簡介
生物塑膠化學塑膠製品在給人類帶來各種方便的同時，也給人們帶來難以想像的麻煩。由於有些廢棄塑膠在自然條件下不會降解，燃燒又會釋放出有害氣體，給生態環境造成了難以治理的污染。因此各國科學家開始研製可以自行分解的自毀或自溶塑膠，以解決這個問題。有人把它稱作“綠色塑膠”。美國、英國、德國、日本等國的20多家公司推出了生物自毀塑膠。美國密茨根大學生物學家提出了“種植”可分解塑膠的構想，他們用土豆和玉米為原料，植入塑膠的遺傳基因，使它們能在人工控制下生長出不含有害成分的生物塑膠。美國帝國化學工業公司利用細菌把糖和有機酸製造成可生物降解的塑膠。其方法與生產出乙醇的發酵工藝相似，所不同的只是，用的細菌是產鹼桿菌屬，能把餵食的物質轉變成一種塑膠，稱為PHBV。這種細菌積累這種塑膠是作為能量儲存，就像人類和動物積存脂肪一樣。當細菌積存的PHBV達到它們體重的80%時，就用蒸氣把這些細胞衝破，把塑膠收集起來。PHBV具有與聚丙烯相似的性質，這種材料在廢棄後，即使在潮濕的環境 下也是穩定的，但在有微生物的情況下，它將降解為二氧化碳和水。
德國哥廷根大學微生物學家通過對一種細菌的特定基因隔離，使植物的細胞內部生成聚酯，利用這類聚酯，可製成植物型生化塑膠。在這類塑膠在細菌作用下，分解成水和二氧化碳，因此這種塑膠垃圾可作為植物肥料而回歸大自然。日本工業技術研究院的科技人員用農林作物下腳料，如豆秸等製成可分解農用薄膜。另有一些科學家正在實驗在塑膠中添加澱粉類物質，這樣以澱粉為食料的細菌則吞噬之，從而使其慢慢消失掉。
生物自毀塑膠在醫療上用途頗廣。在骨折手術中，它可以充當骨骼間的承托物。隨著骨骼的癒合，它也會逐漸自行分解。醫治破碎性骨折，醫生通常使用不鏽鋼製做的螺母、螺釘、夾板和鑽孔器，把碎骨固定起來。這種方法的缺點是要做兩次手術，一次是植入這些不鏽鋼材料，一次是再把它們取出來。
荷蘭科學家發明一種塑膠，植入體內大約兩年便自行分解，變成二氧化碳和水。還有一種線狀生物自毀塑膠，可以代替傳統的醫用外科手術線縫合傷口。這種塑膠手術線，可被身體逐漸吸收，免除拆線之苦惱。此外，用生物自毀塑膠製成的藥用膠囊，在體內會慢慢溶解，並且可控制藥物進入血管的速度。
英國生物塑膠開發商NetComposites領軍開發了一項名為Combine的研究計畫，此項計畫開發了一種耐耗性強的塑膠。這種塑膠不僅堅硬、重量輕，而且環保，可以用作汽車門、船殼、嬰兒保育器以及類似的產品。普通塑膠的半衰期為數千年，此計畫研究的塑膠原料採用的是植物，其半衰期短，是一種無害的合成塑膠，也是第一次利用可再生資源製造結構材料和產品。創新的結合Combine計畫的目的是通過對自然纖維和生物塑膠的創新結合來開發一種高性能的、以生物為原料的合成物，這種合成物可以用作結構部件。現今，自然纖維只有填充成型短纖維和壓縮成型的墊子纖維兩種，但這兩種都不能提供足夠的強度和硬度來製造結構部件。自然纖維紗通常都是擰在一起的，這使得向其中注入粘性熱塑樹脂變得很困難。在這個計畫中，麻纖維和亞麻纖維要經過加工，將之紡成連續的纖維，再織成高性能的紡織物。把這些紡織物與自毀型生物塑膠如聚乳酸結合，然後通過真空袋成型和壓縮成型使之成型為各種部件。最後還要進行表面處理，加強纖維與樹脂之間的粘合。目前的材料結合和加工技術還有待於改進，同時也要考慮材料將來的環境退化、混合性和可回收性等因素。
國內外研究情況
