????編者按：
????近期，國家采取了包括禁止生產超薄塑料袋、禁止商場免費提供一次性塑料袋等的一系列旨在治理“白色污染”的措施，相關的塑料袋和薄膜的可降解性因此再次成為熱點。業內對塑料產品的降解性看法并不一致，有的認為降解技術并不過關，有的認為降解塑料產品價格太高、無法在實際中推廣等。
本期BBS我們就各種降解薄膜和相關塑料的新產品、新材料、新技術、應用前景等作探討，以期對降解薄膜和相關塑料產品的進一步發展能有一個較為清晰的認識。
????一、新技術和產品探討
????北京凱發環保技術中心主任/中國塑協塑料再生利用委員會副會長董金獅：近年來隨著原料生產和制品加工技術的進步，加之石油價格的不斷提高，降解塑料尤其是生物降解塑料重新受到關注，成為可持續和循環經濟發展的亮點，同時，也再次成為全世界聚焦熱點。無論是從能源替代、二氧化碳減少，還是從環境保護等問題考慮，研究和發展降解塑料都是必要，也是十分有意義的。
????按照中國塑協降解塑料專業委員會的統計，我國2003年生物降解材料的用量約15,000噸，其中不添加淀粉的生物降解聚合物約1,000噸。2005年從事生物降解塑料的企業約30家，生產能力6萬噸/年，實際生產約3萬噸，國內市場需求約5萬噸，國外進口1萬噸，出口2萬噸。預計2010年產能將達到25萬噸左右。
????從原材料上分類，目前生物降解塑料至少有以下幾種：
????1.聚己內酯（PCL），這種塑料具有良好的生物降解性，熔點是62℃。分解它的微生物廣泛地分布在喜氣或厭氣條件下。作為可生物降解材料可把它與淀粉、纖維素類的材料混合在一起，或與乳酸聚合使用。
????2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物，以PBS（熔點為114℃）為基礎材料制造各種高相對分子質量聚酯的技術已經達到工業化生產水平。日本三菱化學和昭和高分子公司已經開始工業化生產，規模在千噸左右。
中科院理化研究所也在進行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。廣東金發公司建成了年產1,000t規模的生產線等。
????3.聚乳酸（PLA），美國Natureworks公司在完善聚乳酸生產工藝方面做了積極有效的工作，開發了將玉米中的葡萄糖發酵制取聚乳酸，年生產能力已達1.4萬噸。日本UNITIKA公司，研發和生產了許多種制品，其中帆布、托盤、餐具等在日本愛知世博會被廣泛使用。
我國目前產業化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（規模5,000噸/年生產線），正在中試的單位有上海同杰良生物材料有限公司、江蘇九鼎集團等。
????4.聚羥基烷酸酯(PHA)，目前國外實現工業化生產的主要為美國和巴西等國。目前國內生產單位有寧波天安生物材料有限公司（規模2,000噸/年），正在中試的單位有江蘇南天集團股份有限公司、天津國韻生物科技有限公司等。
????利用可再生資源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生產可降解性塑料的技術也已經研究成功。在歐美國家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被廣泛用來生產垃圾袋等產品。國際上規模最大、銷售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名為Mater-bi，公司的產品在歐洲和美國有較大量的應用。
國內研究和生產的單位很多，其中產業化的單位有武漢華麗科技有限公司（規模8,000噸/年）、浙江華發生態科技有限公司（8,000噸/年）、浙江天禾生態科技有限公司（5,000噸/年）、福建百事達生物材料有限公司（規模2,000噸/年）、肇慶華芳降解塑料有限公司（規模5,000噸/年）等。
????5.脂肪族芳香族共聚酯，德國BASF公司所制造的脂肪族芳香族無規共聚酯（Ecoflex），其單體為：己二酸、對苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生產能力在14萬噸/年。同時開發了以聚酯和淀粉為主的生物降解塑料制品。
