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范文一：可降解塑料
可降解塑料
陈星 刘影夏 邱天 张梦楠
摘要：本文简述了塑料发展简史（重点介绍白色污染）、聚合物降解现象与原理、可降解塑料分类、三种典型的可降解塑料及其具体降解机理（包括光降解和生物降解），并对可降解塑料做出评价和展望。
关键词：塑料 白色污染 降解现象 降解原理 典型可降解塑料
一、 塑料的发展简史
塑料是可塑性材料的简称。其科学定义为：以合成树脂或天然树脂（或天然高分子物质）为基本成分，在成型加工过程中的某一阶段能流动成型或借就地聚合或固化而定型，其成品状态为柔韧性或刚性固体，但又非弹性体。现代塑料工业形成于1930年， 近40年来获得了飞速的发展。它具有质轻，具有耐磨、耐腐蚀、绝缘性好等性能，因此被广泛应用于我们的日常生活和化工、电子、机械、汽车制造、航空、建筑、交通等各工业领域。但随着塑料的普及，它所带来的问题也越来越显著，由于它良好的耐腐蚀性，有些无法被再利用的废弃塑料（塑料袋、塑料膜、塑料饭盒等）难以被分解回归自然，造成了废弃塑料的堆积，这就是我们常说的“白色污染”。
中国人均塑料消费仅13.12kg，而美德等发达国家人均塑料使用量超过100kg，但这些国家的对废弃塑料回收的法规较为健全，大部分废弃塑料被焚烧或深埋。但在中国，废旧塑料大都由城区运到郊区露天堆置或浅埋，故那些质量较轻的塑料就随风而去，“群膜”乱舞。更有甚者，有些国家经直接将几千万吨的废旧塑料倒入海中，这些塑料漂浮在海上，被海洋动物或海鸟误食，造成大量生物死亡，对海洋系统产生了不可预知的影响。据科学家研究，这些塑料对环境的影响可能会持续几百年甚至上千年。为了是人类生活在更舒适的环境中，为了降服“白色污染”，研究应用容易降解的包装塑料和地模塑料已成为当务之急。 那么，什么样的塑料是可降解的呢？在回答这个问题之前，我们先简单了解一下降解的原理。
二、 降解原理简述
（1）降解现象
高分子材料一经合成，就开始了它的降解过程。降解的微观表现主要是相对分子质量的降低和相对分子质量分布的变化。开始时，相对分子质量的降低是肉眼观察不到的。只要下降到一定程度时，各种力学与物理性能急剧变化，导致明显的外观变化。下图表示了聚丙烯薄膜经紫外光照射后相对分子质量的变化情况。
（2）导致聚合物降解的因素
导致聚合物降解的因素可分为外因和内因两个方面。内因是降解的本质因素；外因是条件，它通过内因使聚合物降解。内外因素往往相互作用，交替影响，使降解成为一个较复杂的过程。
内因主要包括聚合物的组成及其链结构、聚合物所处的聚集状态以及聚合物中本来具有的或加工时外加的杂质等。外因是指聚合物所处的使用环境，又称环境因素。光、热、水、氧、臭氧、化学药品、高能辐射、机械力、微生物、昆虫等都是重要的外部因素。
1、 内因
a) 聚合物的组成及其链结构
聚合物的组成不同，化学键的强度不同。结合能低的键容易在外因作用下
断裂。最典型的例子就是老化性能差别悬殊的聚乙烯和聚四氟乙烯。究其原因，
首先是因为C—F键和C—H键键能不同；更重要的是，氟原子的半径（6.4nm）
比氢原子的半径（2.8nm）大得多，而C—C键长约13.1nm。于是可知氟原子
正好很严密地把碳原子包围在其中。
在聚合物中除碳、氢之外，其他元素或基团也会对稳定性造成影响。这种
其它元素或基团可能就是一个结构上的弱点，是导致降解的活性点。例如，不
饱和双键、羟基、羧基、酰胺基团、酯基、碳硫键等，都是导致降解的主要内
因。
另外，C—H键的类型、相对分子质量大小、相对分子质量分布、支化度
都会对降解过程产生影响。
b) 聚合物的聚集状态
固态聚合物的聚集状态有晶态、非晶态、取向态、橡胶态及超分子结构等。
降解与聚集状态密切相关。一般来说，非晶态材料比晶态材料的密度小，
容易被氧、水和化学物质所渗透，从而发生氧化、水解等方式的水解。
c) 杂质
大多数杂质都会加速聚合物的降解。比如，有些杂质如铁、锰、铜等金属
就是氧化过程中的催化剂。
2、 外因
a) 热、环境温度和热氧的影响
受热可加速聚合物分子的运动，从而引起聚合物的降解和交联，使其性能
降低，较高的温度还会使聚合物产生热分解。化学键在受热时会断裂，产生自
由基。这种极不稳定的自由基又与周围分子发生反应，使之断裂而形成更多的
自由基。虽然在聚合物的基体中大分子自由基的移动受到限制，以致它们相互
碰撞又重新结合的机会较多，但当有氧存在时，大分子自由基将与氧迅速作用，
形成的过氧自由基就不能再结合生成原来的分子。热氧作用的结果最终造成材
料性能下降。
b) 光的影响
光的吸收是以光量子为单位进行的。根据E=hc/λ，可算出不同波长光的
能量。大部分聚合物的自氧化反应的活化能为41.8-167.2 kJ/mol，化学键的解
离能为167-600 kJ/mol，太阳光中波长为290-400nm的紫外光的光量子能量为
412.5-299.2 kJ/mol。因此，到达地面的紫外光可使塑料中的弱键断裂，发生降
解反应，先变成粉末状，而后再被微生物分解，最终变为为CO2和H2O ，进
入自然界生态循环。
c) 水和潮湿的影响
水和水蒸气渗入聚合物，起到加速降解的作用。如酰胺基团、酯基、缩醛
基等在水的作用下会发生水解反应，若这些基团在分子主链上，水解将导致断
裂，相对分子质量下降。
d) 其他因素的影响
在自然环境中，微生物、某些高级生命体（如昆虫），是会使聚合物降解
或破坏的生物体。在微生物活性（有酶参与）的作用下，酶进入聚合物的活性
位置并渗透至聚合物的作用点后，使聚合物发生水解等反应，从而使聚合物大
分子骨架结构断裂成小链段，最终成为稳定的小分子产物。这种降解机理不同
于光、热等的降解，统称为生物降解。
三、 可降解塑料分类及简介
就热力学而言，任何聚合物都会自行降解；而就动力学而言，如果聚合物自行降解速度很慢，通常就称为不可降解聚合物。因此，可降解聚合物被定义为，在指定一段时间内，在热力学和动力学意义上均可降解的聚合物。由于塑料属于高分子聚合物，我们有理由根据可降解聚合物的定义推论至可降解塑料的定义，并且根据聚合物降解的内因和外因来设计可降解塑料。
内因是聚合物降解的根本因素，要使聚合物降解，最根本的办法是进行聚合物分子设计。如，通过改变聚合物相对分子质量影响其生物降解性、加入光敏基团、加入亲水基团等。
外因因素通常是可降解聚合物分类的一个重要方法。可降解塑料一般分为四类：光降解塑料、生物降解塑料、光/生物降解塑料。下面将对它们进行一个简略的介绍。
（1） 光降解塑料?
