草莓污视频材料工業經過近兩百年的發展（zhǎn），分子設計強調的是高使用性能，沒（méi）有考慮自然界中的循環問題。強大的共價鍵組合及較高的材料（liào）結晶度，導致光、氧及自然（rán）界中的微生物（wù）和酶不易對廢棄（qì）物進行自然分解。至今全球共生產超（chāo）過95億噸塑料，隻有9%被回收、12%被焚燒，其餘79%散落在環境中。按目前的管理模式，到（dào）2050年全球將產生120億（yì）噸廢塑料，需要數百年才能降解。

解決白色汙染問題，需要使高分子材料產業進（jìn）入循環經濟模式，包括“生物循環”和“技術循環”兩種模式。“生物循環”是指高分子材（cái）料在使用後，在生物酶和其他（tā）因素的作用下完全降解為二氧化（huà）碳或（和）甲烷、水（shuǐ）及其所含元素的礦化無機鹽（yán），以（yǐ）及新的生物質。

生（shēng）物降解塑料的發（fā）展曆程（chéng）

降解塑料的商業化開發已有40多年，經曆了較長時間的認（rèn）知與（yǔ）爭論（lùn）。上世紀90年代以來，可降解塑料（liào）主要是指聚烯烴等材料中添加（jiā）澱粉的品種，被冠上了“降解塑料”或“光/氧降解（jiě）塑料”的名（míng）稱。歐（ōu）盟（méng）於2019年明確禁用，我國則在（zài）2021年2月明（míng）確出（chū）台生物降解材料不（bú）能含有聚烯烴等傳統材料的規定。

2017年（nián）7月，我國發布《關於印發禁止洋（yáng）垃圾入境推進固體廢物進口管理（lǐ）製度改革實施方（fāng）案（àn）的通（tōng）知》，正式關閉了歐美（měi）國家每年將7000多萬（wàn）噸廢塑料（liào）運往我國的大門。同年，歐盟委員會發布《歐洲循環經濟中的塑料戰略（luè）》。到2019年底，全球（qiú）共（gòng）有87個國家和地區（qū）采取了（le）不同措施禁塑、限塑。

我國政（zhèng）府從1999年開始陸續出台一（yī）係列國家層麵的禁限塑政策，在生物基、化石基可降解聚合物的研究方（fāng）麵開展了多年（nián）的（de）工作，開發了PHBV、PLA、PBS係列等生物降解產品。2020年（nián）11月，我國公布《降解塑（sù）料（liào）的定義、分（fèn）類（lèi）、 標誌和降解性能要求GB/T 20197-202X（征（zhēng）求意見稿）》。該項標準將全部替代（dài）原國標的GB/T 20197-2006版。對於降解塑（sù）料的定（dìng）義由過去的“澱粉添加（jiā）型降解（jiě）塑料”類嚴格限製在“必須完全降解變成二氧化碳（tàn）或/和甲烷、水及其所含元素（sù）的礦（kuàng）化無機鹽以（yǐ）及新的生物質”，生物降解率必須大於90%。

生物降解塑料按照原料來源分類可（kě）分（fèn）為兩大類：生物基生物降解塑料和化石基（jī）生物降解塑料（見（jiàn）表（biǎo）1）。

生物（wù）降解塑料的共性是：在分子設計時主鏈引入酯鍵。酯鍵是不穩定的化學鍵之一，在生物酶和水作用下，發生化學鍵斷裂，逐步成為水和二氧化碳。然而，不是所有帶有酯鍵的聚合物都能完全快（kuài）速降解，主鏈帶有苯環的聚合（hé）物如PET和PC，依靠苯環的共軛作用保護（hù），不容易發生降解（jiě）。脂肪-芳香族共聚酯苯環的含量高於50%時，材料不（bú）易發生降解。PBAT能否完全降解、是否仍形成微塑料，目前還存在爭論。

