生物塑料面臨問題

一、價格問題。生物塑料現(xiàn)階段比普通塑料價格要高兩三倍，阻礙了這類材料的迅速普及。一些日本企業(yè)在其產(chǎn)品中使用生物塑料，主要是為了樹立企業(yè)的環(huán)保形象。不過，一旦生物塑料進入批量生產(chǎn)階段，成本可大大下降。

二、生物塑料和生物燃料一樣可能會與人爭糧。生物燃料來源于玉米、小麥等糧食作物，會帶動世界糧食價格上漲。以玉米等為原料的生物塑料也可能導致同樣的問題。 日本、美國等國的科學家已著手用廢木材、野草等制造生物塑料。

三、生物塑料供應仍較有限。產(chǎn)品價格在一定程度上仍受石油價格的推動。

四、生物塑料的壽終管理問題。其重心是PLA瓶對再生流的污染問題。盡管當前的PLA水平還未構成嚴重的污染威脅，但大量的PLA瓶將有害于PET瓶的再生經(jīng)濟。

五、缺乏統(tǒng)一的生物塑料貼標方法。

六、生物塑料的消費者意識日益增加，但多數(shù)消費者不懂得如何辨別這些材料—如生物材料與生物可降解材料，或是可再生材料與再生含量—和如何權衡不同的屬性。因此加強對消費者的宣傳很重要，比如準確地闡釋相關術語的定義。 此外消費者對生物降解材料的最佳處置路線也了解甚少。生物塑料行業(yè)需加強營銷，以打消某些消費者的不信任同樣也是十分重要的。

七、全球變暖問題。生物塑料可以不同程度的進行生物降解，它為世界指明了一條不再依靠石油生產(chǎn)塑料的道路。但生產(chǎn)商的“綠色論點”十分復雜，環(huán)保主義者也對其持保留看法。生產(chǎn)生物塑料會產(chǎn)生二氧化碳，導致全球變暖。

八、對轉基因材料安全性的疑慮。生物塑料所采用的原材料是農(nóng)作物——玉米、柳枝稷、甘蔗，甚至是甘薯——這些都需要土地和水源才能種植。為促進發(fā)酵，生產(chǎn)商采用的往往是轉基因生物，而回收利用這種塑料也存在一些缺陷。 2100433B

生物塑料俄羅斯

隨著人們環(huán)保意識的增強，激發(fā)起對生物塑料需求的增長，生物塑料制造不用石油產(chǎn)品，使用后自我分解，聚乳酸是制造生物包裝材料的原料。生物塑料價格比用石油產(chǎn)品制成的普通聚合物貴1－3倍，用生物塑料包裝能有效抑制氧氣、水蒸氣、紫外線滲入，具有耐熱性。雖然生物塑料產(chǎn)品成本高，但生物包裝塑料需求仍然急劇增長。

生物塑料德國

Biop生產(chǎn)商計劃在勃蘭登堡建設歐洲第一座工廠，用土豆淀粉生產(chǎn)生物塑料，年生產(chǎn)能力約3．5萬噸，美國Natureworks公司年產(chǎn)15萬多噸玉米塑料。

生物塑料比利時

很多商店使用生物塑料包裝水果、蔬菜和糕點。

生物塑料法國

2010年法國將允許超市只使用可分解材料紙袋。

生物塑料美國

生物降解塑料進入美國主流市場；盡管生物降解塑料的成本仍舊比傳統(tǒng)塑料高出10%甚至更多，但生產(chǎn)企業(yè)卻發(fā)現(xiàn)需求正在增長，這主要是因為消費者環(huán)保意識的增強以及環(huán)保法規(guī)的修訂。此外，生物降解塑料制品的強度不斷提高，為那些深知傳統(tǒng)塑料危害的環(huán)衛(wèi)工人和寵物主人帶來了福音。

生物塑料中國

荷蘭DSM投資2000萬美元在中國天津建立天津國韻生物材料有限公司，主要用于在天津經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)建設中國最大的聚羥基烷酯類(PHA)聚合物。PHA是一種新的可再生聚合物，應用范圍極廣，包括汽車，生物醫(yī)藥和電子產(chǎn)品，纖維，薄膜和泡沫。