????6.聚乙烯醇（PVA）類生物降解塑料，如意大利NOVMANT的MaterBi產品在上世紀90年代主要是在淀粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其他產品。聚乙烯醇類材料，需要經過一定的改性后方具有良好的生物降解性能，北京工商大學輕工業塑料加工應用研究所在這方面取得了一定成果。
????7.二氧化碳共聚物，國外最早研究二氧化碳共聚物的國家主要為日本和美國，但一直沒有工業化生產。
????國內內蒙古蒙西集團公司采用長春應用化學研究所的技術，已建成年產3,000t二氧化碳/環氧化合物共聚物樹脂的裝置，產品主要應用在包裝和醫用材料上。中科院廣州化學研究所陳立班博士開發的低相對分子質量二氧化碳共聚物技術已在江蘇泰興開始投產，品種是低相對分子質量的二氧化碳/環氧化合物共聚物，用來作為聚氨酯發泡材料的原材料，用于家用電器等的包裝。河南天冠集團采用中山大學孟躍中教授的技術，已經建成中試規模的二氧化碳共聚物生產線，預計今年能中試生產。
其他如甲殼素、聚酰胺、聚糖、纖維素等均在研發之中。
?????武漢華麗環保科技有限公司總經理張先炳：公司成功研發出“淀粉含量大于80%的PSM材料”，是一種可完全降解的可塑材料，公司也成為是目前武漢惟一具備可降解原材料生產能力的企業。為此，公司剛新增了一棟可年產10萬噸原材料的新廠房，這么多原材料能做出數百億個塑料袋，武漢市場根本用不完。
????同時，公司研發出一種玉米加化學助劑合制而成的材料，可將淀粉塑料化，制成梳子、牙刷、餐盒、塑料袋等產品。這種塑料袋物理性能與普通塑料袋相近，但其原料植物淀粉可完全降解，不會造成污染。用可降解材料生產塑料袋并不復雜，生產傳統塑料袋的企業，用現有設備就能生產。
????四川柯因達生物科技有限公司：研制出可降解玉米塑料，有人質疑玉米塑料的真實性，認為100天降解80%太難。不過，一份從北京新材料發展中心傳到成都的函則表明，公司生產的生物降解塑料袋符合奧運采購要求，已納入2008北京“綠色奧運”的采購范圍，多達400多萬個玉米塑料袋將取代普通塑料袋，成為奧運會上的包裝袋。
????揚州市邗江格雷絲高分子材料有限公司：由中科院理化技術研究所工程塑料國家工程研究中心和揚州市邗江佳美高分子材料有限公司合資組建，投資5,000萬建設2萬噸／年PBS生產線，規模居世界之首。PBS在熱性能、加工性能和性價比方面在降解塑料中具有獨特的優勢。該項目入圍國家中長期科技規劃指南，被列為環境友好材料重點攻關內容之一，成為國家層面重點推動產業化的生物降解塑料，贏得了產業化先機，成為我國生物降解塑料產業化的領跑者。標志著我國PBS生物降解塑料產業將開創大規模產業化的新紀元。
PBS是生物降解塑料材料中的佼佼者，用途極為廣泛，可用于包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫療用品、農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料、生物醫用高分子材料等領域。PBS綜合性能優異，性價比合理，具有良好的應用推廣前景。
?????與其他生物降解塑料相比，PBS力學性能十分優異，接近PP和ABS?塑料；耐熱性能好，熱變形溫度接近100℃，改性后使用溫度接近100℃，可用于制備冷、熱飲包裝和餐盒，克服了其他生物降解塑料耐熱溫度低的缺點；加工性能非常好，可在現有塑料加工通用設備上進行各類成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的。同時，可以共混大量碳酸鈣、淀粉等填充物，得到價格低廉的制品；PBS生產可通過對現有通用聚酯生產設備略做改造進行，目前國內聚酯設備產能嚴重過剩，改造生產PBS為過剩聚酯設備提供了新的機遇。另外，PBS只有在堆肥、水體等接觸特定微生物條件下才發生降解，在正常儲存和使用過程中性能非常穩定。
?????PBS以脂肪族二元酸、二元醇為主要原料，既可以通過石油化工產品滿足需求，也可通過纖維素、奶業副產物、葡萄糖、果糖、乳糖等自然界可再生農作物產物，經生物發酵途徑生產，從而，實現來自自然、回歸自然的綠色循環生產。采用生物發酵工藝生產的原料，還可大幅降低原料成本，從而進一步降低PBS成本。
