生物降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)研究

霍艷苓

摘 要 塑料誕生百年來，因其優(yōu)良性能以及低成本的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的方方面面。塑料工業(yè)的迅速發(fā)展是一把“雙刃劍”，在促進各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，所產(chǎn)生的塑料廢棄物對生活和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的危害。隨著環(huán)保要求的日益嚴格，石油基塑料產(chǎn)品的大量使用及其不可降解性，對環(huán)境造成的污染問題越來越得到重視，同時，生物降解塑料的開發(fā)也越來越得到大家的關(guān)注。

關(guān)鍵詞 生物降解;塑料產(chǎn)業(yè);環(huán)保發(fā)展

1生物降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸

1.1 材料與使用性能存在缺陷

材料性能的缺陷歸根結(jié)底是材料結(jié)構(gòu)性質(zhì)的問題，擁有什么樣的結(jié)構(gòu)就決定了材料有什么樣的性質(zhì)。與傳統(tǒng)塑料相比較，生物降解塑料生產(chǎn)使用的材料存在一定缺陷，如PLA大部分呈現(xiàn)的是全規(guī)立構(gòu)和間規(guī)立構(gòu)，性質(zhì)硬而脆，不利于加工，導(dǎo)致使用場所受限;淀粉有直鏈結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)，遇水易被凝膠化和重結(jié)晶，從而導(dǎo)致產(chǎn)品變形，撕裂等。

1.2 生產(chǎn)成本與售價高

成本問題一貫是困擾生物降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。生物降解聚合物的來源有：細菌、甜菜、玉米、馬鈴薯、小麥、木薯、木材、棉花、大豆等天然材料，使用發(fā)酵法或者基因工程法，通過聚合工藝處理后得到。與其他塑料相比，生物降解塑料原料價格相對較高且技術(shù)尚未成熟。由于需要使用多種原材料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)含量較高且處于發(fā)展初期，需要投入大量的研發(fā)費用;加之目前該產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模還未充分實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本高，導(dǎo)致生物降解塑料的價格要遠遠高于普通塑料。按現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的生物降解塑料價格，大約是普通聚乙烯和聚丙烯的2～10倍。

2生物降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑

2.1 培育綠色消費市場

國家可通過頒布相關(guān)法令法規(guī)，在全國范圍內(nèi)推行禁售不可降解的塑料制品;或強制生產(chǎn)傳統(tǒng)塑料企業(yè)承擔回收義務(wù);或發(fā)揮稅收促進環(huán)境保護和資源、能源節(jié)約利用的作用，倒逼傳統(tǒng)塑料生產(chǎn)企業(yè)退出市場或加快轉(zhuǎn)型升級[1]。培育中國綠色消費市場，通過廣泛的宣傳與引導(dǎo)，進一步提高民眾綠色消費的意識和主動性，借鑒日本政府的做法對消費者購買環(huán)保塑料產(chǎn)品給予適當補助。提高對石油基用塑料制品的替代率，促進生物降解塑料產(chǎn)品的市場規(guī)模不斷擴大，使生產(chǎn)企業(yè)盡早實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，并最終替代對環(huán)境污染、能源消耗大的傳統(tǒng)塑料制品。

2.2 促進產(chǎn)業(yè)集群深度發(fā)展

國家、生物降解塑料行業(yè)協(xié)會和生物降解塑料生產(chǎn)相關(guān)企業(yè)應(yīng)著力建設(shè)高度集聚和高度專業(yè)化的生物降解塑料產(chǎn)業(yè)集群，形成科學合理的產(chǎn)業(yè)鏈[2]。通過共享公共設(shè)施，聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)，減少分散布局所需要的額外投資，增強企業(yè)間的高度分工與協(xié)作，優(yōu)化工藝技術(shù)，降低原料采購成本，提高產(chǎn)生效率，實現(xiàn)內(nèi)、外部的規(guī)模經(jīng)濟與范圍經(jīng)濟。