研究工作俄羅斯——隨著人們環保意識的增強，激發起對生物塑膠需求的增長。生物塑膠製造不用石油產品，使用後自我分解，聚乳酸是製造生物包裝材料的原料。生物塑膠價格比用石油產品製成的普通聚合物貴1－3倍，用生物塑膠包裝能有效抑制氧氣、水蒸氣、紫外線滲入，具有耐熱性。雖然生物塑膠產品成本高，但生物包裝塑膠需求仍然急劇增長。
德國——Biop生產商計畫在布蘭登堡建設歐洲第一座工廠，用土豆澱粉生產生物塑膠，年生產能力約3．5萬噸，美國Natureworks公司年產15萬多噸玉米塑膠。
比利時——很多商店使用生物塑膠包裝水果、蔬菜和糕點。
法國——2010年法國將允許超市只使用可分解材料紙袋。
美國——生物降解塑膠進入美國主流市場；儘管生物降解塑膠的成本仍舊比傳統塑膠高出10%甚至更多，但生產企業卻發現需求正在增長，這主要是因為消費者環保意識的增強以及環保法規的修訂。此外，生物降解塑膠製品的強度不斷提高，為那些深知傳統塑膠危害的環衛工人和寵物主人帶來了福音。
中國—— 天津國韻生物材料有限公司在天津經濟技術開發區建設全球最大的聚羥基烷酯類(PHA)聚合物生產基地。PHA是一種新的可再生聚合物，套用範圍極廣，包括汽車，生物醫藥和電子產品，纖維，薄膜和泡沫。
發展前景
製作的手機外殼生物塑膠，給孩子更健康的玩具
全球生物塑膠市場將快速增長：由Helmut Kaiser顧問公司完成的一個有關生物塑膠市場的報告指出，全球生物塑膠市場將快速增長，預計年均增速可達8%-10%，將由2007年的10億美元增加到2020年時的100億美元。在汽車和電子行業的新套用將推動生物塑膠需求的增長，雖然包裝仍將占主導市場地位，預計它的份額將由2007年的65%下降2025年的40%。到2025年，亞洲將是生物塑膠市場市場的領導者，約占32%的市場份額，其次是歐洲占到31%，美國占28%。亞洲將占據市場領先地位主要是基於轉基因植物將得到快速發展。2007年，生物塑膠約占塑膠市場的10%-15%，預計到2020年將達到25%-30%。主要將得益於生物塑膠技術性能的改進，技術創新將拓展在汽車，醫療和電子行業的套用。 生物塑膠不僅對環境友好，其對肌體的適應性也非常好，可望用於生產可被肌體吸收的術後縫合線等醫用產品。
日本政府為推進生物塑膠等可再生資源的使用出台了《生物技術戰略大綱》和《生物質日本綜合戰略》，其中提到，擴大生物塑膠的使用是一項重要課題。《生物技術戰略大綱》設定的政策目標是，到2010年，20％的塑膠要用可再生資源製造。
取代傳統塑膠成為趨勢
英國諮詢公司Intertech Pira日前做了一個全球生物塑膠的市場調查，發表了一篇題為“生物降解包裝的未來全球市場”的研究報告。報告認為，從上世紀90年代中期到今天，生物可降解材料的生產能力得到大幅度的提升。在2006年，全球的生產能力已達到36萬噸，而1995年只有2萬噸。該報告指出，2008年全球生產能力將達到60萬噸。其中澱粉和聚乳酸PLA占有大約85％的量，15％為其他生物可降解材料。
日本某品牌研發的新型生物塑膠，通過先進的加工技術生產出適用於製造保險槓及中央操控面板的、具有優異的耐熱性、耐磨性及高強度的聚丙烯材料，可廣泛套用於汽車塑膠件製造，並爭取2013年前實現在車輛上的產業化。
機殼由50％的可再生材料製成的新型手機。
這種迅速的產量增長，實際上已經使得生物基塑膠或多或少地走入我們尋常百姓的生活，或許您在不知不覺中已經成為了它的用戶。某些一次性的環保餐具，電腦、手機、MP3等電子產品的部分零部件及包裝，汽車的部分零配件等都已經用上了生物塑膠。日前在長沙舉行的第二屆中國生物產業大會上，清華大學生物系陳國強教授告訴記者，“現在國外成立了許多規模不等的生物可降解材料公司，許多跨國公司也進入了這個領域，大量的終端產品套用廠商如汽車製造商、輪胎製造商等都進入了這個領域。”據分析預測，到2011年全球汽車和電子領域套用生物塑膠的比例將從現在的12％上升至40％。