光降解塑料可分为共聚型和添加型两类。?
1、共聚型光降解塑料，一般是由聚乙烯（PE）和一氧化碳或乙烯基酮共
聚，使PE带有羰基等“发色团”或“弱键”，在日光（或紫外光）的作用下，
这类功能团的出现，即表明聚合物长链被氧化和碳化，从而发生键断裂，产生
光降解性。?
2、添加型光降解塑料，是在聚合物中添加少量廉价光引发剂或光敏剂和
其它助剂，如Scott光敏剂，在低浓度时是光氧化降解催化剂，经日光（紫外光）辐照而发生反应，使聚烯烃高分子断裂。?
（2） 生物降解塑料?
所谓生物降解，主要是指在常态下体外水解及体内酶解，主要化学反应是
水解反应，包括1、天然高分子，主要是蛋白质和碳水化合物；2、缩聚高分子，不同的键水解难易不同。从生物降解过程来看，生物降解塑料可分为完全生物降解性和生物崩坏性塑料两大类。?
1、完全生物降解性塑料，主要是由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲
壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，使制品能在使用废弃后能够100%生物降解。
2、生物崩坏性塑料，属于不完全生物降解塑料，其研究重点是在通用塑
料中混入具有生物降解特性的组分，当其制品消费后，经一定时间可生物降解组分降解，至使其制品丧失力学性能与形状，以很小的粒子或碎片分散在自然界，避免造成宏观污染，但微观上的影响依然存在。由于生物崩坏性塑料可以沿用通用塑料的加工工艺和设备，其生产成本较低，仍然有一定的消费市场。但是它不能从根本上解决“白色污染”。?
生物崩坏性塑料包括淀粉填充塑料、纤维素填充塑料、矿物填充生物降解
塑料及母料添加型生物降解塑料。?
（3） 光—生物全面降解性塑料?
这类塑料是结合光氧与生物全面降解作用，以达到完全降解的目的。是当
前世界降解塑料主要研究开发方向之一。光—生物降解塑料大多是聚烯烃塑料，辅以适量的光敏剂、生物降解剂、促进氧化剂和降解控制剂（包括稳定型、促进型控制剂和生物降解增敏剂）。这类降解塑料可以分为两大类：一类是淀粉添加型光—生物降解塑料，另一类是采用金属鳌合物作光敏剂，其光降解产物最终能生物降解。光—生物降解塑料实际上是光降解塑料的改进型，其应用领域与光降解塑料大体相同。?
此外不同的分类法中还有水降解塑料、氧化降解塑料等。
四、 可降解塑料举例及其降解机理分析
a) 聚酮树脂
聚酮树脂属于光降解塑料中的合成型降解塑料。在这里，我们以乙烯/一氧化碳共聚物（E/CO）为例。乙烯/一氧化碳共聚物是最简单的聚酮。
E/CO的光降解速度和程度与链所含的酮基的量有关，含量越高，降解速度越快，程度也越大：这可以从下面将要讲到的机理中看出来。美国德克萨斯州的科学家曾对E/CO进行过户外曝晒实验，在阳光充足的六月，E/CO最快只需几天便可降解。
乙烯与CO共聚反应的适宜催化剂为有机钯化合物，反应过程包括催化剂活化、链引发、链增长和链转移。对烯烃的反应主要是通过烯烃、CO与中心金属原子配位，已经配位的 CO分子插入到钯—碳链内，从而产生了新的活性中心，又可以交替地和CO与乙烯发生链增长反应，即CO插入到金属烷基链中和乙烯插入到金属—酰基链内交替进行，从而形成聚酮分子链。
它具有如下结构：
在紫外光照射下，它按NorrishⅠ型反应和NorrishⅡ型反应光解：
这两个反应都引起断链。
光解过程中，双键数目起初增加，然后降低，这是由于某些键与自由基，如链末端自由基反应所致：
自由基P·是通过NorrishⅠ型反应得到的。在溶液中，自由基很可能是通过聚合物链末端自由基从溶剂分子（RH）中夺取氢产生的：
b) 全淀粉塑料
所谓全淀粉热塑性塑料是指材料中淀粉的含量占80％一90％，其余的组成是一些加工助剂，具有塑料树脂的性质，既可以进行热塑加工，又能快速、完全地在
自然环境中降解。由于全淀粉热塑性塑料几乎全部以淀粉为原料，所添加的少量加工助剂也是可以降解的，因而使用后能完全降解而不产生污染。
淀粉是最易被微生物迅速分解的天然聚合物。淀粉以葡萄糖为结构单元，分子链呈顺式结构，一般分为直链淀粉和支链淀粉两种。它是一种多羟基化合物，每个葡萄糖单元上均含有三个羟基。分子链通过羟基相互作用形成分子间和分子内氢键，因此淀粉具有很强的吸水性。淀粉与水分子相互结合，从而形成颗粒状结构，因此淀粉具有亲水性，但不溶于水，从而大量存在于植物体中。
几乎大多数微生物，无论是需氧的还是厌氧的真菌或细菌，都能分解淀粉。各种淀粉酶是淀粉降解的专一催化剂。黑曲霉和黄曲霉等，当它们附着在淀粉表面上时，就会迅速分泌出淀粉酶，由于淀粉基本上是水溶性的，淀粉酶就使淀粉迅速水解。支链淀粉比直链淀粉更容易受微生物的攻击，这与支链淀粉中含有磷元素有关。
因此，淀粉表现宏观性质是亲水性的，吸水性而又不溶于水，失水后又发脆。淀粉不具热塑性，成型加工较难、耐水性差，不能单独使用。为了解决这些问题，可以选用带有极性基团的化合物进行化学反应，选带有反应性功能基团的高分子化合物与淀粉在混炼时发生化学反应，或对淀粉进行改性如用聚乙烯醇等。
c) 聚β-羟基烷酸（简称PHAs）
PHAs属于微生物产生型的可生物降解聚合物。多种微生物能制造并在体内储藏聚羟基烷羧酸酯。世界各国都在广泛研究这种微生物产生型的热塑性树脂，特别是采用微生物发酵法生产的聚β-羟基烷酸（简称PHAs），其中聚β-羟基丁酸（PHB）是PHAs族中研究和应用最广泛的多聚体之一。
PHAs的通式为：
R为不同链长的烷基。当R为甲基时，其聚合物为PHB。
PHAs的生物降解性和生物相容性是许多合成聚合物材料所不具备的。
目前对于PHAs降解研究主要是环绕PHB降解展开的，研究内容不但包括降解机理和宏观表现，还用到了生物遗传工程手段。
PHB的降解机理有两种，即胞内降解和胞外降解。
1、 胞内降解。胞内PHB的代谢是个循环过程。如下图：
图中的第4步到第7步是降解过程。根据微生物的代谢原理，可以知道PHB是受三羧酸循环两级调控的，PHB的降解和合成的平衡就是CoA和乙酰CoA之间的平衡。
2、胞外降解。PHB的胞外降解也有两种机制。一种是在无菌条件下通过水解进行。这种机制对于PHB在医疗方面的应用（如药物的缓释载体、手术缝线等）特别重要。在自然环境中，是另一种机制——酶降解机制。许多细菌和真菌可以分泌外解聚酶，有些甚至可以利用PHB作为唯一碳源生长。下表列出及种细菌和真菌产生的PHB解聚酶的性质比较：
五、 展望
可降解塑料的出现，不仅扩大了塑料功能，而且在一定程度上可缓解和抑制环境矛盾，对石油资源是一个补充，而且从合成技术上展示了生物技术和合金化技术在塑料材料领域中的威力和前景，它的发展已经成为世界研究开发的热点。