2020年（nián）全球生物降解塑料市場規模145萬噸，其中（zhōng）亞太81萬噸，北美15萬（wàn）噸，歐洲41萬噸。產（chǎn）品以PBS、PLA、澱粉基材料和PBAT為主，PHA等其他材料占比較低（見圖2）。

在各國政府禁、限塑令實施下，生物降解塑（sù）料（liào）需求飛速增長。預計到2025年需（xū）求390萬噸，其中亞太274萬噸，北美25萬噸（dūn），歐洲79萬噸，年均複合增長率為（wéi）21.9%。品種結構也將發生很（hěn）大改變，北美和歐（ōu）洲的生物降解塑料以PBS、PLA為主，亞太以PBAT、PBS、PLA為主。

2020年我國生物降解塑料的消費量約55萬噸。預計2025年我國（guó）生物降解塑料市場規模可到238萬噸（見表（biǎo）2）。

生（shēng）物降解塑料主要類型

一、PBS係列產品

該係（xì）列產品（pǐn）是二酸類和二醇類產品進行縮聚反（fǎn）應得到的生物降解塑（sù）料產品係列，包括（kuò）PBS、PBSA、PBST、PBAT。

PBS由丁（dīng）二酸和1,4-丁二醇（BDO）聚合而成，優點是穩定性（xìng）好、耐熱性較好，機械性能和加工性能接近PP，成膜性好；缺點（diǎn）是透明度和硬度低，丁二酸（suān）供（gòng）應不足限製了行業整（zhěng）體發展（zhǎn）。PBS可用於包裝（包（bāo）括食品包裝、化（huà）妝品瓶、藥品（pǐn）瓶）、餐具、一次性醫療（liáo）用品、農用薄膜、農藥（yào）及化肥緩釋材料、生物醫用高分子（zǐ）材料（liào）等領域。草莓污视频方法有直接酯化法、酯交（jiāo）換法和擴鏈法。直接酯化法是丁二（èr）酸（suān）和1，4一丁二醇先在較（jiào）低的反應溫度下發生（shēng）酯化反應脫水形成羥基封端的低聚物，然後（hòu）在高溫、高真空和催化劑存在下脫二元醇，即可得到PBS。酯交換法是丁二酸二甲酯或二乙酯，在催化劑存在下與1，4-丁二醇發生酯交（jiāo）換反應，經脫除甲醇或乙（yǐ）醇得到丁二酸二丁二醇酯，再在高（gāo）溫高真空和催化劑的條件下得到PBS。擴鏈法是利用活性基團與PBS的（de）端基反應，以實現分子鏈的增（zēng）長，該法具有便捷（jié）、高效（xiào）、設備投資低等優點。但（dàn）擴鏈劑通常為異氰酸酯類，毒性較大，容易在產品中（zhōng）造成殘留，因此在食品包裝和醫用製（zhì）品上的應用受到限製。近（jìn）年來我國PBS生產和研（yán）究主要是圍繞催化劑選擇，以及反應條件的控製，采用直接酯化-縮聚（jù）法進行。

PBSA由丁二酸（suān）、1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）共聚而（ér）成，與PBS相比有更好（hǎo）的韌性，而且降解速度更快。可以通過添加碳酸鈣和澱粉降低（dī）成本。其主要用途也基本（běn）與PBS一致（zhì）。PBS和PBSA雖開發較（jiào）早（zǎo），但受其自身（shēn）性能及原（yuán）料（liào）丁二酸資源不足限製（zhì），市（shì）場用量（liàng）遠不（bú）及（jí）PBAT。

PBST有（yǒu）較好的熱穩定性、力學性能，還（hái）有（yǒu）優（yōu）良的生物降解（jiě）性（xìng），能夠廣泛用在一次性日用品、包裝材料、農用薄膜（mó）等領域。可以利用國內巨大的聚酯產能改造（zào），但工藝技術較難，工業化程度低，目前僅儀（yí）征化纖實（shí）現了萬噸級工業化生產。PBST的草莓污视频由丁（dīng）二（èr）酸、對苯二甲酸（或其二甲酯）和1，4-丁二醇三種單體共（gòng）聚反應製得。據悉，PBST產品的利潤較PBS高10%~20%。

