生物降解塑料产业发展相关研究

霍艳苓

摘 要 塑料诞生百年来，因其优良性能以及低成本的优点，已被广泛应用于生产和生活的方方面面。塑料工业的迅速发展是一把“双刃剑”，在促进各产业发展的同时，所产生的塑料废弃物对生活和生态环境造成了严重的危害。随着环保要求的日益严格，石油基塑料产品的大量使用及其不可降解性，对环境造成的污染问题越来越得到重视，同时，生物降解塑料的开发也越来越得到大家的关注。

关键词 生物降解;塑料产业;环保发展

1生物降解塑料产业发展瓶颈

1.1 材料与使用性能存在缺陷

材料性能的缺陷归根结底是材料结构性质的问题，拥有什么样的结构就决定了材料有什么样的性质。与传统塑料相比较，生物降解塑料生产使用的材料存在一定缺陷，如PLA大部分呈现的是全规立构和间规立构，性质硬而脆，不利于加工，导致使用场所受限;淀粉有直链结构和支链结构，遇水易被凝胶化和重结晶，从而导致产品变形，撕裂等。

1.2 生产成本与售价高

成本问题一贯是困扰生物降解塑料产业发展的关键问题之一。生物降解聚合物的来源有：细菌、甜菜、玉米、马铃薯、小麦、木薯、木材、棉花、大豆等天然材料，使用发酵法或者基因工程法，通过聚合工艺处理后得到。与其他塑料相比，生物降解塑料原料价格相对较高且技术尚未成熟。由于需要使用多种原材料，生产工艺复杂，技术含量较高且处于发展初期，需要投入大量的研发费用;加之目前该产业的生产规模还未充分实现规模经济，产品单位生产成本高，导致生物降解塑料的价格要远远高于普通塑料。按现有工艺生产的生物降解塑料价格，大约是普通聚乙烯和聚丙烯的2～10倍。

2生物降解塑料产业发展路径

2.1 培育绿色消费市场

国家可通过颁布相关法令法规，在全国范围内推行禁售不可降解的塑料制品;或强制生產传统塑料企业承担回收义务;或发挥税收促进环境保护和资源、能源节约利用的作用，倒逼传统塑料生产企业退出市场或加快转型升级[1]。培育中国绿色消费市场，通过广泛的宣传与引导，进一步提高民众绿色消费的意识和主动性，借鉴日本政府的做法对消费者购买环保塑料产品给予适当补助。提高对石油基用塑料制品的替代率，促进生物降解塑料产品的市场规模不断扩大，使生产企业尽早实现规模经济，并最终替代对环境污染、能源消耗大的传统塑料制品。

2.2 促进产业集群深度发展

国家、生物降解塑料行业协会和生物降解塑料生产相关企业应着力建设高度集聚和高度专业化的生物降解塑料产业集群，形成科学合理的产业链[2]。通过共享公共设施，联合创新研发，减少分散布局所需要的额外投资，增强企业间的高度分工与协作，优化工艺技术，降低原料采购成本，提高产生效率，实现内、外部的规模经济与范围经济。

2.3 加强产学研合作，提高降解可控性

加强对生物降解机理的研究，探索各影响因素对生物降解塑料的降解情况，根据塑料制品的实际用途研发具有相关性能的可降解塑料，寻找提高控制降解率的有效途径，减少受材料自身特性和外界因素的干扰。此外，还可通过对微生物进行培育，获取新的生物降解塑料，探寻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机理，找出控制性能优良的生物降解高分子，然后通过现有方法及基因工程的手段提高其产量。

2.4 加大技术创新，改善高分子结构缺陷

提高生物降解塑料的材料与使用性能，缩小产品性能与使用性能要求存在的差距，可以减少市场推广的制约，加快生物降解塑料产业的创新发展。生物降解塑料行业应加大材料创新，对原有材料进行化学合成或改性处理，发展多元共混生物降解塑料，即将一种或多种生物降解塑料与普通塑料共混，利用普通塑料的性能优点补足生物降解塑料的材料与使用缺陷，获得更好的机械强度、柔韧性、耐湿和耐热性能，改变其在力学性能、加工性能和应用性能上的劣势。这样，既提高了生物降解塑料的力学性能和加工性能，又便于推广应用。同时还可考虑通过基因工程技术探索生物降解塑料的结构，寻求合理的改善生物降解塑料结构的方法，提升生物降解塑料的使用性能，提高产品的市场竞争力。

3生物降解塑料发展前景

生物降解塑料常见的品种包括聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物、CO2/环氧化合物共聚物（APC）、聚乙醇酸（PGA）、聚3-羟基丁酸（PHB）、聚己内酯（PCL）等。目前，国内生物降解塑料仅有PLA，PPC，PBS/PBSA/PBST这3个品种生产技术相对成熟，产业化规模相对较大，产能达到万吨以上，其余PGA，PHA，PCL产能均在万吨以下，总计产能不超过30万t，而国内仅PP、PE这2个石油基塑料的产能就达到了4000万t以上，产能规模相差巨大，由此可见，生物降解塑料的潜在市场巨大，前景非常广阔。举例来说，在包装材料方面，现有包装材料大多使用聚乙烯、聚丙烯等石油基不可降解材料，其中约30%的应用领域可采用降解材料替代，粗略估算约有210万t的市场需求;在农用薄膜方面，现有农膜多使用聚乙烯膜，部分使用PBS可降解膜，如果全部用可降解塑料替代，约有180万t的市场需求;在一次性塑料餐具等日用杂品方面，现有材料大多采用聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和少量的PLA，该部分可全部由可降解塑料替代，约有170万t市场需求。

4结束语

随着国家加强塑料污染治理及环保要求的日益严格，塑料行业进行产业调整势在必行，同时也给生物降解塑料产业带来了千载难逢的市场机遇，未来几年生物降解塑料需求将迎来中高速增长。随着生产技术和应用领域的不断突破，生产成本和价格的不断降低，生物降解塑料产业必将全面提速，前景值得期待。

参考文献

[1] 林源.生物降解塑料的发展现状及应用前景[J].石油化工，2019， 48（7）：759-762.

[2] 韩国程，俞朝晖.生物降解塑料与生物基塑料的发展与展望[J].塑料科技，2019，47（7）：121-125.