随着降解技术的完善，降解性能在不断提高而成本在不断降低，可降解塑料正在逐步进入实用化、产业化，在治理塑料废弃物对环境的污染中起着积极的作用。我们有理由希望，在不久的将来，曾经让我们忧虑的“白色污染”会逐渐从环境中消失，更多环境友好的产品将涌入我们的生活。我们相信，这些绿色化学技术将为人与自然的真正和谐作出巨大的贡献。
参考文献：
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8、 高枫，新型生物降解塑料的开发现状和前景，上海化工，2006.6
范文二：可降解塑料
可降解塑料
背景
所谓“白色污染”，是指主要包括塑料袋、塑料快餐盒、餐具、杯盘、塑料包装等废弃的不易降解的塑料对环境的污染。目前，我国光是一次性餐具年用量就超过100亿只，重量达100吨以上，加上其它的各种塑料制品，全国每年塑料废弃量多达1000余万吨。不知从何时开始，人们还经常被眼前出现的一幕幕情景所震惊：铁路沿线两旁遍地都是盒盒袋袋，一眼望不到边际，极象一座白色长城；隆冬季节，光秃秃的树枝上挂满了塑料袋、塑料薄膜，被狂风吹得飘飘扬扬，极不雅观，车站、码头、街道的一次性塑料饭盒、塑料袋遍地开花，令人触目惊心，景区、农田、河湖海溪里的废塑料碎片星罗棋布，随处可见。所有这一幕幕的情景预示着“白色污染”已到了非治不可的地步。为了绿色地球，为了我们自己，为了子孙后代，为了美好明天，作为知识的传播者和社会主义事业建设的接班人，有义务、有责任保护我们的地球，我们必须立即行动起来，制止“白色污染”，拒绝塑料制品，使用可降解产品，共同美化我们赖依生存的空间。 不可降解的大众塑料塑料对地球的危害
1. 两百年才能腐烂。塑料袋埋在地下要经过大约两百年的时间才能腐烂，会严重污染土壤；如果采取焚烧处理方式，则会产生有害烟尘和有毒气体，长期污染环境
2. 降解塑料难降解。市场上常见的“降解塑料袋”，实际上只是在塑料原料中添加了淀粉，填埋后因为淀粉的发酵、细菌的分解，大块塑料袋会分解成细小甚至肉眼看不见的碎片。这是一种物理降解，并没有从根本上改变塑料产品的化学性质。
3. 影响土壤的正常呼吸。塑料袋本身不是土壤和水体的基本物质之一，强行进入到土壤之后，由于它自身的不透气性，会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长，从而改变土壤的特质。这些塑料袋经过长时间的累积，还会影响到农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。
4. 易造成动物误食。废弃在地面上和水面上的塑料袋，容易被动物当做食物吞入，塑料袋在动物肠胃里消化不了，易导致动物肌体损伤和死亡。
可降解塑料
“可完全降解塑料”是一类新型功能性塑料，是指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等），稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。
可降解塑料是利用植物秸杆等制成的对人体和环境友好的物品, 不同于三大合成的塑料, 废弃后, 在生物环境的作用下, 可以自行分解, 无论对人还是环境都无害, 属于绿色包装.
可降解塑料一般分为四大类：
光降解塑料：在塑料中掺入光敏剂，在日照下使塑料逐渐分解掉。它属于较
早的一代降解塑料，其缺点是降解时间因日照和气候变化难以预测，因而无法控制降解时间
生物降解塑料：指在自然界微生物(如细菌、霉菌和藻类) 的作用下，可完全
分解为低分子化合物的塑料。其特点是贮存运输方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，不但可以用于农用地膜、包装袋，而且广泛用于医药领域；
光生物降解塑料：光降解和微生物降解相结合的一类塑料，它同时具有光和
微生物降解塑料的特点。
水降解塑料： 在塑料中添加吸水性物质，用完后弃于水中即能溶解掉，主
要用于医药卫生用具方面(如医用手套等) ，便于销毁和消毒处理。在四种降解塑料中，生物降解塑料随着现代生物技术的发展越来越受到重视，成为研究开发的新一代热点。
可降解塑料袋
可降解餐具
普通一次性餐具对人体的影响：一次性餐具存在的那些有害成分，只要用热水一泡，微波炉一转，有害物质就会冒出来，溶解在食物中，随食品进入人体内，而这可能引发消化不良、局部疼痛以及肝系统病变等多种疾病，影响了儿童的智力发育，长期使用这种工业碳酸钙容易形成胆结石、肾结石、金属中毒，甚至是细胞癌变，对人体的消化道、神经系统也有很大的危害。同时，一次性餐具含有双酚等毒素，在盛放高温糖水时，对人体的危害十分大，一次性发泡塑料餐具在温度超过65℃时，会产生16种毒素，也就是说，当你使用塑料袋或发泡塑料盒去装滚烫的汤水时，不经意间也将毒素融入了食物中，而它所含的双酚类毒素会析出并浸入食物，特别是，它具有环境激素效应，肯能会导致男性雌性化，甚至造成生殖功能失常。
生物降解一次性餐具：采用生物降解塑料生产，具有良好的卫生性、无毒、无味、耐高低温，且可在微波炉内加热。
淀粉是天然高分子，生物降解性能是其它合成材料无法比拟的，又称为全生物降解材料。淀粉可以是玉米淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉，特别是玉米淀粉，全国各地都有大量资源可以加工利用，淀粉人们一般食用较少，多用于工业原料，况且做快餐盒可回收做饲料，不会造成浪费，添加的纤维可以是玉米秸秆、麦秆等。因此，天然淀粉生物降解一次性餐具的研制开发和工业化生产是保障人类自身生存环境重要的绿色产业工程，这种生物全降解餐具较塑料餐饮具具有可回收作为再利用的资源（饲料、肥料），和水溶解、光溶解、生物全降解等优点。
成品外观应符合以下要求：
1. 正常色泽，无异味；
2. 表面平整洁净、质地均匀、无划痕，无皱折、剥离，无破裂及穿孔；
3. 表面无油污、尘土、霉变及其他异物；
4. 边缘光滑、规整。带盖品盖合方便平整，反弹性盖应可别扣。
专家建议，可通过“一看、二闻、三撕”几种方法进行可降解餐具辨别： 一看，首先要看餐盒上是否有QS 标识及编号；其次，还要看餐盒的表面是否光洁，有无杂质或黑点。一般来说，透明的塑料餐盒是使用纯聚丙烯(PP)生产的，安全系数比较高；颜色鲜艳的餐盒，有可能使用了废塑料，因此颜色越深越不安全。
二摸，是要摸一摸餐盒的强度，使用回收废料或大量添加工业级碳酸钙、滑石粉生产的餐盒，强度一般都很差，轻轻一撕就破裂。
三闻，是要闻一闻餐盒有无异味，合格餐盒是闻不出来味道的。 黑餐盒”的特点总结起来就是六句顺口溜：手捏软绵绵、轻撕就破裂、一闻刺鼻有异味、遇热变形易渗漏、手折就有石蜡印、撕碎入水就下沉。大家只要记住上面的顺口溜，就可以轻松的分辨一次性餐盒是否合格了。
