生物塑料

生物塑料 微观图 

生物塑料

化学塑料制品在给人类带来各种方便的同时，也给人们带来难以想象的麻烦。由于有些废弃塑料在自然条件下不会降解，燃烧又会释放出有害气体，给生态环境造成了难以治理的污染。因此各国科学家开始研制可以自行分解的自毁或自溶塑料，以解决这个问题。有人把它称作“绿色塑料”。美国、英国、德国、日本等国的20多家公司推出了生物自毁塑料。美国密茨根大学生物学家提出了“种植”可分解塑料的设想，他们用土豆和玉米为原料，植入塑料的遗传基因，使它们能在人工控制下生长出不含有害成分的生物塑料。美国帝国化学工业公司利用细菌把糖和有机酸制造成可生物降解的塑料。其方法与生产出乙醇的发酵工艺相似，所不同的只是，用的细菌是产碱杆菌属，能把喂食的物质转变成一种塑料，称为PHBV。这种细菌积累这种塑料是作为能量储存，就像人类和动物积存脂肪一样。当细菌积存的PHBV达到它们体重的80%时，就用蒸气把这些细胞冲破，把塑料收集起来。PHBV具有与聚丙烯相似的性质，这种材料在废弃后，即使在潮湿的环境 下也是稳定的，但在有微生物的情况下，它将降解为二氧化碳和水。

德国哥廷根大学微生物学家通过对一种细菌的特定基因隔离，使植物的细胞内部生成聚酯，利用这类聚酯，可制成植物型生化塑料。在这类塑料在细菌作用下，分解成水和二氧化碳，因此这种塑料垃圾可作为植物肥料而回归大自然。日本工业技术研究院的科技人员用农林作物下脚料，如豆秸等制成可分解农用薄膜。另有一些科学家正在实验在塑料中添加淀粉类物质，这样以淀粉为食料的细菌则吞噬之，从而使其慢慢消失掉。

生物自毁塑料在医疗上用途颇广。在骨折手术中，它可以充当骨骼间的承托物。随着骨骼的愈合，它也会逐渐自行分解。医治破碎性骨折，医生通常使用不锈钢制做的螺母、螺钉、夹板和钻孔器，把碎骨固定起来。这种方法的缺点是要做两次手术，一次是植入这些不锈钢材料，一次是再把它们取出来。

荷兰科学家发明一种塑料，植入体内大约两年便自行分解，变成二氧化碳和水。还有一种线状生物自毁塑料，可以代替传统的医用外科手术线缝合伤口。这种塑料手术线，可被身体逐渐吸收，免除拆线之苦恼。此外，用生物自毁塑料制成的药用胶囊，在体内会慢慢溶解，并且可控制药物进入血管的速度。

英国生物塑料开发商NetComposites领军开发了一项名为Combine的研究计划，此项计划开发了一种耐耗性强的塑料。这种塑料不仅坚硬、重量轻，而且环保，可以用作汽车门、船壳、婴儿保育器以及类似的产品。普通塑料的半衰期为数千年，此计划研究的塑料原料采用的是植物，其半衰期短，是一种无害的合成塑料，也是第一次利用可再生资源制造结构材料和产品。创新的结合Combine计划的目的是通过对自然纤维和生物塑料的创新结合来开发一种高性能的、以生物为原料的合成物，这种合成物可以用作结构部件。现今，自然纤维只有填充成型短纤维和压缩成型的垫子纤维两种，但这两种都不能提供足够的强度和硬度来制造结构部件。自然纤维纱通常都是拧在一起的，这使得向其中注入粘性热塑树脂变得很困难。在这个计划中，麻纤维和亚麻纤维要经过加工，将之纺成连续的纤维，再织成高性能的纺织物。把这些纺织物与自毁型生物塑料如聚乳酸结合，然后通过真空袋成型和压缩成型使之成型为各种部件。最后还要进行表面处理，加强纤维与树脂之间的粘合。目前的材料结合和加工技术还有待于改进，同时也要考虑材料将来的环境退化、混合性和可回收性等因素。

研究工作

俄罗斯——随着人们环保意识的增强，激发起对生物塑料需求的增长。生物塑料制造不用石油产品，使用后自我分解，聚乳酸是制造生物包装材料的原料。生物塑料价格比用石油产品制成的普通聚合物贵1－3倍，用生物塑料包装能有效抑制氧气、水蒸气、紫外线渗入，具有耐热性。虽然生物塑料产品成本高，但生物包装塑料需求仍然急剧增长。

德国——Biop生产商计划在勃兰登堡建设欧洲第一座工厂，用土豆淀粉生产生物塑料，年生产能力约3．5万吨，美国Natureworks公司年产15万多吨玉米塑料。

比利时——很多商店使用生物塑料包装水果、蔬菜和糕点。

法国——2010年法国将允许超市只使用可分解材料纸袋。

美国——生物降解塑料进入美国主流市场；尽管生物降解塑料的成本仍旧比传统塑料高出10%甚至更多，但生产企业却发现需求正在增长，这主要是因为消费者环保意识的增强以及环保法规的修订。此外，生物降解塑料制品的强度不断提高，为那些深知传统塑料危害的环卫工人和宠物主人带来了福音。

中国—— 荷兰DSM投资2000万美元在中国天津建立生物塑料公司，主要用于在天津经济技术开发区建设中国最大的聚羟基烷酯类(PHA)聚合物。PHA是一种新的可再生聚合物，应用范围极广，包括汽车，生物医药和电子产品，纤维，薄膜和泡沫。