PBAT是1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）和對苯二甲酸（PTA）的三元（yuán）共聚物。PBAT的優點是熱穩定性好，加工性能好。原料丁二醇、乙二酸、PTA都易得，可以利用國內巨大的聚酯產能（néng）獲得；缺點是透明（míng）度低、硬度低、模量（liàng）低，阻隔性（xìng）差，在土壤中（zhōng）的自然降解慢。PBAT用途與PBS基（jī）本一致。草莓污视频方法有直（zhí）接酯化法和酯交換法。直接酯化法是（shì）以（yǐ）PTA、AA（己二酸）、BDO為原料，在催化劑條件下，直接進行酯化、縮聚反應而製得。優點是工藝流程（chéng）短、原料利用率高、反應時間短、生產效率高；缺點是反應體係物質較複雜、相對分子質量分布寬且不易控製、反應（yīng）條件比較苛（kē）刻、反應介質酸性較強、部分BDO發生環化脫水反應生成四氫呋喃（THF）等對（duì）產品質量有影響。酯交換法以PTA、BDO為原料，在催化劑作用下，先進行酯化反（fǎn）應或酯交換（huàn）反（fǎn）應生成（chéng）對苯二甲酸丁二醇酯預聚體（BT），再與聚己二酸丁二醇酯（PBA）進行酯交（jiāo）換縮聚製（zhì）得。隨（suí）技（jì）術進步，直接酯化法缺點被逐步攻克（kè），現已成為國（guó）內新建和擬建裝置（zhì）的主流（liú）工藝。

2020年底，國（guó）外PBAT生產企業主要是巴斯夫（fū）和（hé）Novamont公司，總產能17.4萬噸/年，占到全球總產能的33.6%，我（wǒ）國PBAT總產能已經超過34萬噸/年。截至2021年4月，我國共有48家公司（sī）有在建或擬建的PBS係列項（xiàng）目，新增PBS係列產能超過500萬噸/年。

二、聚碳酸亞丙酯（PPC）

PPC是以二氧化碳和環氧丙烷為原料草莓污视频的一種完全可降解的環保塑料，也是目前最有希望的環保塑料之一（yī）。

PPC顯著特點是具有生物降（jiàng）解性和生物相容性，具有抗衝擊韌性、透明性和無毒性，具有優異的（de）阻隔性，被廣泛應用在藥（yào）物緩釋劑、可吸收（shōu）縫（féng）合線、一次性餐具、食品包裝材（cái）料（liào）、薄膜製品領域，以及生產低溫肉（ròu）製品保鮮膜和口香糖基料、可降解泡沫材料、板（bǎn）材等。PPC的缺點是（shì）耐水性（xìng）、耐熱性和力學性能較差，因此PPC常與其他材料進行混合改性（xìng）。除了與聚烯烴等共混以提高製品耐溶劑性、隔氧性外，還可以與降解材料PLA、PBAT、PBS等共混。

國內PPC產業化從20世（shì）紀90年代開始，中科（kē）院是國內PPC重要研究機構，內蒙古蒙西公司采用（yòng）中科（kē）院長春應用化學研究所（suǒ）技術，2002年投產國內首套0.2萬噸/年PPC裝置（zhì）。江蘇中科金（jīn）龍公司采用廣化所技術，2009年投（tóu）產2.2萬噸（dūn）/年裝置。近期又有博大東方5萬噸/年、浙（zhè）江溫嶺邦豐10萬噸/年裝置投產。

江蘇中科金龍與廣化所聯合開發（fā）了二氧（yǎng）化碳製（zhì）備可降解TPU技術，目前擁有2.2萬噸/年二氧化碳基多元醇，8000噸/年二氧化碳基TPU。全球隻（zhī）有德國科思創和國內中科金龍生產二氧化（huà）碳基可降解TPU。