由于技術問題，國內(nèi)外多數(shù)生物塑料產(chǎn)品均為生物塑料與合成塑料的混合產(chǎn)品。擁有更多的生物含量意味著擁有更多更環(huán)保的生物成分，因此對消費類生物塑料產(chǎn)品區(qū)分變得尤為重要。美國農(nóng)業(yè)部就對擁有更多生物成分的產(chǎn)品采購等級高于擁有更少的產(chǎn)品。而比利時對生物產(chǎn)品采取星級區(qū)分。擁有20~30%生物基成分的產(chǎn)品為一星，30~40%為二星，依此類推。

這些政策都是基于生物碳的含量來界定的，用生物碳含量和總碳含量的百分比評價的。ASTM D6866為美國材料試驗協(xié)會開發(fā)的量化測試樣品總生物碳與化石碳含量精確百分比的測試方法。

一、生物塑料可以使用于生產(chǎn)塑料的石油消耗減少；

二、生物降解型塑料可以推動美國進展緩慢的塑料回收。據(jù)美國環(huán)境保護署（theU.S.EnvironmentalProtectionAgency）的資料顯示，2005年美國僅有約6%的塑料得以回收。

三、生物塑料不含聚氯乙烯、鄰苯二甲酸酯等有毒物質(zhì)。這些毒素對健康的影響已受到廣泛關注，部分國家地區(qū)已經(jīng)法令禁止在玩具和嬰兒用品中添加鄰苯二甲酸酯。

四、生物塑料的研制都是從純植物中獲取，植物中含有大量淀粉和蛋白質(zhì)，這也是生物塑料中丙烯酸、聚乳酸的主要來源，在植物中提取的丙烯酸、聚乳酸等再經(jīng)過各種工藝生產(chǎn)制成生物可降解塑料材料，這在很大程度上避免了對環(huán)境的污染和破壞，這是傳統(tǒng)塑料無法比擬的優(yōu)越性。

大到電視機的支架、電腦框體，小到小擺件、廚房垃圾袋等，生物塑料的身影隨處可覓。

生物塑料自毀型

化學塑料制品在給人類帶來各種方便的同時，也給人們帶來難以想象的麻煩。由于有些廢棄塑料在自然條件下不會降解，燃燒又會釋放出有害氣體，給生態(tài)環(huán)境造成了難以治理的污染。因此，各國科學家開始研制可以自行分解的自毀或自溶塑料，以解決這個問題。有人把它稱作"綠色塑料"。 許多國家的公司都推出自己的生物自毀塑料。美國密茨根大學生物學家最早提出了"種植"可分解塑料的設想。他們用土豆和玉米為原料，植入塑料的遺傳基因，使它們能在人工控制下生長出不含有害成分的生物塑料。美國帝國化學工林公司利用細菌把糖和有機酸制造成可生物降解的塑料。其方法與生產(chǎn)出乙醇的發(fā)酵工藝相似，所不同的只是，用的細菌是產(chǎn)堿桿菌屬，能把喂食的物質(zhì)轉變成一種塑料，稱為PHBV。細菌積累這種塑料是作為能量儲存，就像人類和動物積存脂肪一樣。當細菌積存的PHBV達到它們體重的80%時，就用蒸汽把這些細胞沖破，把塑料收集起來。PHBV具有與聚丙烯相似的性質(zhì)，這種材料在廢棄后，即使在潮濕的環(huán)境下也是穩(wěn)定的，但在有微生物的情況下，它將降解為二氧化碳和水。

德國哥廷根大學微生物學家通過對一種細菌的特定基因隔離，使植物的細胞內(nèi)部生成聚酯，利用這類聚酯，可制成植物型生化塑料。這類塑料在細菌作用下，分解成水和二氧化碳，因此這種塑料垃圾可作為植物肥料而回歸大自然。日本工業(yè)技術研究院的科技人員用農(nóng)林作物下腳料，如豆秸等制成可分解農(nóng)用薄膜。另有一些科學家正在實驗在塑料中添加淀粉類物質(zhì)，這樣以淀粉為食料的細菌則吞噬之，從而使其慢慢消失掉。