制作的手机外壳

生物塑料，给孩子更健康的玩具

全球生物塑料市场将快速增长：由Helmut Kaiser顾问公司完成的一个有关生物塑料市场的报告指出，全球生物塑料市场将快速增长，预计年均增速可达8%-10%，将由2007年的10亿美元增加到2020年时的100亿美元。在汽车和电子行业的新应用将推动生物塑料需求的增长，虽然包装仍将占主导市场地位，预计它的份额将由2007年的65%下降2025年的40%。到2025年，亚洲将是生物塑料市场市场的领导者，约占32%的市场份额，其次是欧洲占到31%，美国占28%。亚洲将占据市场领先地位主要是基于转基因植物将得到快速发展。2007年，生物塑料约占塑料市场的10%-15%，预计到2020年将达到25%-30%。主要将得益于生物塑料技术性能的改进，技术创新将拓展在汽车，医疗和电子行业的应用。 生物塑料不仅对环境友好，其对肌体的适应性也非常好，可望用于生产可被肌体吸收的术后缝合线等医用产品。

日本政府为推进生物塑料等可再生资源的使用出台了《生物技术战略大纲》和《生物质日本综合战略》，其中提到，扩大生物塑料的使用是一项重要课题。《生物技术战略大纲》设定的政策目标是，到2010年，20％的塑料要用可再生资源制造。

取代传统塑料成为趋势
　
英国咨询公司Intertech Pira日前做了一个全球生物塑料的市场调查，发表了一篇题为“生物降解包装的未来全球市场”的研究报告。报告认为，从上世纪90年代中期到今天，生物可降解材料的生产能力得到大幅度的提升。在2006年，全球的生产能力已达到36万吨，而1995年只有2万吨。该报告指出，2008年全球生产能力将达到60万吨。其中淀粉和聚乳酸PLA占有大约85％的量，15％为其他生物可降解材料。

日本某品牌研发的新型生物塑料，通过先进的加工技术生产出适用于制造保险杠及中央操控面板的、具有优异的耐热性、耐磨性及高强度的聚丙烯材料，可广泛应用于汽车塑料件制造，并争取2013年前实现在车辆上的产业化。　

机壳由50％的可再生材料制成的新型手机。

这种迅速的产量增长，实际上已经使得生物基塑料或多或少地走入我们寻常百姓的生活，或许您在不知不觉中已经成为了它的用户。某些一次性的环保餐具，电脑、手机、MP3等电子产品的部分零部件及包装，汽车的部分零配件等都已经用上了生物塑料。日前在长沙举行的第二届中国生物产业大会上，清华大学生物系陈国强教授告诉记者，“现在国外成立了许多规模不等的生物可降解材料公司，许多跨国公司也进入了这个领域，大量的终端产品应用厂商如汽车制造商、轮胎制造商等都进入了这个领域。”据分析预测，到2011年全球汽车和电子领域应用生物塑料的比例将从现在的12％上升至40％。
　　
除了替代传统石油塑料以外，生物塑料的应用领域还有所超越。十分典型的例子是近年来生物塑料在医用材料的应用中大放异彩。比如，在对人体进行内脏器官外科手术时，若采用生物材料的手术缝合线缝合伤口，则伤口痊愈后这种缝合线因为其生物性，可以被人体吸收，这样就免去了病人术后还要拆线的二次痛苦。同样道理用于处理骨折的骨钉、骨头夹板等也都开始采用生物材料制作，甚至人造器官也需要生物材料作为框架载体去把人造器官和人体真正联系在一起。

一、生物塑料可以使用于生产塑料的石油消耗减少；

二、生物降解型塑料可以推动美国进展缓慢的塑料回收。据美国环境保（theU.S.EnvironmentalProtectionAgency）的资料显示，2005年美国仅有约6%的塑料得以回收。

三、生物塑料不含聚氯乙烯、邻苯二甲酸酯等有毒物质。这些毒素对健康的影响已受到广泛关注，部分国家地区已经法令禁止在玩具和婴儿用品中添加邻苯二甲酸酯。

生物塑料

一、价格问题。生物塑料现阶段比普通塑料价格要高两三倍，阻碍了这类材料的迅速普及。一些日本企业在其产品中使用生物塑料，主要是为了树立企业的环保形象。不过，一旦生物塑料进入批量生产阶段，成本可大大下降。

二、生物塑料和生物燃料一样可能会与人争粮。生物燃料来源于玉米、小麦等粮食作物，会带动世界粮食价格上涨。以玉米等为原料的生物塑料也可能导致同样的问题。 目前，日本、美国等国的科学家已着手用废木材、野草等制造生物塑料。

三、生物塑料供应仍较有限。产品价格在一定程度上仍受石油价格的推动。

四、生物塑料的寿终管理问题。其重心是PLA瓶对再生流的污染问题。尽管当前的PLA水平还未构成严重的污染威胁，但大量的PLA瓶将有害于PET瓶的再生经济。

五、缺乏统一的生物塑料贴标方法。

六、生物塑料的消费者意识日益增加，但多数消费者不懂得如何辨别这些材料—如生物材料与生物可降解材料，或是可再生材料与再生含量—和如何权衡不同的属性。因此加强对消费者的宣传很重要，比如准确地阐释相关术语的定义。 此外消费者对生物降解材料的最佳处置路线也了解甚少。生物塑料行业需加强营销，以打消某些消费者的不信任同样也是十分重要的。

七、全球变暖问题。生物塑料可以不同程度的进行生物降解，它为世界指明了一条不再依靠石油生产塑料的道路。但生产商的“绿色论点”十分复杂，环保主义者也对其持保留看法。生产生物塑料会产生二氧化碳，导致全球变暖。

八、对转基因材料安全性的疑虑。生物塑料所采用的原材料是农作物——玉米、柳枝稷、甘蔗，甚至是甘薯——这些都需要土地和水源才能种植。为促进发酵，生产商采用的往往是转基因生物，而回收利用这种塑料也存在一些缺陷。