热成型材料知识 – 完全降解塑料材料，像电动汽车一样该来的很快就会来的！

目前全球已开发了多种基于不同原料的生物降解塑料，主要品种包括淀粉基生物降解塑料、聚乳酸(PLA) ,聚丁二酸丁二醇酯(PBS) ,聚羟基烷酸酯（PHA）,聚己内酯（PCL）、二氧化碳(C02)共聚物脂肪族聚碳酸酯(APC)、脂肪-芳香共聚酯等。其中，淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯是当前国内外研究和开发最多、技术相对成熟、产业化规模最大的生物降解塑料，也是进入市场最早和目前市场消费的主要品种，因此，可以认为是当前生物降解塑料发展的三大主流技术。

吸塑热成型材料 – 塑料材料的划分与区别

一、淀粉基生物降解塑料

淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、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、使用方便、可生物降解的特点。它属于可热塑加工型塑料产品，能用普通的塑料热塑加工机器加工，在工业上可以代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料，用作包装材料、防震材料、地膜、食品容器、玩具等。在各类生物降解塑料中，淀粉基生物降解塑料已有30年的研发历史，是研发历史最久、技术最成熟、产业化规模最大、市场占有率最高、价格较低的一种生物降解塑料。

二、聚乳酸生物塑料

聚乳酸(PLA)是以乳酸为原料聚合生成的高分子材料，具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和优良的生物相容性等特点，制品在使用后可完全降解，因此，聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料，是近年来开发研究最活跃、发展最快的生物降解塑料。聚乳酸的力学性能与聚丙烯相似，同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性，并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性，可以通过通用塑料的加工方法如注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等技术加工成各种包装用材料，但由于价格较高，限制了其在市场的推广应用。

三、聚丁二酸丁二醇酯

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是由丁二酸和丁二醇经缩聚而得，与其他生物降解塑料相比，PBS的力学性能十分优异，接近聚丙烯和ABS塑料;耐热性能好，热变形温度接近100℃，改性后使用温度可超过100℃，可用于制备冷热饮包装和餐盒，克服了其他生物降解塑料耐热温度低的缺点;加工性能非常好，可在现有通用塑料加工设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的，同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，得到价格低廉的制品。另外，PB S只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解，在正常储存和使用过程中性能非常稳定，其综合性能优异，性价比合理，具有良好的应用推广前景。

产业化现状

目前国内外已有不少淀粉基塑料产品生产，意大利Novamont公司生产的M ater-B i塑料、美国W am-erg-lam bert公司生产的Novon系列产品和德国Biotec公司生产的Biop last塑料，已成为目前国际上最受瞩目的三种淀粉基生物降解塑料。国内淀粉基生物降解塑料主要生产单位有天津丹海、武汉华丽、南京比澳格、广东上九、河北昭和、浙江华发、福建百事达、成都新柯力等公司，淀粉与聚丙烯(PP)、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚乙烯醇（PVA）、PCL‑PLA等聚合物共混粒料已批量生产，其中几个大型企业均达到年产万吨级生产规模，总产量占到我国生物降解塑料产量的60%以上，并出口日本、韩国、马来西亚、澳大利亚、美国欧盟等国家。

世界聚乳酸生产能力约20 -25万t/a。美国N ature  Works公司在美国建成14万t/a聚乳酸生物降解塑料装置，约占世界总产能的40 %。帝人公司与美国Nature Works公司合资于2009年在亚洲建立万吨级的PLA生产线。巴斯夫建成的工厂，2010年产能已达7. 5万吨。荷兰普拉克公司也在泰国建立了万吨级的生产线。国内方面，浙江海正生物材料股份有限公司采用中科院长春应用化学研究所技术建成的5 000 t/a聚乳酸生产线，于2007年7月投产。另外还有上海同杰良生物材料有限公司和江苏九鼎集团的千吨级生产线。

全球能够产业化并且已经市场化生产PBS的国家有美国和日本，日本昭和高分子公司和美国Eastman公司建有规模分别为5000t/a和15 000t/a的生产装置。我国PBS产业化进程也在积极推进中。2007年，杭州鑫富药业公司采用中科院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心自主研发的PBS生产技术，建成3000t/a的PBS生产线;安徽安庆和兴化工公司采用清华大学技术已建成万吨级PBS生产线，终结了我国长期以来没有规模化PBS装置的历史，这也是目前世界上最大的PBS生产装置。

日本已工业化生产的生物降解塑料主要为PLA,  PBS和淀粉基塑料，其消费量各占1/30产品结构：淀粉基塑料主要用于缓冲包装材料、捆包材料、注射文具等，约占总消费量的35%;  PBS主要用于农林水产和土木资材，约占30%；部分PBS和PLA主要用于包装袋、垃圾袋等包装，约占10%；PLA主要用于透明带视窗的封筒、文具及其他工业包装材料，约占25%。