生物自毀塑料在醫(yī)療上用途頗廣。在骨折手術中，它可以充當骨骼間的承托物。隨著骨骼的愈合，它也會逐漸自行分解。醫(yī)治破碎性骨折，醫(yī)生通常使用不銹鋼制作的螺母、螺釘。夾板和鉆孔器，把碎骨固定起來。這種方法的缺點是要做兩次手術，一次是植入這些不銹鋼材料，一次是再把它們?nèi)〕鰜?。荷蘭科學家發(fā)明一種塑料，植入體內(nèi)大約兩年便自行分解，變成二氧化碳和水。還有一種線狀生物自毀塑料，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的醫(yī)用外科手術線縫合傷口。這種塑料手術線，可被身體逐漸吸收，免除拆線之苦惱。此外，用生物自毀塑料制成的藥用膠囊，在體內(nèi)會慢慢溶解，并且可控制藥物進入血管的速度。

生物塑料強耐耗性

英國開發(fā)了一項名為Combine的研究計劃，此項計劃開發(fā)了一種耐耗性強的塑料。這種塑料不僅堅硬、重量輕，而且環(huán)保，可以用作汽車門、船殼、嬰兒保育器以及類似的產(chǎn)品。普通塑料的半衰期為數(shù)千年，此計劃研究的塑料原料采用的是植物，其半衰期短，是一種無害的合成塑料，也是第一次利用可再生資源制造結構材料和產(chǎn)品。創(chuàng)新的結合Combine計劃的目的是通過對自然纖維和生物塑料的創(chuàng)新結合來開發(fā)一種高性能的、以生物為原料的合成物，這種合成物可以用作結構部件?，F(xiàn)今，自然纖維只有填充成型短纖維和壓縮成型的墊子纖維兩種，但這兩種都不能提供足夠的強度和硬度來制造結構部件。自然纖維紗通常都是擰在一起的，這使得向其中注入粘性熱塑樹脂變得很困難。在這個計劃中，麻纖維和亞麻纖維要經(jīng)過加工，將之紡成連續(xù)的纖維，再織成高性能的紡織物。把這些紡織物與自毀型生物塑料如聚乳酸結合，然后通過真空袋成型和壓縮成型使之成型為各種部件。最后還要進行表面處理，加強纖維與樹脂之間的粘合。材料結合和加工技術還有待于改進，同時也要考慮材料將來的環(huán)境退化、混合性和可回收性等因素。

生物塑料耐高溫型

上海研制的一種新型生物塑料。其耐熱性大大提高，熱變形溫度超過100℃，可廣泛用于一次性餐飲用具、一次性醫(yī)療用品等一次性器具，電子器件等產(chǎn)品的包裝，以及農(nóng)用薄膜、農(nóng)藥及化肥緩釋材料等農(nóng)用領域。

這種新型生物塑料可生物降解聚酯，采用了獨創(chuàng)的生產(chǎn)工藝和催化劑。經(jīng)國家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心測試，經(jīng)過94天其降解率即達到62.1%%，符合國家標準對生物可降解塑料的定義。該生物塑料可按一定比例與淀粉等生物原料共混、制成各種用品。這些用品廢棄之后，便成為土壤中微生物的“食物”，從而實現(xiàn)無害化分解。

生物塑料生物質(zhì)塑料

美國麻省大學阿姆赫斯特分校PaulJ.Dauenhauer率領的科研小組發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)生物質(zhì)塑料的新方法，該方法成本低廉，以大多數(shù)的生物質(zhì)為原料均能以75%的高收率獲得對二甲苯（生物質(zhì)塑料的關鍵原料），該項研究成果被發(fā)表在美國化學會《ACS催化》期刊上。對二甲苯被用來制造PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）塑料，其用途范圍包括許多產(chǎn)品，如碳酸飲料瓶、食品包裝、合成纖維服裝，甚至汽車零部件。塑料工業(yè)均是以石油為原料生產(chǎn)對二甲苯；而新方法則能夠以一種可再生的方式以生物質(zhì)為原料制得該化學品，進而生產(chǎn)標有三角回收標志“1#”的塑料產(chǎn)品。該方法使用分子篩做催化劑，在高溫生物反應器中通過三步反應就能將葡萄糖轉化為對二甲苯。由于催化劑的納米結構對生物反應效果的影響很大，這一特別設計的催化劑是成功的關鍵，它經(jīng)過了一系列的優(yōu)化改良，用于促進對二甲苯反應、提高收率。這是一項重大的突破，因為其他生產(chǎn)可再生對二甲苯的方法，要么成本昂貴（例如發(fā)酵），要么反應效率低下、產(chǎn)品收率低。今后，該方法還能夠進一步優(yōu)化以提高對二甲苯的收率并且降低成本，這項發(fā)現(xiàn)是創(chuàng)新能源催化中心（CCEI）研究由木質(zhì)纖維素生物質(zhì)制造生物燃料和化學品計劃取得突破性進展的一部分。