?????天津科技大學高珊珊/王建清：近年來，由于塑料薄膜帶來的嚴重的環境污染，可生物降解薄膜的開發和使用已越來越受到人們的重視，纖維素以其豐富的來源和優良的生物降解性成為目前合成生物降解薄膜的重要原材料。生物降解性聚合物作為一種可自然降解材料，必須是能被微生物完全消化，并只產生自然副產物（CO2、甲烷、水）等，因此它被稱為“清潔塑料”。生物降解塑料既能夠以石油衍生物以及農作物衍生的各種天然物質為原料，也可以使用植物淀粉、纖維素等生物高分子進行制造。
大自然通過光合作用每年生產1,000～1,500億噸的植物纖維，然而每年只有200萬噸的纖維素用于纖維素薄膜的生產。纖維素材料本身無毒，抗水性強，可能取代經久耐用的塑料薄膜，減少以石油產品為原料的合成膜大量使用而產生的嚴重污染環境、破壞自然生態、對包括人類在內的生物生存和發展帶來的巨大威脅。因此具有自然分解性能的纖維素膜有可能重新發展。
?????在過去的纖維素膜的制備工藝中，纖維素總是被化學改性后再加以利用，最常用的兩種方法是黏膠法和銅氨法。黏膠法生產纖維素薄膜雖然歷史較長、工藝成熟，但工藝路線冗長、生產復雜、原材料和能量消耗多，同時還存在價格偏高、耐撕裂性差、堅固性有限等缺陷。
????生產纖維素薄膜的傳統工藝是黏膠工藝。在生產過程中，副產物H2S、CS2等有害氣體的放出使薄膜生產工序復雜化，并污染了環境。雖然最后成型的薄膜在干燥前有一道水洗的工序，但薄膜中仍會殘留一部分含硫化合物。同時，這些有害氣體會在生產中引起其他一些問題，如薄膜中的氣泡導致強度不均勻，氣體的聚集使凝膠狀的膜管尺寸發生不可預料的變化，從而使產品性能下降。
生產纖維素薄膜的新技術工藝有：
???1．利用NMMO工藝制造纖維素保鮮包裝膜
????使纖維素原料與含水的NMMO相混合，溫度一般為30～70℃,混合時間1～2h，然后在減壓加熱的條件下蒸出體系中的水，便可以得到均相纖維素溶液。水和纖維素含量必須嚴格控制在一定范圍內才可得到均相溶液，而溶解溫度必須控制在150℃以下，否則NMMO會發生分解。
薄膜成型方法：國內外使用的方法是擠出成型法，且都是濕法成型。在80～100℃溫度下將纖維素/NMMO溶液經環隙模頭下吸成膜，將高黏度和高彈性的溶液經過一段空氣隙后進入???一段凝固浴凝固，在空氣隙中可以通過改變拉伸速率和吹脹比來得到不同性能的雙向拉伸薄膜，在凝固浴中，薄膜經過卷繞輥而折為平幅膜。
???2．利用LiCl/DMAc工藝制造纖維素薄膜
???食品包裝中氣體透過性在延長食品保存期或保存新鮮度上有重要功能。用醇做凝固浴可制得多孔的纖維素薄膜。該膜有較好的透氣性。可以防止因蔬菜、水果、肉腸等呼吸性食品代謝產生的CO2滯留在包裝袋內所引起的食品發酵和腐敗。因此這種類型的薄膜還可以用于制作糖果、糕點、藥品、垃圾的包裝材料，另外透氣性好的多孔纖維素薄膜可望用于水果生產。用該膜做成果套可保護水果免遭蟲害和鳥害，還可防止農藥雨水的直接接觸，同時對水果、對環境均沒有污染?？山到饫w維素膜的使用可以大大減少合成高分子薄膜對環境造成“白色污染”，為綠色環保包裝業的發展帶來巨大機遇。
????山西北方晉東化工有限公司楊虎林：國內降解薄膜研發的品種已涵蓋光降解、光生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸鈣填充型光氧降解、全生物降解等幾大類。降解塑料制品在包裝方面的應用已遍及普通包裝薄膜、收縮薄膜、購物袋、垃圾袋等，為改善環境發揮了積極作用。
?????聚乳酸的材料特點：聚乳酸(PLA)是近幾年崛起的一種新型降解塑料，以玉米淀粉為主要原料，其強度、壓縮應力、緩沖性、耐藥性、防潮、耐油脂和密閉性都勝于現有的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，對人體無毒無害，被產業界定為最有發展前途的新型環保包裝材料。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，應用十分廣泛。也可像熱塑性塑料那樣加工制成薄膜、包裝袋等各種下游產品。聚乳酸在常溫下性能穩定，溫度若高于55℃或在富氧及微生物的作用下會自動分解。因此用后廢棄能被自然界中微生物完全降解消化，在土壤中最終生成二氧化碳和水，不會對環境造成污染，在未來將有望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品，應用前景廣闊。????
