草莓污视频材（cái）料工業經過近兩百年的發展，分（fèn）子設計強調的是高使（shǐ）用（yòng）性能，沒有考慮自然（rán）界中的循環問題（tí）。強大的共價鍵（jiàn）組合及較高的材料結晶度，導（dǎo）致光、氧及自（zì）然界中的（de）微生物和酶不（bú）易對廢棄物進（jìn）行自然分解。至（zhì）今（jīn）全球（qiú）共生產超過95億噸塑（sù）料（liào），隻有9%被回收、12%被焚燒，其餘79%散落在環境中。按目（mù）前的管理模式，到2050年全球將產生120億噸廢塑料（liào），需要數百年才能降解。

解決白色汙（wū）染問題，需要使高分子（zǐ）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（zuò）用（yòng）下完全降解為二氧（yǎng）化（huà）碳或（和）甲烷、水（shuǐ）及其所含元素的礦化無機鹽，以及新的（de）生物質。

生物降解塑料的發展曆程

降解塑料的商業化開（kāi）發已有40多年，經曆了較長時間的認知與爭論。上世紀（jì）90年代以來，可降解塑料主要是指聚烯烴等材料中添加澱粉的品種，被冠上了“降解塑（sù）料”或“光/氧（yǎng）降解塑（sù）料”的名稱。歐盟於2019年明確（què）禁用，我國則在2021年2月（yuè）明確出台生物降解材料不能含（hán）有聚烯烴等（děng）傳（chuán）統材料（liào）的規定。

2017年7月，我國發布《關於印發（fā）禁止洋垃圾入境推進固（gù）體廢物進口管理製度改革實施方案的通知》，正式關閉了歐美國家每年將7000多萬噸廢塑料運往（wǎng）我國的大門。同年，歐盟委員會發布《歐洲循（xún）環經（jīng）濟中的塑料戰略》。到2019年底（dǐ），全球（qiú）共有87個國家和地區采取了不同（tóng）措施（shī）禁塑、限塑（sù）。

我國政府從1999年開始陸續（xù）出（chū）台一係列國家層麵的禁限塑政（zhèng）策，在生物基（jī）、化石基可降解（jiě）聚合物的研究方麵開展了多年的工作，開發了PHBV、PLA、PBS係列等生物（wù）降解產品。2020年11月，我國公布《降解塑料的定義、分類（lèi）、 標誌和降解性能要（yào）求GB/T 20197-202X（征求（qiú）意見稿）》。該項標準（zhǔn）將全部替代原（yuán）國標的GB/T 20197-2006版。對於降解塑料的（de）定義由過去的“澱粉添加型降（jiàng）解塑料”類嚴格限製在“必須完全降解變成二氧化碳或/和甲烷、水及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質”，生物降解率必須大於90%。

生物降（jiàng）解塑料按照原料來源分類可分為兩大類：生物基生（shēng）物降解塑料和（hé）化石（shí）基生物降解塑料（liào）（見表1）。

生物降解塑料的共性（xìng）是：在分子設計時主鏈引入酯鍵。酯鍵是（shì）不穩定的化學鍵之一，在生物酶和水作用下，發生（shēng）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（jiàn）的聚合物都（dōu）能完全快速降解，主鏈帶有苯環的聚（jù）合物如PET和PC，依靠苯環的共軛作用保護，不容易（yì）發生降解。脂肪-芳香族共聚酯苯環的含量高於50%時，材料不（bú）易發生（shēng）降解。PBAT能否完全降（jiàng）解、是否仍形成微塑（sù）料，目前還（hái）存在爭論。

2020年全（quán）球生物降解塑料市場規模145萬噸，其中亞太81萬噸，北（běi）美15萬噸，歐（ōu）洲41萬噸。產品以PBS、PLA、澱粉基材料和PBAT為（wéi）主，PHA等其他材料占比較低（dī）（見圖2）。

