可降解塑料产业现状及发展瓶颈浅析

王立 李林林 郗丹 张维 王微山

摘要：研究了可降解塑料发展现状，介绍了目前聚烯烃可降解塑料和生物可降解塑料国内生产现状，降解性能标准体系以及发展瓶颈。从政策层面、标准制修订及垃圾回收系统等方面给出了建设性意见，利于可降解塑料市场健康规范发展。

关键词：可降解塑料；产业现状；发展瓶颈

中图分类号：TB48 文献标识码：A 文章编号：1400 （2021） 04-0030-04

Analysis of The Current Situation and Development Bottleneck of The Degradable Plastic Industry

WANG Li， LI Lin-lin， XI Dan， ZHANG Wei， WANG Wei-shan

（Shandong Institute for Product Quality Inspection， Jinan 250102， China）

Abstract： The development status of degradable plastics is studied， and the current domestic production status of polyolefin degradable plastics and biodegradable plastics， the degradation performance standard system and development bottlenecks are introduced. From the policy level， constructive opinions were given in terms of standard formulation and revision and garbage recycling system， which is conducive to the healthy and standardized development of the degradable plastics market.

Key words： degradable plastics； industry status； development bottleneck

受生態环境压力，各国都出台了严厉的禁限塑令，相比于普通塑料，可降解塑料的降解过程更快速，与自然环境和谐共生，因此被认为是解决“白色污染”的有效途径。可降解塑料已然成为环境可持续发展的重要途径之一，正受到全球广泛关注。近来，我国限塑令、垃圾分类等一系列政策相继出台[1-3]，鼓励使用可降解购物袋、可降解包装膜（袋），在餐饮外卖领域推广使用可降解塑料袋等替代产品。在绿色新政的驱动下，可降解塑料技术研发速度加快，并已逐渐应用于购物袋、餐饮具、农用地膜、快递运输包装等生产生活领域[4-10]。面对巨大的市场缺口和发展机遇，可降解塑料制品或将迎来下个风口。

1 可降解塑料产业现状

目前市场上可降解塑料按原料来源划分为聚烯烃可降解塑料和生物可降解塑料，聚烯烃类可降解塑料主要指聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类树脂为原料，添加适量淀粉、无机盐类或降解催化剂共混制成。该类产品由于使用性能、原料成本优势，目前占较大市场份额。但由于部分聚烯烃类可降解塑料制品在环境中仅发生部分氧化，丧失物理使用性能，碎片化变成危害更大的微塑料，备受争议。此类可降解产品类型目前主要集中在淀粉+聚烯烃类可降解塑料，碳酸钙+聚烯烃类可降解塑料制品。2020年英国出台了关于PAS 9017：2020 [11]，标准明确了聚烯烃是一种以碳氢化合物为基础的材料，对环境刺激具有抵抗力，对生物攻击具有惰性。由于塑料污染问题日益严重，需要在目前以聚烯烃为基础的包装中进行创新，因此提出了基于添加剂的解决方案，作为聚烯烃材料中的可生物降解创新。本PAS的主要目的是提供一种标准规范，提供关于含有特定生物降解添加剂的特定聚烯烃在露天陆地条件下的生物降解性的数值数据。PAS是专门设计用来模拟在无特殊要求环境中的生物降解过程，例如乱扔垃圾或无管理处置的情况。按照此标准要求，含有高效催化剂的聚烯烃类可降解塑料可以通过环境降解分子量下降到一定程度，羰基指数≥1，就可以进行下一步的生物分解，按照GB/T22047-2008 [12]标准测试方法，720天内生物分解率可达到90%以上，实现全生物分解。目前该类含高效催化剂的聚烯烃类可降解塑料制品已广泛应用在地膜，购物袋，快递运输包装，食品接触包装材料等领域，在美国，英国，法国，澳大利亚，加拿大，新加坡，沙特，以色列等国家已有十几年的推广应用历史。我国在高效催化剂的研究领域也取得了重大突破，已实现量产。

另一类生物可降解塑料，是目前公认能够完全生物降解为二氧化碳、水及无机盐类的高分子材料，按其来源可分为天然基生物降解塑料、生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料，具体典型种类见图1。

利用可生物降解的天然高分子物质为基材制造的生物降解塑料称为天然基生物降解塑料，以淀粉为例，经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品，具有生产成本低、投资少、可生物降解的特点，目前已应用在包装材料、地膜、食品接触材料、玩具等领域。生物基生物降解材料塑料是以生物降解的天然高分子物质经过化学合成制得的生物降解塑料，以聚乳酸为例，它是以有机酸乳酸（来自于淀粉）为原料经化学合成的高分子材料，具有无毒，强度高、易加工成型和优良的生物相容性特点，但PLA质地较脆硬，工业上需进一步的改性后才能加工使用，当前，PLA型降解塑料已在各地广泛应用。石油基生物降解材料是通过石油裂解产物为原料通过化学合成的可生物降解的高分子材料，以PBAT为例，它是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，具有PBA和PBT的特性，即具有较好的额延展性和断裂伸长率，也具有较好的耐热性和耐冲击性能，此外还具有优良的生物降解性，是可降解塑料材料中市场应用较好的降解材料之一。由于生物可降解塑料本身性能特点，还不能完全达到聚烯烃树脂的物理性能，目前的生物可降解材料一般需要共混或改性后使用。