即首先看餐具外包装有无生产企业信息，其次闻一闻有无异味，然后再轻轻试撕塑料边缘，如果很容易就破裂说明是不合格产品。
如何辨别餐盒质量：
颜 色 大多数人会认为白色的餐盒才是干净的，卫生的，但可降解餐盒却
不是这样。一般的可降解餐盒是选用纸或植物作为原材料，而它们本身的颜色都不是白色的，我们日常所用的纸张也都经过了漂白。像淀粉制成的餐盒就会发灰色，其他类的餐盒颜色也稍深，不是纯正的白色，一些合格餐盒也可能为了加强美观性，在后期制作过程中加入了可食用的助剂。
气 味 一些劣质餐盒本身会带有一定的刺鼻气味，这是由于在加工过程
中加入了一些有害的化学试剂或工业添加剂。
质 地 合格的餐盒本身会带有一定的“韧性”，不会很脆、一捅就破，应
该具有较高的强度。
范文三：可降解塑料
可降解塑料
沈佳
摘要：化学合成塑料已是当今社会不可缺少的重要材料。然而它们的废弃物由于不能被降解。每年以2500万吨的速度在地球上大量积累，形成了白色垃圾严重污染了我们的生存环境。因此发展可降解塑至关重要。
关键词：白色污染，可降解，降解原理，生物降解，光降解
前言：可降解塑料是一类新型的带降解功能的高分子材料，在使用过程中，它与同类的普通塑料具有相应的卫生性能和相近的应用性能，而在其完成使用功能后，．这种材料能在自然环境条件下迅速地降解成为容易被环境消纳的碎片或碎末，且随时间的推移进一步降解成为最终氧化产物(CO：和水)，最终回归自然。
正文：随着塑料的普及，它所带来的问题也越来越显著，由于它良好的耐腐蚀性，有些无法被再利用的废弃塑料（塑料袋、塑料膜、塑料饭盒等）难以被分解回归自然，造成了废弃塑料的堆积，这就是我们常说的“白色污染”。所以发展可降解塑料已成为当务之急。
那么，什么样的塑料是可降解的呢？
一般认为，可降解塑料是指一种通过土壤中微生物作用或太阳光辐射作用使其能分解成为小分子物，最终变成水和二氧化碳消失于自然界．这一过程称之塑料降解过程。 光降解塑料
光降解塑料一般是指在太阳光的照射下，引起光化学反应而使大分子链断裂和分解的塑料。一般光降解塑料的制备方法有两种，一是在高分子材料中添加光敏剂，由光敏剂吸收光能后产生自由基，促使高分子材料发生氧化作用后达到劣化：另一种是利用共聚的方式将光敏基团(如羧基、双键等)导入高分子结构内赋予材料光降解的特性。因此光降解塑料可分为添加型和合成型两类。合成型光降解塑料是通过共聚反应在塑料的高分子主链上引入羰基等感光基团而赋予其光降解特性的，并可以通过调节光敏基团的含量来控制光降解活性。现在已知的有乙烯一CO共聚物、乙烯酮一乙烯共聚物等。以一氧化碳或乙烯酮类为光敏单体与烯烃类单体共聚，可合成含羰基结构的聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)等光降解聚合物。
添加型光降解塑料是在聚乙烯、聚苯乙烯等通用塑料中添加光敏性添加剂，制成的光降解塑料制品。在紫外光作用下，光敏剂可离解成具有活性的自由基，进而引发聚合物分子链断裂使其降解。常用的光敏剂有过渡金属络合物、硬脂酸盐、N，N一二丁基二硫代氨基甲酸铁等，用量约1％～3％(质量)。另外可以根据添加剂本身所具有的光催化氧化作用以及氧化还原作用来促进聚合物的光降解。可控光降解塑料可以说是光降解塑料向深层发展的一种标准。它除具有光降解的必备特性外，还必须具有特定的光降解行为。 生物降解塑料
光降解塑料由于价格较高，又只能在光照下降解，受地理环境、气候制约性很大，埋地部分不能降解等问题，使大面积应用受到一定限制。光降解表现出来的诸多缺点使得光降解
最终退出历史舞台，而生物降解所变现出的优良的全降解性能，使得各国开始把研究目光
转向生物降解。目前研究开发的生物降解材料有天然高分子材料、微生物合成高分子材料、 人工合成高分子材料以及共混性高分子(添加型)材料。天然高分子型是利用淀粉、纤维紊、甲壳质、蛋白质等天然高分子材料制备的生物降解材料。生物合成的完全生物降解塑料是微生物把某些有机物作为食物源，通过生命活动合成的高分子化合物。通过微生物合成而得到的生物降解塑料以聚羟基脂肪酸醋(PHA)类为多，其中最常见的有聚3一羟基丁酸醋
(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。PHB／PHV共聚物已经有产品出售，商品名为Biopol。化学合成法合成的生物降解塑料大多是在分子结构中引入能被微生物降解的含酯基结构的脂肪族聚酯，目前具有代表性的产品有聚己内酯(PCL)，聚琥珀酸丁二醇(PBS)，聚乳酸(PLA)，以及最近国内研究最热的二氧化碳基生物降解塑料等。
光一生物双降解塑料
光一生物双降解塑料具有光、生物的双重降解性。是当前世界降解塑料的主要开发方向之一。其制备方法是采用通用高分子材料(如PE)中添加光敏剂、自动氧化剂、促氧化剂、抗氧剂和作为微生物培养基的生物降解助剂等的添加型技术比较普遍。光一生物双降解塑料分为合成型双降解塑料和掺混型双降解塑料，但由于合成型光降解塑料成本较高，研究较少。目前研究较多的是掺混型光一生物双降解塑料。当前国外开发的主要品种有美国Ecostar International公司开发的Ecostar Plus母料，美国Ampact公司开发的
PolygraaeII、Polygradelll以及美国ADM公司的Polylean产品。加拿大St．Lawrance公司的Ewster母料以及EPI公司生产的TDPA母料也具有光一生物双降解性，以及其他欧美产品。我国通过“八五”攻关研究，在光一生物双降解薄膜方面取得了可喜的进展。北京塑料研究所采用聚乙烯为基础料，添加含有光敏剂、光氧化稳定剂等组成光降解体系和含有N、 P、K等多种化学元素作为生物降解体系的浓缩母料，可挤出吹塑制成厚度为0．005mm的可控降解薄膜。
降解塑料目前仍处于不断成熟的阶段，技术含量较高，特别是随着人们对环境污染题的日益关注和可持续发展战略的实施，降解塑料的研究前景看好，应用领域也将会得到拓 展。然而就目前的研究成果而言，欲使其普遍使用仍需较长的时间。为了使降解塑料更好地服务于人类，今后的主要研究领域应当是：
(1)根据不同用途及环境条件，开发准时光／生物可控性环境降解塑料。
(2)进一步提高准时、可控性、用后快速降解性和完全降解性。
(3)加速研制生物降解塑料或普通塑料与淀粉、纤维素或无机材料填充共混或合金化技术，以及完全生物降解塑料与天然材料涂复层合技术。
(4)加速研究和建立统一的降解塑料的定义、降解机理、评价方法和标准。
(5)探索及培育能降解普通塑料的菌株。