一，美國農(nóng)業(yè)部鼓勵生物塑料的生產(chǎn)從2004年起實行生物產(chǎn)品優(yōu)先采購計劃(Procurement program)，擬于2010年起實施生物基優(yōu)先標簽程序(BioPreferred program)，欲鼓勵消費者積極消費生物質(zhì)含量高的生物產(chǎn)品。

二，歐洲比利時推出OKbiobased標簽，標明生物塑料產(chǎn)品生物基的含量，鼓勵消費者消費綠色環(huán)保的生物塑料。

三，由于我國生物基材料發(fā)展時間短，許多產(chǎn)品尚沒有標準和測試方法，而國外的標準和測試評價體系相對制定得較早，因此，在生物基含量、生物分解性能等方面，國內(nèi)產(chǎn)品出口時往往碰到壁壘。我國生物降解塑料產(chǎn)業(yè)仍是羽翼未豐，企業(yè)要想馬上盈利還有困難，市場及消費者的接納也需要有一定的過程，但環(huán)保事業(yè)終究還是需要政府來買單。

有報告指出，全球生物塑料市場將快速增長，預計年均增速可達8%-10%，將由2007年的10億美元增加到2020年時的100億美元。在汽車和電子行業(yè)的新應用將推動生物塑料需求的增長，雖然包裝仍將占主導市場地位，預計它的份額將由2007年的65%下降2025年的40%。到2025年，亞洲將是生物塑料市場市場的領導者，約占32%的市場份額，其次是歐洲占到31%，美國占28%。亞洲將占據(jù)市場領先地位主要是基于轉基因植物將得到快速發(fā)展。2007年，生物塑料約占塑料市場的10%-15%，預計到2020年將達到25%-30%。主要將得益于生物塑料技術性能的改進，技術創(chuàng)新將拓展在汽車，醫(yī)療和電子行業(yè)的應用。

生物塑料不僅對環(huán)境友好，其對肌體的適應性也非常好，可望用于生產(chǎn)可被肌體吸收的術后縫合線等醫(yī)用產(chǎn)品。

日本政府為推進生物塑料等可再生資源的使用出臺了《生物技術戰(zhàn)略大綱》和《生物質(zhì)日本綜合戰(zhàn)略》，其中提到，擴大生物塑料的使用是一項重要課題?！渡锛夹g戰(zhàn)略大綱》設定的政策目標是，到2010年，20%的塑料要用可再生資源制造。

前言

第1章 生物塑料概況

1.1 生物塑料的概念

1.2 生物塑料面臨的問題及挑戰(zhàn)

1.3 生物質(zhì)含量的檢測方法

第2章 天然生物塑料

2.1 塑木復合材料

2.1.1 塑木復合材料的概況

2.1.2 塑木復合材料的配方設計

2.1.3 塑木復合材料的性能

2.1.4 塑木復合材料的加工

2.1.5 塑木復合材料的應用

2.2 淀粉基塑料

2.2.1 淀粉的概況

2.2.2 全淀粉塑料

2.2.3 淀粉復合塑料

2.3 纖維素及其衍生物類塑料

2.3.1 纖維素的概況

2.3.2 纖維素的結構性能

2.3.3 纖維素的化學改性

2.3.4 纖維素類生物塑料品種

2.4 蛋白質(zhì)塑料

2.4.1 大豆蛋白塑料

2.4.2 其他類型蛋白塑料

2.4.3 明膠

2.5 木質(zhì)素塑料

2.5.1 木質(zhì)素的概況

2.5.2 木質(zhì)素的結構

2.5.3 木質(zhì)素的性能

2.5.4 木質(zhì)素塑料

2.6 甲殼質(zhì)及衍生物殼聚糖塑料

2.6.1 甲殼質(zhì)