案例分析

1. 美国Biota Brands of America公司提供瓶装的高附加值矿泉水，这是世界上首次使用美国  NatureWorks LLC公司的聚乳酸（PLA）材料成型的产品。生物可降解协会认可并鉴定这一独特的可降解瓶子为市场上可降解的产品。检测证明一个Biota水瓶在工业堆肥环境中，在75-80天的时间内将会完全降解。传统的塑料瓶是不能降解的Biota公司的新灌装工厂使用Planet Friendly Products公司在盐湖城成型的聚乳酸（PLA）预制品，Planet Friendly Products公司在Biota和成型厂商之间形成了一个战略联盟。  预制品是由聚乳酸树脂经过24腔的Husky HyPET120单元设备注塑成型的。目前生产三种尺寸的瓶子：12盎斯、0.5升和1升的尺寸。相对于PET，它的成型温度低，对于容器或者聚乳酸预制品来说，不需要特殊的处理。SIG BloMax III系列的10腔注塑/拉伸吹塑成型机可以增加到12腔，可马上用于瓶子的成型。成型机器是进行在线填料的。Husky和SIG两个公司的设备不需要进行修正。

2. 波形材料是由Mater-Bi生物可降解材料制造而成的膨胀型片材。这种波纹形的、闭孔发泡材料具有良好的抗冲击性，可以很好的保护目标。它的性能类似于那些传统的包装产品，并且使用后它能通过和食物垃圾一起堆肥、或者通过污水污泥处理工厂而被处理掉。Wave by Mater-Bi材料的波形产品是一个非常有创新的专利技术，可以进行具有坚固耐用、富有弹性、闭孔结构特征的可发性淀粉基泡沫材料的工业生产。它可以做成密度为30-400kg/m3的各种尺寸的单独片材和板材。Novamont的实验室测试已经表明Mater-Bi材料的泡沫片材具有抗机械冲击吸收和减震性能，可以和聚氨酯泡沫材料相媲美，甚至在非常高的相对湿度环境下都具有很好的尺寸稳定性，以及良好的生产灵活性，具有这些性能后，使用常规的聚氨酯泡沫技术就能将其加工成最终包装产品。Mater-Bi材料的波形产品拓宽了Novamont的包装应用产品的范围，包括疏松的填料、热成型浴盆、挤出网状材料和织物，用于包装食品和非食品的透明薄膜。

推广与发展生物降解塑料面临的问题

生物降解塑料应用瓶颈正在被打破。虽然从全球范围内看，几年前就形成了生物降解塑料热，但由于可生物降解塑料价格相对高昂、某些性能指标与传统塑料还有一定差距，其市场接受度还不是很高。价格高是生物塑料推广难的最主要原因，尤其是在国际油价相对比较低的时候，传统塑料的价格优势非常明显。

生物降解塑料产业面临的五大难题

第一是技术不够成熟，降解塑料制品的性能还无法完全满足各种消费需求。尽管市场上已有的生物降解塑料品种众多，但每种材料本身的机械和加工性能只在某一方面突出，综合性能还存在这样或那样的不足。目前国内在降解塑料制品加工研究方面的力量尚显薄弱，大部分企业将关注的重点集中在材料合成上，忽略了制品加工开发，一些生物降解塑料制成的餐饮用具在耐热、耐水及机械 强度方面与传统塑料制品相差较远。

第二是成本问题。生物降解塑料产品的价格目前尚难与石油基产品竞争，这就需要通过技术进步不断降低生产成本和产品价格。

第三是缺乏有力的政策或法律法规支撑。在国外，政府通过设立专项发展基金、税收优惠等政策支持生物降解塑料产业发展，目前我国在这方面的支持力度逐渐加强，宏观政策支持也越来越多，但缺少细则，不利于生产型企业的发展。

第四是企业资金不足和融资难问题。我国生物降解塑料企业规模还不够大，而生物降解塑料行业回报周期又超出了预期设计，产生了企业资金不足和融资难问题。

第五是评价体系尚不完善。生物降解塑料是新兴产业，许多材料及制品开发出来后，没有自己的产品标准，给贸易带来许多不便和纠纷。我国虽然早期由全国塑料制品标准化技术委员会专门成立了生物质和生物降解塑料工作组，2008年国家标准委又成立了全国生物基材料及降解塑料相关标准制定机构，但由于经费支持不够，相关工作进展缓慢。有专家建议，国家要在法律上明确生物降解塑料在现代循环经济体系中的地位和重要性，在政策上给予大力支持，对生物降解塑料 制品的应用和发展采取补贴政策，在税收上细化优惠措施，并设立国家专项发展基金，引导各种资金进入，以推动降解塑料产业发展。

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结束语

随着社会的不断发展，环境污染和资源短缺将是我们无法避免的问题，将对人类的生存和发展构成严重的威胁。可降解塑料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，将是我们未来发展的方向。可降解塑料作为一种智力塑料废弃物的全新技术途径，经过多年研究发展，目前已取得令人满意的进展，随着技术的进步、可降解性能的不断提高、成本的降低及公众环保意识的增强，可降解塑料的应用越来越广泛，对于可持续发展经济具有重要意义的生物降解塑料的开发商更是不甘落后。

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