随着降解技术的完善，降解性能在不断提高而成本在不断降低，可降解塑料正在逐 步进入实用化、产业化，在治理塑料废弃物对环境的污染中起着积极的作用。我们有理 由希望，在不久的将来，曾经让我们忧虑的“白色污染”会逐渐从环境中消失，更多环 境友好的产品将涌入我们的生活。我相信，这些绿色化学技术将为人与自然的真正和 谐作出巨大的贡献。
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范文四：可降解塑料
可降解生物塑料
1.可降解塑料
可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等），稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。 试验表明，大多数可降解塑料在一般环境中暴露3个月后开始变薄、失重、强度下降，逐渐裂成碎片。如果这些碎片被埋在垃圾或土壤里，则降解效果不明显。 分类：（1）光降解塑料 在塑料中掺入光敏剂，在日照下使塑料逐渐分解。它属于较早的一代降解塑料，其缺点是降解时间因日照和气候变化难以预测，因而无法控制降解时间。（2）生物降解塑料 在微生物的作用下，可完全分解为低分子化合物的塑料。其特点是贮存运输方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，不但可以用于农用地膜、包装袋，而且广泛用于医药领域。随着现代生物技术的发展，生物降解塑料越来越受到重视，已经成为研究开发的新一代热点。（3）光/生物降解塑料 光降解和微生物相结合的一类塑料，它同时具有光和微生物降解塑料的特点。（4）水降解塑料 在塑料中添加吸水性物质，用完后弃于水中即能溶解掉，主要用于医药卫生用具方面（如医用手套），便于销毁和消毒处理。
2.可降解生物塑料
合成高分子材料具有质轻、强度高、化学稳定性好以及价格低廉等优点，与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱。但是其使用后的大量废弃物也与日俱增，成为白色污染源给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。另外，生产合成高分子材料的原料——石油也总有用尽的一天，因而，寻找新的环境友好型材料，发展非石油基聚合物迫在眉睫，而可生物降解材料正是解决这两方面问题的有效途径。近年来,国内外可生物降解材料得到了很快的发展。尤其是一次性使用材料制品,如可降解食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等已实现了工业化生产。
据美国ASTM（材料和实验协会）定义：生物降解材料是在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物或物理作用而降解或酶解的高分子材料。理想的生物降解材料在微生物作用下，能完全分解为CO2和H2O。
3.可降解生物塑料一般可分为：1、天然高分子可降解材料：由生物体内提取或自然环境中直接得到的一类大分子，具有良好的生物相容性和可降解性，但机械性能较差。目前已开发的主要产品有聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸等。2、微生物合成的可降解材料：主要包括聚β-羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯等。3、人工合成可降解材料：大多是在分子结构中引入酯基的脂肪族聚酯。按照结构与组成，可分为天然蛋白质、多糖及其衍生物，还包括一些生物合成聚酯。
按其生物降解过程可分为：1、完全生物降解塑料：由天然高分子或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得。2、破坏性生物降解塑料： 指天然高分子与通用型合成高分子材料共混或共聚制得的具有良好物理机械性能和加工性能的生物可降解材料。
4.生物降解材料的生物降解，是指生物降解材料在生物作用下发生降解、同化的
过程。发挥生物降解作用的微生物主要包括真菌、霉菌或藻类，降解机理主要可分为3类：1、生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离或质子化而发生机械性破坏，分裂成低聚物碎片。2、生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新物质(CH4，CO2和 H2O)。3、酶直接作用：微生物侵蚀导致材料分裂或氧化崩裂。
5.生物降解材料广泛应用于各行各业，可以部分代替通用塑料。使用量最大的是环保材料、包装材料以及医用材料。1、环保领域：水资源环境领域、食品容器和包装行业、农林业方面。2、医学领域：外科手术缝合线、药物缓释剂、骨固定材料、人造皮肤。
1、农业用途：理想的农用材料是能与其他生物降解材料协同作用转化为提高土质的材料，生物降解材料在农业上主要用作农用地膜和农作物生长容器。
2、包装用途：生物降解塑料制成的食品袋、包装袋、垃圾袋因其生物降解性而大受青睐。生物降解包装材料一般是将可降解的高分子聚合物加入到层压膜中或直接与层压材料共混成膜。食品包装材料和容器一般要求能保证食品不腐烂、隔离氧气且材料无毒。其中最具代表性的是聚羟基丁酸酯（PHB）与聚羟基戊酸酯（PHV）及其共聚物（商品名Biopol），其物性与聚乙烯和聚丙烯相近，且热封性良好。3、医用生物降解材料：医用材料不仅需要有医效，而且还要安全、无毒、无刺激性，与人体有良好的生物相容性。医用生物降解材料是指完成医疗功能后，可被生物体内的溶解酶分解而吸收，生物降解塑料已被广泛用于手术缝合线、人造皮肤、矫形外科、体内药物缓释剂和吸收性缝合线等领域。
6.存在问题：(1)市场应用。由于生产可降解材料的成本偏高,造成其在市场中价格偏高, 这样就给可降解材料的推广造成了很大的影响。(2)技术与工艺。与传统塑料相比,可降解材料存在抗水性差、力学性能差和加工性能差的问题,很难满足工业化生产要求。另外,降解材料准确的降解时控性,用后快速降解性、彻底降解性以及边角料的回收利用技术等还有待进一步提高和完善。(3)降解材料的标准及试验评价方法。对生物降解材料,世界上尚没有统一的试验评价方法,识别标志和产品检测技术,致使缺乏正确统一的认识和确切的评价,产品市场比较混乱,真假难辩。7.解决方法：1.加快产品应用研发和产业化2.加强制品加工开发研究3.完善垃圾回收处理体系：对降解塑料进行明确标识，再加以回收。能再利用的，收集后再进行成型加工成制品；对不能再利用的要考虑合理处理的办法。针对传统塑料添加淀粉等再生资源的降解塑料，可以采用热能回收的垃圾处理系统。对生物降解塑料，可着重考虑堆肥的处理办法。4.加快制订相关政策和法规：a.专项资金支持，对生物降解塑料制品的应用和发展采取补贴政策b.税收政策,没有关于生物降解塑料的产品进口采用低税率的明文规定，为促进行业发展应该制定关税优惠税率。c.对传统塑料加强回收再利用，增收回收税d.适当限制某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品e.分期分批推广降解塑料.f加强行业协会桥梁作用