2.3 加強產(chǎn)學研合作，提高降解可控性

加強對生物降解機理的研究，探索各影響因素對生物降解塑料的降解情況，根據(jù)塑料制品的實際用途研發(fā)具有相關(guān)性能的可降解塑料，尋找提高控制降解率的有效途徑，減少受材料自身特性和外界因素的干擾。此外，還可通過對微生物進行培育，獲取新的生物降解塑料，探尋可以降解高分子塑料的微生物，探究并剖析新的高分子材料的合成機理，找出控制性能優(yōu)良的生物降解高分子，然后通過現(xiàn)有方法及基因工程的手段提高其產(chǎn)量。

2.4 加大技術(shù)創(chuàng)新，改善高分子結(jié)構(gòu)缺陷

提高生物降解塑料的材料與使用性能，縮小產(chǎn)品性能與使用性能要求存在的差距，可以減少市場推廣的制約，加快生物降解塑料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。生物降解塑料行業(yè)應(yīng)加大材料創(chuàng)新，對原有材料進行化學合成或改性處理，發(fā)展多元共混生物降解塑料，即將一種或多種生物降解塑料與普通塑料共混，利用普通塑料的性能優(yōu)點補足生物降解塑料的材料與使用缺陷，獲得更好的機械強度、柔韌性、耐濕和耐熱性能，改變其在力學性能、加工性能和應(yīng)用性能上的劣勢。這樣，既提高了生物降解塑料的力學性能和加工性能，又便于推廣應(yīng)用。同時還可考慮通過基因工程技術(shù)探索生物降解塑料的結(jié)構(gòu)，尋求合理的改善生物降解塑料結(jié)構(gòu)的方法，提升生物降解塑料的使用性能，提高產(chǎn)品的市場競爭力。

3生物降解塑料發(fā)展前景

生物降解塑料常見的品種包括聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物、CO2/環(huán)氧化合物共聚物（APC）、聚乙醇酸（PGA）、聚3-羥基丁酸（PHB）、聚己內(nèi)酯（PCL）等。目前，國內(nèi)生物降解塑料僅有PLA，PPC，PBS/PBSA/PBST這3個品種生產(chǎn)技術(shù)相對成熟，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模相對較大，產(chǎn)能達到萬噸以上，其余PGA，PHA，PCL產(chǎn)能均在萬噸以下，總計產(chǎn)能不超過30萬t，而國內(nèi)僅PP、PE這2個石油基塑料的產(chǎn)能就達到了4000萬t以上，產(chǎn)能規(guī)模相差巨大，由此可見，生物降解塑料的潛在市場巨大，前景非常廣闊。舉例來說，在包裝材料方面，現(xiàn)有包裝材料大多使用聚乙烯、聚丙烯等石油基不可降解材料，其中約30%的應(yīng)用領(lǐng)域可采用降解材料替代，粗略估算約有210萬t的市場需求;在農(nóng)用薄膜方面，現(xiàn)有農(nóng)膜多使用聚乙烯膜，部分使用PBS可降解膜，如果全部用可降解塑料替代，約有180萬t的市場需求;在一次性塑料餐具等日用雜品方面，現(xiàn)有材料大多采用聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和少量的PLA，該部分可全部由可降解塑料替代，約有170萬t市場需求。

4結(jié)束語

隨著國家加強塑料污染治理及環(huán)保要求的日益嚴格，塑料行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)調(diào)整勢在必行，同時也給生物降解塑料產(chǎn)業(yè)帶來了千載難逢的市場機遇，未來幾年生物降解塑料需求將迎來中高速增長。隨著生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷突破，生產(chǎn)成本和價格的不斷降低，生物降解塑料產(chǎn)業(yè)必將全面提速，前景值得期待。

參考文獻

[1] 林源.生物降解塑料的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].石油化工，2019， 48（7）：759-762.

[2] 韓國程，俞朝暉.生物降解塑料與生物基塑料的發(fā)展與展望[J].塑料科技，2019，47（7）：121-125.