随着人们对环保包装的日益青睐，可降解材料的需求逐渐增加。人们开始寻找并开发一些可持续发展或可生态循环的环境友好材料，生物降解塑料当是其中最为环保、最具有发展前景的绿色材料之一。

本文浅述生物降解塑料的几种常见材料，供朋友们参考：

降解塑料（degradable plastic）

在规定环境条件下，经过一段时间和包含一个或更多步骤，导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能（如完整性、分子量、结构或机械强度）和/或发生破碎的塑料。应使用能反映性能变化的标准试验方法进行测试，并按降解方式和使用周期确定其类别。降解塑料按照其设计的最终降解途径分为生物降解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、热氧降解塑料。

生物降解塑料（biodegradable plastic）

在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和海藻等作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。也就是通常所说的生物降解塑料。

生物降解塑料分类：按照原料组成和制造工艺不同可分为以下三种：天然高分子及其改性材料、微生物合成高分子材料和化学合成高分子材料。

目前常用的生物降解塑料有：聚3-羟基烷酸酯（PHA）、聚乳酸（PLA）、聚ε-己内酯（PCL）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。

聚3-羟基烷酸酯（PHA）

聚羟基脂肪酸酯是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。

其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。

PHB是一种在自然界中广泛存在的热塑性聚酯，尤其常在细菌细胞间发现。

PHB的许多物理性能和机械性能与聚丙烯塑料接近，但它具有生物降解性和生物相容性，在生物体内可完全降解成β-羟基丁酸、二氧化碳和水。

用这种生物塑料制成的材料可用于药物释放系统、植入体及一些痊愈后在人体中无害分解的器件，但相对聚丙烯来说，PHB比较硬，且更脆一些。

通过PHB与PHV共聚(PHBV)可以改善PHB结晶度高、较脆的弱点，提高其机械性、耐热性和耐水性。

PHB/PHV共聚物已经有产品出售，商品名为Biopol。Biopol是由一系列不同材料组成的，当其中PHV的含量最高不超过30%， PHB/PHV为89/11时共聚物的强度和韧性达到最佳，此类产品可用于食品包装、化妆品、医药、卫生及农业等行业。

聚乳酸（PLA）

聚乳酸（PLA）是以微生物发酵产物-乳酸为单体化学合成的聚酯。

聚乳酸生产是以乳酸为原料。传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料。

目前，美、法、日等国家已开发利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。

玉米是生物降解塑料聚乳酸的首选原料。制造生物降解塑料聚乳酸的工艺过程如下：首先把玉米磨成粉，分离出淀粉，再从淀粉中提取出原始的葡萄糖，最后用类似啤酒的发酵工艺将葡萄糖转化成乳酸，再把提取出来的乳酸制成最终的聚合物—聚乳酸。

聚乳酸是由可再生资源如谷物生产的可生物降解的聚合物。

在聚乳酸生产路线中, 乳酸单体首先通过谷物淀物水解为葡萄糖, 葡萄糖由发酵过程转化为乳酸钠, 由此来制备。

乳酸进一步浓缩, 然后按照缩聚( 形成预聚合物) 、热解聚( 形成二丙交酯) 、开环聚合和解聚顺序进行聚合。得到聚乳酸的分子量高达75000g/mol。

通过一般的方法进行乳酸缩聚反应，仅能得到乳酸低聚物。

目前，研究最多的制备高分子量PLA的方法是通过丙交酯的开环聚合反应，而丙交酯则由乳酸低聚物经高温裂解合成。

对于丙交酯的开环聚合反应机理及反应条件，都有详尽的研究报道。最近，日本的三井化学公司提出了不经过丙交酯，直接以乳酸缩聚反应制备聚乳酸的新技术。

这一技术采用高活性的催化剂通过溶液缩聚，得到了高分子量的聚乳酸。

由于乳酸和丙交酯中含有不对称碳原子，经聚合可得到不同立构规整性的PLA，如L-PLA，D-PLA和DL-PLA。

聚乳酸有良好的防潮、耐油脂和密闭性，在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动降解。

使用后它能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。

聚乳酸的降解分成两个阶段：

1）首先是纯化学水解成乳酸单体；

2）乳酸单体在微生物的作用下降解成二氧化碳和水。

聚乳酸制成的食品杯只需60天就可以完全降解，真正达到生态和经济双重效应。

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