PPC的發展，既解（jiě）決了塑料（liào）白（bái）色汙染的問題（tí），又有效延伸（shēn）了環氧乙（yǐ）烷和環氧丙烷產（chǎn）業鏈，更重要的是利用（yòng）二氧化碳直接製備有機（jī）高分子材料，具有廣闊（kuò）的（de）發展前景（jǐng）。

三、聚乙醇酸PGA

PGA具有（yǒu）良好的生物降解性和生物相容性，較高（gāo）的機械強度，優異的可成型性（xìng）和卓越的氣體隔絕性（xìng）。PGA還具有簡單規整的線性分子結構，結晶度可達（dá）80%，熔點222℃。

傳統的（de）乙醇酸生產工藝為羥基（jī）乙腈（jīng）酸性水解法，毒性大、成本高，這些因素使得PGA作為一種極具價值的可降（jiàng）解塑料，一直未能實現大規模生（shēng）產。

國內煤製乙二醇行業的大發（fā）展，使草酸二甲酯（DMO）大規模生產PGA成為可行的工藝路線。主要有兩條工藝路線：第一種（zhǒng）是（shì）直接縮合聚（jù）合法，乙醇酸甲酯（MG）在催化劑的作用下，經加熱脫醇，直接縮聚草莓污视频PGA，但產品（pǐn）分子量（liàng）低；第二種是開環聚（jù）合法，乙醇酸甲酯（MG）水解製乙醇（chún）酸，乙醇酸（suān）製中間（jiān）產品乙交酯，乙交酯開環聚草莓污视频PGA。 開環聚合法可以生產平均分子量較高（gāo）的（de）PGA。目前國內（nèi）外（wài）主流工藝采（cǎi）用開環聚合法。

PGA在市場導入期的主要應用是油氣開（kāi）采領域的壓裂球和可溶性柱塞等材料等（děng）領域，成長期的應用推廣應在降解塑料領域，發揮其阻隔性好等優勢（shì），應用於醫（yī）學材料、油氣開采（cǎi）、農林業生產、包裝材料（liào）、一次性環保用品（pǐn）等方（fāng）麵。與PBS、PBAT、PLA等材料相比，PGA具有（yǒu）成本優勢和很好的（de）競爭力。

PGA材料結晶度高、熔點高，在（zài）高溫下又易降解，加工應用存在技（jì）術門檻。針對PGA材料的不足，一是可以考慮在生產PGA時引入少量丙交酯進行聚合；二是（shì）開展下遊應用開發，開發PGA下（xià）遊製品（pǐn）的配（pèi）方。

成本和標準（zhǔn）問題有待解決

生物降解塑料隻是解決白色汙染（rǎn）的部分解決方案，還存在環境條件下不能（néng）降解、玻（bō）璃化溫（wēn）度差異大、材料（liào）的（de）力學性能良莠不齊、共混加工困難等問題，有待降低成本，加強技術攻關（guān）和加（jiā）工（gōng）應用開發。

發展PBS係列產品可為PX及純苯拓展產品鏈；PBS的發展需要大量的丁二酸，順酐加氫法和生物發酵法具有很好的前（qián）景；煤（méi）製PGA工藝的（de）發展（zhǎn）改變煤製乙二醇的（de）單一路（lù）線；PGA加工必須依靠（kào）大量的助劑來輔（fǔ）助完成加工過程，生產無毒無害（hài）可分解的各類助劑是一個重要的發展機會。

要利用已有聚酯裝置進行改造，同（tóng）時配套建設相應的原料裝置，形成完整的產業鏈一體化裝（zhuāng）置，在未來的競爭中處於有利地位（wèi）。

要配合利用二氧化碳的CCUS（捕集（jí）、利用與封存（cún））技術。在煤化工、煤（méi）製（zhì）氫、草莓污视频氨、火力（lì）發電裝置建設CCUS裝置，為發展PPC、PEC及PPC-TPU提供優質、低（dī）價資源。

完善法規政策和行業標準，加強監管，促進行業可持續發展。盡快建（jiàn）立國內可降解材料認證（zhèng）機構，組織開展認證。