范文五：可降解塑料
可降解塑料
高分子材料与工程082 罗骁
摘要：高分子应用在生活中各个地方，塑料便是其中应用较为广泛的。塑料在生活中起重大作用，但其也给环境带来了危害。如何解决由塑料制品所造成的白色污染时全人类共同面临的问题。目前，在诸多的解决方案中，开发可降解塑料成为全球瞩目的热点。对可降解的塑料的研究和开发刻不容缓。本文从可降解的分类、机理、目前研究状况、发展方向及不足之处展开讨论，综合性地对可降解塑料进行了介绍。
关键词：高分子材料，可降解塑料，分类，现状，发展方向
引言：一百多年前，塑料从一位摄影师手中诞生，经过几十年的飞速发展，人们已经无法想象缺少了这种色彩鲜艳，重量轻，不怕摔，经济耐用，实用方便的材料的生活该是怎样的了，我们没有一刻可以离开塑料。但是，在塑料给人们生活带来便利，改善生活品质的同时，其实用后的大量废弃物也与日俱增，给人类赖以生存的自认环境造成了不可忽视的负面影响。
据统计，全世界的高分子塑料的年产量已经超过1.4亿吨，消耗量正以平均100%以上的速度增长；废弃塑料 8000万吨/年，且每年正以惊人的速度增加。我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。1995年，我国塑料产量为519万吨，进口塑料600万吨，当年全国塑料消费总量约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。据调查，北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物，每年总量约为14万吨；上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物，每年总量约为19万吨。天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。北京市每年废弃在环境中是塑料袋约为23亿个，一次性塑料餐具约2.2亿个，废农膜约675万平方米。
包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成“视觉污染”，而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。过去，对废旧塑料的处理办法主要是土埋和焚烧，土埋浪费大量的土地，焚烧则会生产大量的二氧化碳及其他对环境有害的氮、硫、磷、卤素等化合物，助长了温室效应和酸雨的形成。而且这些方法是治标不治本，治理必须要从源头做起。由此，人们将目光转向了塑料本身，各国都在大力开发和研究可降解塑料材料，这也成为20世纪70年代以来的重要课题，受到世界范围的关注。
正文：塑料是一种合成高分子材料，又可称为高分子或巨分子，也是一种所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。
塑料具有质轻，化学性稳定，不会锈蚀，耐冲击性、绝缘性好，导热性低，透明性和耐磨耗性佳等优点。另一方面，塑料对环境有严重的污染性：1、污染范围广2、污染物增长量块。由于塑料廉价、易老化、寿命较短，随着塑料量的增加，导致废弃物的迅速增长美国专家估计每10年将增加一倍；3、处理困难。
4、回收利用困难。5、生态环境危害大，废弃塑料会降低耕地质量，影响农作物生长。
如何解决由塑料制品所造成的白色污染时全人类共同面临的问题。目前，在诸多的解决方案中，开发可降解塑料成为全球瞩目的热点。
1．可降解塑料的定义
可降解塑料是指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等），稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。可降解塑料是在新型材料的化学结构上通过新的高分子合成技术引入了易分散的基团，易断裂的化学键、易转移的原子或集团，或分子上连接或整体成分中掺和一些微生物可吞食的成分。这样在光照，机械震荡或微生物的作用下使分子链断链，结构被破坏，然后很快在自然中分解。不污染环境，能回收再利用，而且质量轻，加工方便，包装性能好，易于表面装饰。
2．可降解塑料的分类
2.1 什么是降解？
因为所有的聚合物都会以一种或另一种方式发生降解，所以为了使其定义更准确，有必要引入某种其他标准。衡量聚合物的降解应使用与时间有关或与人的寿命相关的属于来做出解释；也就是说，一种聚合物如果不能在人的一生时间之内降解，那么就不能认为它是可降解的。可用Deborah 系数(D)的定义来区分可降解和不可降解聚合物（Reiner，1964），它的表达如下：
D = 降解时间/人类寿命
一般的，可降解聚合物的D 值较小，而不可降解的聚合物的D 值却非常大。
2.2 可降解塑料的分类及其原理
可降解塑料种类很多，分类方法也很多。按照它的降解机理可分为生物降
解材料和非生物降解材料两大类，如下图所示。
目前，在包装领域中应用价值较大的可降解材料有光降解塑料、生物降解塑料、光/生物双降解塑料和水降解塑料。生物降解塑料 是指通过自然界微生物，如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用可完全分解为低分子化合物的塑料材料（包括高分子化合物及其配合物）。它具有如下特点：①可制成堆肥回归大自然；②因降解而使体积减少，延长填埋场使用寿命；③不存在普通塑料袋要焚烧问题，减少了有害气体的排放；④可减少随意丢弃对野生动植物的危害；⑤储存运输方便，只要保持，不需避光。
生物降解塑料的降解机理，即生物降解塑料被细菌等微生物作用而引起降解的形式大致有三种，1：生物物理作用，由于微生物侵蚀后其细胞的增长而使聚合物发生机械性破坏；2：生物化学作用，微生物对聚合物的作用而产生新的物质；3：酶的直接作用，微生物侵蚀部分导致塑料分裂或氧化崩裂。
生物降解塑料按照其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。
（1）完全生物降解塑料：指在微生物的作用下，在一定时间内完全分解为二氧化碳和水的化合物。
（2）破坏性生物降解塑料：指在微生物的作用下高分子仅能被分解成散乱碎片。按照其来源则可以分为微生物合成材料、化学合成材料、天然高分子材料、掺混型材料等。
