生物分解塑料的种类

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1、生物分解塑料的种类 摘要：简要介绍了目前生物分解塑料的种类，包括化石基生物分解塑料、可再生材料基生物分解塑料以及各种材料共混得到的，生物分解塑料，以及各类生物分解塑料的现状及其发展，提出了发展我国生物分解塑料的政策措施和建议。   关键词：生物分解塑料；现状；发展趋势   生物分解塑料是指在自然界(如土壤或沙土等)条件或特定条件(如堆肥化条件或厌氧消化条件或水性培养液中)下，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳或甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质塑料。      生物分解塑料按照其原料来源方式可以分为三大类，即来源于化石资源的生物分

2、解塑料(简称“化石基生物分解塑料”)、来源于可再生资源的生物分解塑料(简称“可再生材料基生物分解塑料”)以及以上两类材料共混加工得到的塑料。      生物分解塑料可自然降解，所以可与有机废弃物(如厨余垃圾)一起堆肥处理，与普通塑料垃圾相比，节省了人工分拣的步骤，极大地方便了垃圾收集和处理，使城市有机垃圾堆肥化和无害处理变为现实。      由表1可见，近几年，生物分解塑料的研发和生产均得到发展，产量迅速增加，可再生材料基生物分解塑料的发展尤为迅速。根据欧洲生物塑料协会的资料，欧洲2001年的生物分解塑料消费量为25～30kt；截至2007年8月，全世界生物分解塑料的

3、年生产能力已达315kt；预计2010年生物分解塑料的用量将会达到1400kt；在未来30～50a间，生物分解塑料最终可能会占据整个塑料制品10％的市场份额，在生物分解塑料中可再生材料基生物分解塑料的比例将占到90％以上。    从发展趋势来看，我国生物分解塑料的用量逐年上升，而且未来几年会有一个飞速的突破。按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计，我国2003年生物分解材料的用量约15kt，其中不添加淀粉的生物分解塑料约1kt；2007年实际生产约30kt，国外进口10kt，出口30kt；预计2010年产能将达到250kt左右。    1化石基生物分解塑料      化

4、石基生物分解塑料是指主要以石化产品为单体，通过化学合成的方法得到的一类聚合物，如聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乙烯醇(PVA)、聚对苯二甲酸／己二酸丁二醇共聚物(PBAT)等。    1.1二元醇、二元酸缩合得到的脂肪族聚酯      二元醇、二元酸缩合得到的脂肪族聚酯主要有PBS、聚丁二酸乙二醇酯(PES)和聚丁二酸／己二酸丁二醇共聚物(PBSA)。丁二醇和琥珀酸缩合成PBS，丁二醇和己二酸缩聚合成PBA，PBSA则是丁二酸、己二酸和丁二醇的共聚物。二元醇、二元酸缩合得到的脂肪族聚酯的分子结构式如图1所示。      PBS熔点约为114℃，目前

5、已经能规模化生产，开发出来的产品有发泡材料、薄膜、注塑制品等。国外已经中试规模化生产PBS的有日本三菱化学公司、昭和高分子公司，他们也生产PBSA。韩国的IreChemical和SKChemical公司也建立了中试规模生产线，PBS产品已经在国际上销售。      国内研究PBS的单位主要有中科院理化所、清华大学、四川大学等。中科院理化研究所与浙江杭州鑫富药业公司合作，建立了中试规模生产线，目前已完成试生产。清华大学与安徽安庆和兴公司合作，完成了中试规模生产线的建设。此外，广东金发公司也建成了中试规模生产线。浙江杭州鑫富药业公司和安徽安庆和兴公司的PBS产品已推向市场

6、，可用于注塑、挤出吹膜等成型工艺。      国内外正采用微生物发酵的方法获得丁二酸，再通过化学合成方法制得PBS或PBSA。日本三菱化学公司在这方面作了大量研究，并已试生产。我国科技部有科技专项支持这方面工作，主要是以南京工业大学欧阳平开院士为代表的一批科学家从事此工作。     1．2 PCL        PCL由七元环的ε一己内酯在辛酸锡等催化剂作用下开环聚合而成，其中一个简单的反应式如图2所示。PCL熔点较低，只有60℃，所以很少将其单独使用。但PCL与许多树脂有较好的相容性，可与其他生物分解性聚酯共混加工。目前可以工业生产PCL的有日本DaicelChem

7、ical公司、美国DOW公司、英国Solvay公司等。国内从事PCL研究的单位有国防科技大学和四川大学等，四川大学采用己二醇一步法合成己内酯单体，生产工艺绿色环保。中试的单位有武汉天生成公司、汕头东方中玉公司等。        1．3改性脂肪族芳香族共聚酯    改性脂肪族芳香族共聚酯的典型代表为德国BASF公司生产的PBAT，其商品名为Ecoflex，其单体为：己二酸、对苯二甲酸、1，4一丁二醇。Ecoflex的化学结构式如图3所示。目前，BASF已具备14kt／a的生产能力，正准备上60kt／a的生产线。BASF还开发了另外两个系列降解产品：Ec