2 可降解塑料产业发展瓶颈

随着可降解塑料市场的快速发展，产品质量和降解性能问题日益凸显，各类可降解塑料制品无统一的标识要求，不仅给消费者和政府监管部门造成困扰，也制约了可降解塑料行业健康规范发展。究其原因主要有以下几方面：

1）政府监管部门在“可降解”上一直没有明确的要求，存在诸多的顾虑，出台的文件未明确说明“可降解”的范畴，单纯的让企业，行业协会去试水，引导，让市场去检验，但可降解塑料行业本身肩负着生态环保的社会责任，单纯的靠市场竞争，生产成本优势只会导致可降解塑料产品质量鱼龙混杂，是无法达到预期目的的。

2）标准不健全，缺少强制性的标准。可降解塑料制品的使用性能和降解性能是相互矛盾，相互制约的，聚烯烃类可降解塑料可参照标准只有GB/T 20197-2006 [13]，该标准中的光、热氧降解塑料降解性能的测试指标断裂拉伸保留率、分子量下降率并不能真正解决降解彻底的问题，发生部分老化降解的降解塑料虽然能够标准要求，但却变成了危害更大的微塑料，另外标准中要求的氙灯加速老化试验中规定的光辐照量要求在60W氙灯照射5天就能达到降解指标，显然与可降解塑料制品的使用要求相背离，满足了降解性能，就缩短了流通和使用寿命。另外，生物可降解塑料制品目前测试生物分解率的标准分为有氧和厌氧两种方式，具体见表1，仲裁方法也是检测时效最短的GB/T 19277.1-2011，该方法标准规定试验特定的堆肥材料、温度、湿度、pH值等试验条件，检验周期根据产品材质在45天至180天左右，检验周期长，检测成本高，导致生产企业检验压力巨大，政府监管部门监管困难。

3）垃圾回收系统薄弱，我国积极倡导可降解塑料，特别是生物可降解塑料的推广使用，目前国外城市固体垃圾处理方法中，堆肥化方法日益受到极大关注，因为它不仅可以减少垃圾场的负担，而且可以将垃圾转化为无害的肥料资源，欧美国家正正积极推广中，而我国的垃圾回收几乎全部采用焚烧和填埋方式，堆肥厂几乎空白，生物可降解塑料制品的末端产业链滞后，这也是导致生物可降解塑料发展的重要瓶颈。

3 建议

可降解塑料的研究和使用可以避免对环境的破坏，解决能源危机，是一条可持续发展的绿色之路，是未来发展的方向。当前在发展过程中出现这样那样的问题是可以理解的，历史上任何事物的发展都是曲折前进的，面对以上出现的问题，在国家层面上，建议制定法规，鼓励从业者和消费者使用“绿色环保”的可降解材料；遴选拥有核心技术、能带动产业快速发展的龙头企业，加大扶持力度；参照发达国家标准并结合我国国情，制定快速有效的可降解塑料产品标准和评价体系；完善垃圾分类回收系统，普及堆肥厂处理系统，发挥生物可降解塑料的回收再利用优势；加强市场引导和宣传，完善监管机制。

参考文献：

[1] 国家发展改革委 生态环境部关于进一步加强塑料污染治理的意见 发改环资〔2020〕80号.

[2] 山东省进一步加强塑料污染治理实施方案.

[3] 海南省全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品实施方案.

[4] 李菲，姜贵长，等.浅析可降解塑料包装材料[J].上海包装，2019（04）：47-50.

[5]王妍. 环境保护与我国绿色包装的发展[J].包装工程，2002，23（1）：68-70.

[6]李品高，王飞镝，崔英德，等. 我国完全生物降解塑料的研究现状及前景[J].材料导报， 2006，20（3）：65-67.

[7] 郭娟，张进. 可降解包装塑料的现状及发展趋势[J].塑料科技，2008，36（2）：98-103.

[8] 潘越，郑敏超，周梓欣，等. 可生物降解农用地膜研究现状及发展[J].广州化工，2020，48（09）：37-39.

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[10] 胡美华，徐友利，邵伟强，等.全生物降解地膜研发推广应用现状与对策措施[J].浙江农业科学，2019，60（05）：703-706.

[11] PAS 9017：2020 Plastics -Biodegradation of polyolefins in an open-air terrestrial environment – Specification [S]，英国标准出版社，2020：1-79.

[12] GB/T 22047-2008土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法[S]，中国标准出版社，2008：1-16.

[13] GB/T 20197-2006 降解塑料的定義、分类、标识和降解性能要求[S]，中国标准出版社，2006：1-11.