（1）微生物合成型：微生物合成高分子聚合物是由生物发酵方法制得的一类材料，主要包括微生物聚酯和微生物多糖，其中以前者研究较多。目前可用于合成微生物聚酯的细菌约有80 多种。这类产品有较高的生物分解性，且热塑性好，易成型加工但在耐热和力学强度等性能上还存在问题，且其成本太高，还未获得良好的应用，现正在尝试改用各种其他碳源以降低成本。
（2）化学合成型：化学合成型材料大多是在分子结构中引入酯基结构的脂肪族聚酯，在自然界中其酯基易被微生物或酶分解。对这一类降解塑料而言目前仍需研究如何通过控制其化学结构，使其完全分解。另外，成本也是不容忽视的问题。
（3）天然高分子型：淀粉、维生素、甲壳质、蛋白质等都是天然高分子材料，这类物质来源丰富，可完全生物降解，而且产物安全无毒性，因而日益受到重视。然而，天然高分子材料虽具有完全生物降解性，但是它的热学、力学性能差，不能满足工程材料的性能要求，因此目前的研究方向是通过天然高分子改性，得到有实用价值的天然高分子降解塑料。
（4）掺混型塑料：将两种或两种以上的高分子物共混聚合，其中至少有一种组分为生物可降解的，该组分多采用淀粉、纤维素等天然高分子，其中又以淀粉居多。淀粉掺混型生物降解塑料可分为三种类型：淀粉填充型生物降解塑料、淀粉接枝型生物降解塑料、淀粉基质型生物降解塑料。
光降解塑料 只能背光照射后才发生降解的塑料成为光降解塑料。是指该塑料在日光照射下吸收紫外线后发生光引发作用，使键能减弱，长链分裂成较低相对分子质量的碎片，聚合物的完整性受到破坏，物理性能下降。较低相对分子质量的碎片在空气中进一步发生氧化作用，产生自由基断链反应，降解成能被生物分解的低相对分子质量的化合物，最后被彻底氧化为CO2 和H2O。光降解塑料的生产工艺简单、成本低、缺点是降解过程中受环境条件影响大。
光降解塑料分为共聚型和添加型两类，前者是一氧化碳或含碳单体与乙烯或其他烯烃单体合成的共聚物组成的塑料。由于聚合物链上含有碳基等发色基团和弱键，易于进行光降解。后者是在通用的塑料基材中加入如二苯甲酮、对苯醌等光敏剂后制得，制造技术简单。光敏剂能吸收300nm波长的光线，与相邻的分子发生脱氢反应，将能量转给聚合物分子，引发光降解反应，使分子量下降。
光降解塑料的降解主要依靠紫外线的作用完成。塑料氧化反应的活化能约为20.91～46.3KJ/mol，热分解活化能为125.4～334.4KJ/mol，各种化学键的离解能为167.2～418KJ/mol，而自然光由可见光、红外线、紫外光组成，其中只有紫外光对塑料降解起作用。当塑料大分子在吸收紫外线光量子后会处于激发态，从而具有降解的可能性。紫外光主要来源于太阳的辐射。其波长范围为290～
400nm。虽然紫外光只占太阳辐射光的6%左右，但相当于292.6～418KJ/mol 的光能量。这6%左右的紫外光所具有的能量在进攻塑料高分子化学结构，在致其断键断链等光化学降解的作用上威力巨大，其能量足以切断大多数塑料中键合力弱的部分。致使传统塑料对日光辐射的吸收能力和吸收速度有限，所得到的反应性分子的数目较少，在日光下不能发生急剧的光降解。因为聚合物链上引入光敏基团后，吸收紫外光后就能被引发，从弱键处引起聚合物断裂解降，所产生的较低相对分子质量的链段在空气中可进一步发生氧化作用，产生自由基断链反应，进一步发生降解，也就是著名的光降解Norrish 反应，从而加速高分子材料的光敏降解。另外，氧、热、水等自然环境也会加速其光降解过程。光降解产物（粉末状）在自然界中继续被环境微生物分解而变成CO2 和H2O，进入大自然良性生态循环。
光降解塑料配方的主要成分 光降解塑料配方中所含组分主要为光降解剂和光降解树脂两大类。
（1）光讲解剂—光敏剂 光敏剂是一类可以促进或引发聚合物发生光降解反应的物质。常用的光降解剂为羰基化物和有机金属化合物两类。其中，对于有机金属化合物类光敏剂，此光敏剂的光降解效果好于羰基化合物类，其中过渡金属的光降解效果依次为：Co>Mo>Cu>Fe。（2）光降解聚合物 主要是大分子链上含羰基或双键的一类聚合物。（3）光降解调节剂 主要目的是调节光降解塑料的诱导期长短，似适应不同场合的需要。光降解调节剂的作用机理为分解氢过氧化物，阻止降解发生，当其使用完毕后，降解开始发生。常用的光降解调节剂为抗氧剂，如抗氧剂1010、抗氧剂264等。
光降解塑料的制备方法有两种：一种是将光敏基团（如羰基）引入高分子结构中得到的共聚合成型光降解塑料；另一种是在高分子材料中添加光分解剂，由光分解剂吸收光能（主要是紫外线）后产生自由基，然后促使高分子材料发生氧化反应达到劣化的目的，可称为添加光敏剂型光降解塑料。
光降解塑料在受紫外光照射下开始老化，同时空气中的氧也参与这一变化，因此实质为光氧化降解，但是这个自然降解过程相当缓慢，因此严格意义来讲，还不能称作降解塑料。
生物降解塑料 在微生物的作用下，可完全分解为低分子化合物的塑料。也指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。生物降解塑料特点是贮运运输方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，不但可以用于农用地膜、包装袋，而且广泛用于医药领域。
光/生物降解 光降解和微生物相结合的一类塑料（它包括合成高分子和添加光或生物助剂的高分子），它同时具有光和微生物降解塑料的特点。
水降解塑料 在塑料中添加吸水性物质，用完后弃于水中即能溶解掉，主要用于医药卫生用具方面（如医用手套），便于销毁和消毒处理。
3.可降解塑料的发展现状及前景
3.1 可降解塑料的研究现状
可降解塑料的研究始于20 世纪70 年代，当时英国科学家G.J.L.Griffin 就曾提出在对性聚合物中加入廉价的可生物降解的天然淀粉作为填充剂的观点并发表第一个淀粉填充乙烯塑料的专利，开发出一种采用淀粉与聚乙烯共混然后滚压成膜得到的“生物降解型”聚乙烯。将其埋在土壤里，一段时间以后材料会变成粉末状，当时的研究者据此认为聚乙烯已被生物降解。这种新材料的出现引
起了人们对生物降解塑料的关注，从而进入了以淀粉基塑料研究与开发为主的浪潮，相继发表的专利与文献很多，并推出了系列产品，80 年代末已经有些实现商业化。但是20 世纪九十年代初的研究指出，C-C键不能酶解与水解，要断键除非光解与氧化，聚乙烯实际上只是成为碎片留存于土壤中，还不是真正的完全可降解材料。
因此，尽管到目前为止，国内外已经开发出很多生物降解塑料品种（见下表），但真正具有良好的生物降解性能且与传统塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等物理性质类似的只有聚己酸内酯（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚羟基丁酯及其戊酯共聚物（PHB/PHV）和部分改性淀粉塑料。