在各（gè）國政府禁、限塑（sù）令（lìng）實（shí）施下，生（shēng）物降解塑料需（xū）求飛速增長。預計到2025年需求390萬（wàn）噸，其（qí）中亞太（tài）274萬噸，北美25萬噸，歐（ōu）洲79萬噸，年（nián）均複合增長率為21.9%。品種結構（gòu）也將發生很大（dà）改變，北美和歐（ōu）洲的生物降解塑（sù）料以PBS、PLA為主（zhǔ），亞太以PBAT、PBS、PLA為主。

2020年我國生物（wù）降解塑料的消費量約（yuē）55萬（wàn）噸。預計（jì）2025年我國生物降解塑（sù）料市（shì）場規模可到238萬噸（見表2）。

生物降解塑（sù）料主要類型

一、PBS係列產品

該係列產品是二（èr）酸類和二（èr）醇類產（chǎn）品進行縮聚反應得到的生物降解塑料產品係列，包括PBS、PBSA、PBST、PBAT。

PBS由丁二酸和1,4-丁二醇（BDO）聚合而成，優點是穩定性（xìng）好、耐熱性較好（hǎo），機械（xiè）性能和加工性能接近PP，成（chéng）膜性好；缺點是透明度和硬度低，丁二酸供應不足限製了行業整體發展（zhǎn）。PBS可用於包裝（包括食品包裝、化妝品瓶、藥品（pǐn）瓶）、餐（cān）具、一次性醫療用品、農用（yòng）薄膜、農（nóng）藥及（jí）化肥緩釋材料、生物醫用高分子（zǐ）材料等領域。草莓污视频方法有直接酯化法、酯交換法和擴鏈法。直接酯化法是丁二酸和1，4一丁（dīng）二醇先在較低的反（fǎn）應溫度下發生酯化反應脫水形（xíng）成羥（qiǎng）基封端的低聚物，然後在高溫、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（zhǐ）或二乙（yǐ）酯，在催化劑存（cún）在下與1，4-丁二醇發生酯交換反應，經脫除（chú）甲醇或乙醇得到丁二酸二丁（dīng）二醇酯，再在高溫（wēn）高真空和催化劑的條（tiáo）件下得（dé）到PBS。擴（kuò）鏈法是利用活性基團與（yǔ）PBS的端基反應，以實現分子鏈的增長（zhǎng），該法具有便捷、高效、設備投資低等優點。但擴鏈劑通常為異氰酸酯類，毒性較大（dà），容易在產品中造成殘留，因此在（zài）食品包裝和醫用製品上的應用受到限製。近年（nián）來我國（guó）PBS生產和（hé）研究主要是圍繞催（cuī）化劑選擇（zé），以及反應條（tiáo）件的控製（zhì），采用直接（jiē）酯化-縮聚法進行。

PBSA由丁二酸、1,4-丁二（èr）醇（chún）（BDO）、己二酸（AA）共聚而成，與PBS相比有（yǒu）更好的韌性，而且降解速度更快。可以通過添加碳酸鈣和（hé）澱粉降低成本。其主要用途也基本（běn）與PBS一致（zhì）。PBS和PBSA雖（suī）開發較早，但受其自身性能及原料丁二酸資源不足限製，市場用量遠（yuǎn）不（bú）及（jí）PBAT。

PBST有較好的熱穩定性、力學性（xìng）能，還有優（yōu）良的生物（wù）降解性，能夠廣泛用在一次性日用（yòng）品、包裝材料（liào）、農用薄（báo）膜等領域。可以利用國內巨大的聚酯產能改造，但工藝技術較難，工業化程度低，目（mù）前僅儀征化纖實（shí）現了（le）萬噸級工業化生產。PBST的草莓污视频由丁二酸、對苯二甲酸（或其二（èr）甲酯）和1，4-丁二醇三種單體（tǐ）共（gòng）聚反應製得。據悉，PBST產品的利潤（rùn）較PBS高10%~20%。

