成了三處大規模塑料垃圾場，全球65年的塑料產量中僅有1.2%被回收，其余大部分被掩埋在人類腳下，等待600年的降解。

我們來看看”白色污染”的具體危害：

1、不易腐爛，垃圾堆放增加，占用了人類活動的空間；

2、焚燒處理不當會給環境造成二次污染，焚燒過程產生有毒物質，同時造成資源的浪費；

3、埋入地下不易分解，填埋的高分子材料中用于改性的添加劑會逐步滲漏出來，對水質和土壤造成破壞，部分高分子材料長達數百年降解，占用大量填埋空間；

4、漂浮在水中造成海洋污染，危害動植物的生存，破壞生態系統。

因此，近些年來，人類逐步開發出了生物降解材料，并且發現生物降解材料是一種很好的替代傳統塑料的產品，是白色污染的最佳解決方案。

降解過程：

首先，當生物可降解材料被扔到大自然中，經過一定條件（土壤、沙土、堆肥、厭氧、水性培養液等），自然分解為小塊，實質就是高分子斷裂的過程，再經過外界條件的摧殘，分解為大分子，再分解為小分子，被微生物吸收后，釋放二氧化碳和水，同時植物通過光合作用，釋放出氧氣，整個循環過程，非常環保。

四大分類及其優缺特點：

生物降解材料到底有哪些種類？

目前主要分為四大類：PLA類（聚乳酸）、PBS類（聚酯類）、PBAT類（聚酯類）、PHA類（聚羥基烷酸酯）。

PLA：是最常見的可降解塑料之一，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物。PLA生產過程無污染，而且產品可以生物降解，使用后的PLA可以通過堆肥，在溫度高于55℃或富氧和微生物作用下降解為二氧化碳和水，實現在自然界中的物質循環，不會對環境產生影響。

目前，聚乳酸的生產主要采用丙交酯開環聚合工藝將乳酸先脫水生成低聚物，然后解聚生成丙交酯，再開環聚合制得聚乳酸。

PLA還具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力學性能和易加工性，廣泛用于包裝、紡織行業、農用地膜和生物醫用高分子等行業。是可降解塑料研究中非常活躍和市場應用最好降解材料之一，PLA在生物降解塑料中具有相對較低的成本，PLA的消費量居于前列。

PBS：是由于丁二酸和1，4-丁二醇經縮合聚合而成，原料來源為石油或生物資源發酵。PBS易被自然界的多種微生物或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，良好的耐熱性能。

PBS可以用包裝薄膜、餐具、發泡包材、日用品瓶、藥品瓶、農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料等領域。由于中國丁二酸原料有限，PBS的衍生物PBAT和PBSA順應而生，其與PBS的性能基本相似，但加工性能不及PBS。

PBAT：屬于熱塑性可降解塑料，一般以脂肪族酸、丁二醇為原料，經石化途徑或生物發酵途徑生產，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能。由于PBAT的成膜性能良好，易于吹膜，廣泛用于一次性包裝膜及農膜領域。PBAT的缺點是降解條件相對苛刻。

PHA：PHAs類可降解塑料有聚羥基脂肪酸酯（PHA）、聚3-羥基丁酸酯（PHB）等類別，PHA的降解方式很特別，使用完后PHA可以在生物體內完全降解成β-羥基丁酸、二氧化碳和水。PHAs類可降解塑料熱變形溫度高、具有良好的生物相容性，但加工溫度范圍窄、熱穩定性差、脆性大、生產質量不穩定、可用于一次性用品、醫療器械手術服、包裝袋和堆肥袋、醫用縫線、修復裝置、繃帶、骨科針、防黏連膜及支架等領域。

來看看它們的優點和不足：

可降解材料在性能、實用性、降解性、安全性上都有其優勢。

在性能上，可降解塑料可以達到或在某些特定領域超過傳統塑料的性能；

在實用性上，可降解塑料有與同類傳統塑料相近的應用性能和衛生性能；在降解性上，可降解塑料在使用后，可以在自然環境下（特定微生物、溫度、濕度）較快完成降解，并成為易被環境利用的碎片或無毒氣體，減少對環境的影響；

在安全性上，可降解塑料降解過程產生或殘留的物質對環境無害，不會影響人類和其他生物的生存。

缺點：目前替代傳統塑料的最大阻礙，是其生產成本較同類傳統塑料或再生塑料高。因此，在包裝、農膜等使用時間短、難以回收分離、對性能要求不高、對雜質含量要求高的應用領域，可降解塑料更具有替代優勢。

包裝行業應用占大比重

從2019年全球可降解塑料消費結構和2017年西歐和北美可降解塑料消費結構可以看出，包裝行業占據很大的比重，特別是硬包和軟包，這是因為傳統塑料的單體用量低，容易污染，難以高效分離，這使得可降解塑料更有機會在這些領域成為傳統塑料的替代品，在可降解塑料中PLA、PBAT的生產較為成熟，且總產能占比居于前列，PHA的性能優異，隨著成本下降，未來有望從醫療高端領域拓展至包裝、農膜等更大的市場。因此，這三種可降解塑料或成為替代傳統塑料的主力。

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