生物基材料=生物降解材料？這誤會大了！

2024-11-14 415 蘇州和塑美

一、什么是生物塑料

首先，我們先來看一下生物塑料的定義是什么，歐洲生物塑料協(xié)會把生物塑料定義為生物基塑料或可生物降解塑料。

1、生物基塑料

生物基塑料是指塑料產(chǎn)品的原材料部分或全部來自于生物質(zhì)。比如使用玉米、甘蔗、纖維素、魚皮、瓜子殼這類生物質(zhì)材料進行塑料生產(chǎn)。

2、生物降解塑料

生物降解塑料是指在微生物的作用下可以自然分解的塑料。生物降解是一個化學過程，是指環(huán)境中的微生物在沒有人工添加劑的條件下，將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳和其他堆肥材料等天然物質(zhì)。生物降解的過程主要由環(huán)境條件（例如溫度或位置）、材料性質(zhì)或應(yīng)用等因素決定。

3、生物基≠生物降解

生物降解的性質(zhì)并不取決于一種材料來自于什么樣的材料，而是與它的化學結(jié)構(gòu)有關(guān)。換句話說，100%的生物基塑料也可能是不可生物降解的，而100%的化石塑料是可以生物降解的。生物基解決了產(chǎn)品原料問題，生物降解解決了產(chǎn)品壽命終止后塑料垃圾何去何從問題。

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二、生物塑料的三大類

生物塑料可分為3種類型：① 生物基非生物降解型塑料；② 生物基生物降解型塑料；③ 石油基生物降解型塑料。

對應(yīng)的關(guān)系如圖所示。

生物基與生物降解材料關(guān)系圖

1、生物基非生物降解型塑料

這類塑料是指原材料全部或部分來自于生物質(zhì)的，但不能被微生物降解的塑料。比如生物基PE、PP、PET，以及生物基性能聚合物，如PTT、TPC-ET等。生物基非降解型塑料，在環(huán)境中不易降解。這類材料的主要目標市場是作為石油基塑料的補充，以及替代現(xiàn)有石油基同類產(chǎn)品，達到節(jié)約石油資源，降低二氧化碳排放等目的。

這類非降解型中的生物基PE、PP和PVC產(chǎn)品已經(jīng)大量投產(chǎn)，巴西Braskem公司每年生產(chǎn)20萬噸生物基PE，可口可樂則主要使用生物基PET制作飲料瓶。

這類塑料還包括了生物基非降解型性能聚合物。這個類型的材料包括了生物基聚酰胺(PA)，聚酯(如PTT, PBT)，聚氨酯(PUR)和聚環(huán)氧化物，它們的應(yīng)用非常的多樣化。

2015年可口可樂推出全球首個100%生物基PET瓶

其中比較典型的應(yīng)用是——紡織纖維(座墊、地毯)、汽車應(yīng)用，如座椅、外殼、電纜、軟管和座套等的泡沫材料。通常，這類產(chǎn)品的使用壽命為幾年，也被稱為耐用品，因此生物降解性就不是一個受歡迎的特性了。

截止2018年，福特已經(jīng)用生物基材料和纖維材料取代了12-15%的塑料材料

2、生物基生物降解型塑料

這類塑料是指原材料全部或部分來自于生物質(zhì)的，且可被微生物降解的塑料。比如，PLA，PHA等。這類塑料包括了有熱塑性改性淀粉、其他可生物降解的聚合物，以及PLA或PHA等聚酯生產(chǎn)而成的淀粉混合物。

該類材料具有廢棄后可在環(huán)境中完全降解的性質(zhì)，可以消除“白色污染”，保護土壤?，F(xiàn)階段此類材料的主要目標市場是塑料包裝薄膜、農(nóng)用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具。

PLA塑料瓶降解過程

與纖維素材料(再生纖維素或纖維素-醋酸酯)不同，這類塑料僅在過去幾年才初具工業(yè)規(guī)模。到目前為止，它們主要用于像包裝這樣的短期產(chǎn)品。然而，由于新生物基單體，如丁二酸，丁二醇，丙烷二醇，或脂肪酸衍生物等的引進，塑料工業(yè)在②類（生物基生物降解型）生物塑料這一領(lǐng)域正持續(xù)增長著。

3、石油基生物降解塑料

這類塑料的原材料全部來自于石化材料，但可以被微生物降解的塑料，如PBAT。PBAT是目前市場上生物降解膜袋料的主要原材料。