PBAT是1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）和對苯二甲酸（PTA）的三元共聚物。PBAT的優點是熱穩定性好（hǎo），加工性能好。原料丁二醇（chún）、乙二酸、PTA都易得，可以利用（yòng）國內（nèi）巨大的聚酯產能獲得；缺點（diǎn）是（shì）透明度低、硬度（dù）低、模（mó）量低，阻隔性差，在土壤中的自然降解（jiě）慢。PBAT用途與PBS基本一致。草莓污视频方法有直接酯化法和酯交換法。直接酯化法（fǎ）是以PTA、AA（己二酸（suān））、BDO為原料，在催化劑條件下，直接（jiē）進行酯化、縮聚反應而製（zhì）得（dé）。優點是工藝（yì）流程短、原料（liào）利用率高、反（fǎn）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（bú）易控製、反應條件比較苛（kē）刻、反應介質酸性較強、部分BDO發生環化脫水反應生成（chéng）四（sì）氫呋喃（nán）（THF）等對產品質量有影響。酯交換法以PTA、BDO為原料，在催化劑作用下，先（xiān）進行酯化（huà）反應或酯交換反應生成對苯二甲酸丁二醇酯預聚體（BT），再與聚己（jǐ）二酸丁二醇酯（PBA）進行酯交換縮聚製（zhì）得。隨技術進步，直接酯化法缺點被逐步攻克，現已（yǐ）成（chéng）為國（guó）內新建和擬建裝置的（de）主流工藝。

2020年底，國外（wài）PBAT生產企業（yè）主要是巴斯夫和Novamont公司，總（zǒng）產能17.4萬噸/年，占到全球總產能的33.6%，我國PBAT總產能已經（jīng）超過34萬噸/年。截至2021年4月，我國共有（yǒu）48家公（gōng）司有在建或擬建的PBS係列項目，新增PBS係（xì）列產能超過500萬噸/年。

二（èr）、聚碳酸亞丙酯（PPC）

PPC是以二氧化碳（tàn）和（hé）環氧丙（bǐng）烷為（wéi）原料草莓污视频的一種完（wán）全可降解的環保塑（sù）料（liào），也是目前最（zuì）有希望的環保塑料之一。

PPC顯著特點是具有生物降解性和生物相容性，具有抗衝（chōng）擊韌性、透明性（xìng）和無毒性，具有優異的阻隔性，被廣（guǎng）泛應用在藥物緩釋劑、可吸收縫合線、一次性餐具、食（shí）品包（bāo）裝材（cái）料、薄膜製品領域，以及生產低溫肉製品保鮮膜和口香糖基料、可降解（jiě）泡沫材料、板材等。PPC的缺點是耐水性（xìng）、耐熱性和力學性能較差，因此PPC常（cháng）與其他材料進（jìn）行（háng）混合改（gǎi）性。除了與（yǔ）聚烯烴等共混以提高製品耐（nài）溶（róng）劑性、隔氧（yǎng）性外，還（hái）可以與降解材料PLA、PBAT、PBS等共混。

國內PPC產業化從20世紀90年代開始，中科院是國內PPC重要研（yán）究機構（gòu），內蒙古（gǔ）蒙（méng）西公司采用中科院長春應用化學研究所技術，2002年投產國內首套0.2萬噸/年PPC裝置。江蘇中科金龍公（gōng）司采（cǎi）用廣化所技術，2009年投產2.2萬噸/年（nián）裝置（zhì）。近期又有博大東方5萬噸/年（nián）、浙江溫嶺邦（bāng）豐10萬噸/年裝置投（tóu）產。

江蘇中（zhōng）科金龍與廣化所聯合開發了（le）二氧化碳（tàn）製備可降解TPU技術，目前擁有2.2萬（wàn）噸/年（nián）二氧化碳基多元醇，8000噸/年二氧化碳基TPU。全球隻有德國科思（sī）創和國內中科金龍生產（chǎn）二氧化（huà）碳基可降解（jiě）TPU。