?????環保的生產工藝聚乳酸生產是以乳酸為原料，傳統的乳酸發酵大多用淀粉質原料，目前美、法、日等國家已開發利用農副產品為原料發酵生產乳酸，進而生產聚乳酸。由于人體內只有代謝L-乳酸的酶，如果攝入過量D-乳酸，會引起代謝紊亂甚至酸中毒。因此在制造包裝應用的聚乳酸，則主要以L-乳酸為原料。??
?????目前國外最先進的生產工藝是由玉米等谷類為碳源，采用細菌發酵法生產L-乳酸。而國內大都還采用米根霉發酵法，以淀粉為碳源，用碳酸鈣等中和劑控制發酵液的pH，然后用硫酸中和，產生大量硫酸鈣沉淀，工藝繁復，而且含大量雜質和細菌，使產品純度下降。米根霉發酵是好氧發酵，能耗高，轉化率僅80％。??
?????南京綠天源公司用一種厭氧菌發酵，加氫氧化銨控制發酵液pH，采用膜分離技術與清液單罐細菌連續發酵耦合工藝生產L-乳酸，以玉米為碳源，用濕法工藝制糖液，發酵液經微濾除菌絲體后，用膜澄清，一般電滲析提純，再經雙極膜電滲析，最后用高真空蒸餾得到純L-乳酸，轉化率≥95％，提取收率≥90％，工藝簡單，投資少，能耗低，無廢渣廢水排放，成本約在每噸7,500元。美國LLC公司生產聚乳酸工藝為：玉米淀粉經水解為葡萄糖，再用乳酸桿菌厭氧發酵，發酵過程用液堿中和生成乳酸，發酵液經凈化后，用電滲析工藝，制成純度達99.5％的L-乳酸。
???由乳酸制PLA生產工藝有：(1)直接縮聚法，在真空下使用溶劑使脫水縮聚。?(2)非溶劑法，使乳酸生成環狀二聚體丙交酯，在開環縮聚成PLA。??
2001年，世界乳酸的總產量為13萬噸，2002年超過20萬噸，并呈逐年上升之勢。目前，僅日本和美國兩國的乳酸需求量就達3.5萬噸。據推算，全球乳酸的總需求量約為15萬噸～20萬噸。我國的乳酸發酵工業開始于抗戰時期，經過60年的發展，目前已形成了約4萬噸的生產能力，但年產量僅為2萬噸左右。?
?????在國內，青島扶?；瘜W公司是國內最大的精制(發酵)乳酸出口企業。早在1998年，位于臺州的海正集團就得知國外正在研制生產PLA，他們當即與中科院等有關科研院所取得聯系，并在公司內抽調力量組成科研小組，著手攻關。2002年9月,海正PLA的研發工作也取得了突破性進展。目前，公司已掌握了乳酸的發酵、提取、聚合等多項在國內處于絕對領先地位的關鍵技術，并在工藝設計中充分體現了環保和清潔生產的要求。??
????2004年6月，海正集團研制的聚乳酸（PLA）進入產業化階段。聚乳酸制膜效果顯著。????
????2004年3月，日本旭化成公司由玉米的糖分制成、能生物分解的聚乳酸，使用這種聚乳酸制成薄膜后仍能保持很好的柔軟度。????
????2004年4月，美國CollegeFarm牌糖果開始采用以生物降解樹脂聚乳酸（PLA）NatureWorks天然材料包裝薄膜，這種薄膜外觀和性能與傳統糖果包裝膜（玻璃紙或雙向拉伸聚丙烯膜）相同，具有結晶透明性、極好的扭結保持性、可印刷性和強度，并且阻隔性較高，能更好地保留糖果的香味。????