3.2 可降解塑料的发展状况
2 0 0 7 年初，德国网络机构“Plasticker-the home of plastics”在德国作了一个网络调查，2007年5月公布了调查结果：有55%的人认为生物塑料在未来10年将在许多领域发挥主要作用，36%认为在某些特定领域有用。只有3% 的人认为用处很少，会消失。
由于市场的驱动，国外成立了许多大小不一的生物可降解材料公司，许多跨国公司也进入这个领域，大量的终端产品应用厂商如汽车制造商B M W 、T o y o t a 、F o r d 、M a z d a 以及轮胎制造商Goodyear等进入了这个领域。美国Nature Work首先在聚乳酸PLA的市场开发上取得了成功，使国内许多企业认识到生物材料是可以在某些领域与传统塑料共存甚至
竞争的。于是国外内有了许多企业启动或已经开展了PLA的生产和应用研发。2006年3月，美国Wal-Mart宣布其在美国市场的部分食品将采用PLA作为包装材料，促进了PLA市场的快速发展。
英国咨询公司Intertech Pira(www.intertechpira.com)最近做了一个全球生物基塑料的市场调查，写成了一篇题为“The Future of Global Markets for Biodegradable Packaging(生物降解包装的未来全球市场)”的研究报告。报告认为，从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t，而1995年只有2万t。该报告指出，2008年全球生产能力会达到60万t。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。
国内的生物可降解材料大部分都出口到国外，国内的市场尚在启动阶段。由于我国是世界最大的制造大国，使用了大量的包装材料，国外的环保绿色堡垒越来越高，预计国内的许多出口型的企业也不得不使用环保的生物可降解材料对出口产品进行包装。在未来的数年，国内的生物可降解包装材料市场将得到快速的发展。
3.3 可降解塑料的发展方向
由于粮食安全是国家十分关心的问题，未来的研发应该向着以非粮食淀粉如木薯粉甚至纤维素水解物等发展。理想的情况包括用食品废弃物发酵得到乳酸，以及混合废弃物发酵生产乳酸进而聚合乳酸，得到聚乳酸的方向发展。
由于聚乳酸PLA的强度不佳，可承受的热度也不够，无法完全胜任替代传统塑料的任务，许多厂家正在大力研发D- 乳酸和L-乳酸的共聚物，通过调节D个L乳酸的比例，达到调控PLA热力学性能的目的。由于D-乳酸的发酵生产尚未完全成熟，未来的发展方向会集中在开发大规模生产D- 乳酸的菌种和工艺上。
另一种生物材料聚羟基脂肪酸酯P H A比P L A 在热力学性能上有许多优越性，我国大量的有氧发酵设备也提供了P H A 发展的大好机会，尽管PHA的生
产成本目前比PLA 高许多。但与P L A 相比，P H A 结构多元化，组成结构多样性带来的性能多样化使其在应用中具有明显的优势。因为PHA兼具有良好的生物相容性能，生物可降解性和塑料的热加工性能，因此同时可作为生物医用材料和生物可降解包装材料，已经成为近年来生物材料领域最为活跃的研究热点之一。PHA研究所带来的信息证明，生物合成新材料的潜力几乎是无限的，随着研究的不断深入，还会有更多的PHA会被合成出来。
2007年，我国在淀粉基材料、聚乳酸P L A 、聚羟基脂肪酸酯P H A和聚丁二酸丁二醇P BS 以及二氧化碳聚合物等生物材料的生产和应用开发取得了快速发展，例如科研人员已经成功地将二氧化碳可降解材料吹膜并制成了环保塑料袋，引起了国内外材料界广泛的关注。而另一方面，2008年的北京“绿色奥运”，也引起了国内外企业开发绿色材料产品的热情，以持续发展、可生物合成、环境友好为特征的PLA 、PHA和PBS产品被国内外企业大量地成功开发出来。
4.可降解材料的不足及面临的困境
4.1 机械强度不够，不足以替代传统塑料
可降解塑料袋承重能力一般低，不能满足顾客多装东西和反复使用的要求。例如聚乳酸P L A，尽管有生产成本较低的特点，但其在70℃左右产生性能的突变，材料变软，以及其透气性强等，影响了PLA 的许多应用，国内外材料界进行了许多努力，仍然不能在不增加成本的情况下解决P L A 这些缺点。另外，PLA 的热力学性能与传统塑料有许多不同，使目前加工PLA 的注塑机很难满足需求。
4.2 视觉效果不好
可降解塑料袋色泽暗淡发黄，透明度低，给人一种不够清洁和难看之感，用起来不放心。
4.3 仍不是完全可降解，大部分有二次污染
目前使用的可降解塑料多为破坏性生物降解塑料，在微生物的作用下，仅仅是部分材料分解成了碎片，而剩余的大部分ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＶＡ、ＰＶＣ等塑料原料是不可生物降解的，并会残留相当长的时间。所以它只能解决有形垃圾形状的变化或使垃圾减量而已，而分解后塑料碎片或微粒是根本无法回收复收再生利用的，仍然会造成环境污染。另一方面，按国家标准, 采用15%的可降解材料即为环保塑料袋，这样的塑料袋也非完全的可降解塑料。
4.4 价格普遍偏高
由于生产技术还不够完全成熟，一个普通的塑料袋生产成本只要几分钱，可降解塑料袋则要2 至3 倍，一般的市民和企业还无法接受。4.5 过多的消耗粮食和经济作物目前最常见的聚乳酸塑料袋是以玉米淀粉发酵得到的乳酸为基本原料，50 万吨降解塑料需要200 万吨玉米。 2007 年9 月20 日，国家发改委下发了 《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》，原则上不再核准新建玉米深加工项目，并上调玉米深加工的门槛，成为限制外商投资的产业。原因是这种玉米深加工造成玉米价格猛涨，工业生产遇到了与民争食的问题。
5 结语
塑料，在带给人们便捷的同时也造成了极其严重的污染与浪费问题，对环境造成了严重的破坏，由此，可降解塑料的研究于20 世纪70 年代被提上了日程。近30 年来，可降解塑料既因市场需求受到过特别重视，亦因成本、实用性等问题而曾被质疑。可以说，可降解塑料走过的路程是艰难而曲折的。随着科学的发展、技术的完善，以及环保观念的深入人心、政府机构相关政策的制定，我们相信，可降解塑料技术将会获得长足的发展，并进一步改变我们的生活。
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