2.6.2 殼聚糖

第3章 合成生物塑料

3.1 聚交酯類生物塑料

3.1.1 聚乳酸

3.1.2 聚乙醇酸

3.1.3 聚乙丙交酯

3.2 聚羥基烷酸酯類生物塑料

3.2.1 聚羥基丁酸酯

3.2.2 聚羥基丁酸戊酸酯

3.2.3 聚3-羥基丁酸酯/3-羥基己酸酯共聚物

3.2.4 聚3-羥基丁酸酯/4-羥基丁酸酯共聚物

3.3 聚丁二酸丁二醇酯類生物塑料

3.3.1 概況

3.3.2 結構性能

3.3.3 成型加工

3.3.4 改性品種

3.3.5 應用范圍

3.4 生物尼龍塑料

3.4.1 尼龍的共性

3.4.2 尼龍610

3.4.3 尼龍1010

3.4.4 尼龍11

3.4.5 尼龍10T

3.4.6 尼龍1012

3.4.7 尼龍410

3.5 生物聚烯烴塑料

3.5.1 生物聚乙烯

3.5.2 生物聚丙烯

3.6 聚對苯二甲酸丙二醇酯生物塑料

3.6.1 概況

3.6.2 樹脂合成

3.6.3 結構性能

3.6.4 改性品種

3.6.5 應用范圍

參考文獻

本書內(nèi)容包括生物塑料概況、天然生物塑料和合成生物塑料3章，介紹了各類已獲得應用的生物塑料，共涉及20余個具體品種，對每一種生物塑料的發(fā)展概況、具體性能、應用范圍及生產(chǎn)企業(yè)等都作了詳細介紹。本書適合從事塑料生產(chǎn)、研究的技術人員參考，也可供高等院校相關專業(yè)師生閱讀。

隨著全球低碳經(jīng)濟的迅速崛起，人類的生活已開始進入低碳時代?！斑x用低碳材料、品味低碳生活”是人人向往的崇高生活境界。使用生物塑料可幫助你實現(xiàn)這種健康生活的夢想。

塑料材料本身因為加工簡單和重量較輕，大大降低了能源消耗，與無機材料和金屬材料相比已成為最基本的低碳材料。生物塑料是塑料的一個分支，因其二氧化碳的排放量只有普通塑料的20%，成為塑料產(chǎn)品中低碳材料的寵兒。

生物塑料來源于自然界中的生物質(zhì)材料，是生物質(zhì)材料改性或合成的衍生類產(chǎn)物，既具有生物質(zhì)材料的低碳性能，又具有普通塑料的眾多優(yōu)點。生物塑料與降解塑料的關系為：生物塑料不都具有降解性能，而降解塑料不一定都是生物塑料。

為了幫助塑膠企業(yè)更好地了解目前開發(fā)的生物塑料品種，盡可能多選用生物塑料，降低二氧化碳的排放，為了讓政府更透徹地了解我國生物塑料的產(chǎn)業(yè)狀況，更好地制定對生物塑料的鼓勵政策，為了讓消費者充分認識到生物塑料的低碳性能，引導人人選用生物塑料制品，我們組織國內(nèi)主流生物塑料企業(yè)的專家，合力編寫了《低碳生物塑料》一書。希望能給生物塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到促進劑的作用，希望為生物塑料企業(yè)的產(chǎn)品推廣起到催化劑的作用，希望低碳生活在祖國的大江南北遍地開花。

本書具有很強的實用性，書中數(shù)據(jù)均來自企業(yè)的最新資料。其中PLA部分由深圳市光華偉業(yè)實業(yè)有限公司楊義滸編寫，PHA部分由張向南編寫，塑木復合塑料部分由惠東美新塑木型材制品有限公司林東亮編寫，PBS部分由安慶和興化工有限責任公司龐買只編寫，PA1010、PA610和PA1012部分由蘇州翰普高分子材料有限公司戴軍編寫，PA1OT部分由金發(fā)科技股份有限公司提供資料。全書由陳壽主編，王文廣主審。

書中的某些觀點可能存在爭議之處，希望與廣大讀者共同探討。