????2004年7月，我國東麗宣布在世界上率先成功開發出了以植物為原料的聚乳酸軟膜。這種薄膜在具有聚乳酸原本具備的透明度與耐熱性的同時，還具有可以卷起來的柔軟性。美國一?家研究所研制成功把制乳酪后的廢棄土豆轉化為葡萄糖糖漿，再用細菌發酵成含乳酸酵液。經電滲析分離、加熱使水分蒸發，得到可制薄膜與涂層的聚乳酸，作保鮮袋可代替有聚乙烯和防水蠟的包裝材料。
????天津科技大學張莉：生物降解塑料在醫用材料方面應用十分廣泛，如聚乳酸類生物降解塑料可作為骨科內固定器件、可吸收縫合線、藥物長效釋放劑載體等；生物合成高分子材料如聚3-羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、ε-聚賴氨酸(ε-PL)和聚蘋果酸(PMLA)等均可作為藥物載體、微膠囊材料或生物醫學材料，廣泛用于包裝領域；膠原蛋白具有良好的降解性，膠原膜攜帶的藥物可以隨著膜的降解而被釋放，故可用于制作藥物控制釋放系統，如果在膠原膜上作一些修飾，還可以改變藥物的釋放速度，但該技術正處于試驗探索階段。以纖維素為基的多糖類如賽璐玢（玻璃紙）也可與其他包裝材料復合作為藥品的包裝材料；明膠能夠阻擋氧氣、水分和油的滲入，可做成膠囊裹覆低水分的藥劑；一些微生物多聚糖如茁霉多糖、果聚糖等阻擋氧氣的性能頗佳，可用于藥品的涂覆。
????二、應用前景的探討
????北京凱發環保技術中心主任/中國塑協塑料再生利用委員會副會長董金獅：生物降解塑料作為一種治理塑料廢棄物的全新技術途徑，經過多年研究開發，目前已取得令人滿意的進展。但也存在一些問題：如價格較貴、加工難度較大等；另外，更合理的工藝配方等技術問題還有待進一步提高和完善。
我認為，價格問題只是降解塑料市場推廣中遭冷遇的表面原因，更深層次的原因是降解塑料并不符合目前我國塑料市場的需求，不能滿足市場需求的產品自然不會受到市場的歡迎。
????一種環保產品要想在市場上受到消費者的歡迎，必須滿足三個條件，即功能、價格和環境。目前降解塑料產品惟一稍微占優勢的是第三個條件，三票只得其一，另外兩票任何一票不滿足要求，降解塑料都可能會被市場一票否決。?
????所謂功能，就是指產品質量。目前降解塑料產品的質量并不能讓消費者滿意。真正可降解塑料目前在我國并沒能工業化、規?；彤a業化。究其原因，是因為市場不成熟，沒有大的投資項目，只有一些小的投資，自然很難形成規模和產業，不能形成規模和產業，成本就降不下來，價格就貴。降解塑料質量沒有保證還有一個原因就是標準缺失，無論是作為終端產品的降解塑料袋、塑料餐盒還是作為工業原材料的降解塑料，相關標準目前都基本上處于缺位狀態，這也客觀上阻礙了降解塑料的市場推廣。
????環保只是理念，在我看來，所謂環保塑料需要滿足易回收、易處理和易消納三個條件，而降解塑料只是易消納，在回收處理上與普通塑料相比并無多大不同。同樣，降解只是個概念，到底什么是降解，目前也沒有一個標準，現在很多的降解是在實驗室完成的，放到千變萬化的自然界中，又當如何定義降解？這些問題沒解決，市面上的假降解塑料就會很多。雖然降解塑料從技術已經解決，從資源角度更有戰略意義，但有先進技術不等于一定有市場。
????武漢華麗環?？萍加邢薰究偨浝韽埾缺汗狙邪l出的玉米加化學助劑合制而成的材料可廣泛用于工業包裝、一次性容器、餐飲、酒店、旅游、娛樂、玩具等各類領域，但華麗環保推廣起來卻困難重重。
????難就難在價格上。“目前全降解產品成本比較高，一噸材料價格為3萬～4萬元，而普通的傳統塑料袋只需13,000元一噸?！惫救到猱a品只能遠銷國外，每年銷量約1萬噸。
“限塑令”的推行對我們是個大大的利好。公司產品近期在國內的需求大幅提升，亞洲最大的酒店用品生產企業深圳明輝公司特地前來進貨，武漢很多生產超薄型塑料袋的企業也找上門來。
????為降低塑料袋企業的生產成本，我們又推出可選擇型降解塑料（添加量的多少決定可降解程度）。一旦可降解材料大量推廣，成本完全能大幅下降，直至與現有塑料袋原料相當。
????編后：
????從塑料制品誕生的那一天開始人類就離不開它了，然而凡事都有兩面性，在滿足人類諸多需求的同時，塑料制品也帶給人類無盡的煩惱——白色污染，因此開發對人類、對環境無毒無污染的可降解塑料制品就是順理成章的事了。理想的降解塑料應該是原料來源廣泛、價格低廉、性能優良且能擺脫對石油產品的依賴，實現完全降解。目前降解塑料產品由于技術、成本等方面的原因在市場推廣上遇到一定的難度，但隨著新技術的發展以及國家相關政策的出臺和扶持，相信降解塑料產品的應用會有更廣闊的前景。