PPC的發展，既解決了塑料白色汙染的問題，又有效延伸（shēn）了環氧乙烷和環氧（yǎng）丙烷產業鏈，更（gèng）重要的是利用二氧化（huà）碳直接（jiē）製備有機高分子材料，具有廣闊的發展前景（jǐng）。

三、聚乙醇酸（suān）PGA

PGA具（jù）有良好的生物降（jiàng）解性（xìng）和生物相容性（xìng），較高（gāo）的機械強度，優異的可成型性和卓越的（de）氣（qì）體隔絕性。PGA還具有簡（jiǎn）單（dān）規整的（de）線性分子結構，結晶度可達80%，熔點222℃。

傳統（tǒng）的乙醇酸生產工藝為羥基乙腈酸性（xìng）水解法，毒性大、成本高（gāo），這些因素（sù）使得PGA作為一種極具價值的（de）可降解塑料，一直未能實現大規模生產。

國內煤製乙二醇行業的大發展，使草酸（suān）二甲酯（zhǐ）（DMO）大規模生產PGA成為可行的（de）工藝路線（xiàn）。主要有兩條工藝路（lù）線：第（dì）一種是直接（jiē）縮合聚合法，乙醇酸甲酯（MG）在催化劑的作（zuò）用下，經加（jiā）熱（rè）脫醇，直接縮聚草莓污视频（chéng）PGA，但產品分子量低；第二種是開環（huán）聚合法，乙醇（chún）酸甲酯（zhǐ）（MG）水解製乙醇酸，乙醇酸製中間產品乙交酯，乙交酯開環聚草莓污视频（chéng）PGA。 開環聚合法可以生產平均（jun1）分子量較高的PGA。目前國內外主流工藝采用（yòng）開環聚（jù）合法。

PGA在市場導入期的主要應用是油氣開采（cǎi）領域的壓裂球和可溶性柱塞（sāi）等材料等領域，成長（zhǎng）期的應（yīng）用推廣應在降解塑料領（lǐng）域，發（fā）揮其阻隔性好等優勢，應用於醫學材料、油（yóu）氣開采、農林業生產、包裝材料、一次性環保用品等方麵。與PBS、PBAT、PLA等材料相比（bǐ），PGA具有成本優勢和很好的競爭力。

PGA材料結晶度高、熔點高，在高溫下又易降解，加（jiā）工應用存在技（jì）術門檻。針對PGA材（cái）料的不足，一是可以（yǐ）考慮在生產PGA時引入少量丙交酯進行聚合；二是開展下遊應用開發，開發PGA下遊製品的配方。

成本和標準問題（tí）有待解決

生物降解塑料隻（zhī）是解決白色汙染的部分解決方案，還存在環境條件下不能降（jiàng）解、玻璃化溫（wēn）度差（chà）異大、材料的力（lì）學（xué）性（xìng）能良莠不齊、共混加工困難等問題，有待降低成本，加強技術攻關和加工應用開發。

發展PBS係列（liè）產品可（kě）為PX及純苯拓展產品鏈；PBS的發展需要大量的（de）丁二酸，順酐加氫法和生物發（fā）酵（jiào）法具有很（hěn）好的前景；煤製PGA工藝的（de）發展改變煤（méi）製（zhì）乙二醇的單一路線；PGA加工必須依靠（kào）大量的助劑來輔助完成（chéng）加工過程，生（shēng）產無毒無害（hài）可分解的各（gè）類助劑是一個（gè）重要的發展機會。

要利（lì）用已有聚酯裝置（zhì）進行改造，同時配套（tào）建設相應的原料裝置，形成（chéng）完（wán）整的產業（yè）鏈一（yī）體化裝置，在未來的競（jìng）爭中處於有利地（dì）位。

要配合利用二氧化碳的CCUS（捕集、利用與封存）技術。在煤（méi）化（huà）工、煤製氫（qīng）、草莓污视频氨、火力發電裝置建設CCUS裝置，為發展PPC、PEC及PPC-TPU提供優質、低價資源。

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