除了替代傳統石油塑膠以外，生物塑膠的套用領域還有所超越。十分典型的例子是近年來生物塑膠在醫用材料的套用中大放異彩。比如，在對人體進行內臟器官外科手術時，若採用生物材料的手術縫合線縫合傷口，則傷口痊癒後這種縫合線因為其生物性，可以被人體吸收，這樣就免去了病人術後還要拆線的二次痛苦。同樣道理用於處理骨折的骨釘、骨頭夾板等也都開始採用生物材料製作，甚至人造器官也需要生物材料作為框架載體去把人造器官和人體真正聯繫在一起。
優勢
一、生物塑膠可以使用於生產塑膠的石油消耗減少；
二、生物降解型塑膠可以推動美國進展緩慢的塑膠回收。據美國環境保（theU.S.EnvironmentalProtectionAgency）的資料顯示，2005年美國僅有約6%的塑膠得以回收。
三、生物塑膠不含聚氯乙烯、鄰苯二甲酸酯等有毒物質。這些毒素對健康的影響已受到廣泛關注，部分國家地區已經法令禁止在玩具和嬰兒用品中添加鄰苯二甲酸酯。
面臨的問題及挑戰
生物塑膠一、價格問題。生物塑膠現階段比普通塑膠價格要高兩三倍，阻礙了這類材料的迅速普及。一些日本企業在其產品中使用生物塑膠，主要是為了樹立企業的環保形象。不過，一旦生物塑膠進入批量生產階段，成本可大大下降。
二、生物塑膠和生物燃料一樣可能會與人爭糧。生物燃料來源於玉米、小麥等糧食作物，會帶動世界糧食價格上漲。以玉米等為原料的生物塑膠也可能導致同樣的問題。 目前，日本、美國等國的科學家已著手用廢木材、野草等製造生物塑膠。
三、生物塑膠供應仍較有限。產品價格在一定程度上仍受石油價格的推動。
四、生物塑膠的壽終管理問題。其重心是PLA瓶對再生流的污染問題。儘管當前的PLA水平還未構成嚴重的污染威脅，但大量的PLA瓶將有害於PET瓶的再生經濟。
五、缺乏統一的生物塑膠貼標方法。
六、生物塑膠的消費者意識日益增加，但多數消費者不懂得如何辨別這些材料—如生物材料與生物可降解材料，或是可再生材料與再生含量—和如何權衡不同的屬性。因此加強對消費者的宣傳很重要，比如準確地闡釋相關術語的定義。 此外消費者對生物降解材料的最佳處置路線也了解甚少。生物塑膠行業需加強行銷，以打消某些消費者的不信任同樣也是十分重要的。
七、全球變暖問題。生物塑膠可以不同程度的進行生物降解，它為世界指明了一條不再依靠石油生產塑膠的道路。但生產商的“綠色論點”十分複雜，環保主義者也對其持保留看法。生產生物塑膠會產生二氧化碳，導致全球變暖。
八、對轉基因材料安全性的疑慮。生物塑膠所採用的原材料是農作物——玉米、柳枝稷、甘蔗，甚至是甘薯——這些都需要土地和水源才能種植。為促進發酵，生產商採用的往往是轉基因生物，而回收利用這種塑膠也存在一些缺陷。
常見的生物塑膠
大到電視機的支架、電腦框體，小到小擺件、廚房垃圾袋等，生物塑膠的身影隨處可覓。
自毀型生物塑膠
化學塑膠製品在給人類帶來各種方便的同時，也給人們帶來難以想像的麻煩。由於有些廢棄塑膠在自然條件下不會降解，燃燒又會釋放出有害氣體，給生態環境造成了難以治理的污染。因此，各國科學家開始研製可以自行分解的自毀或自溶塑膠，以解決這個問題。有人把它稱作"綠色塑膠"。許多國家的公司都推出自己的生物自毀塑膠。美國密茨根大學生物學家最早提出了"種植"可分解塑膠的構想，他們用土豆和玉米為原料，植入塑膠的遺傳基因，使它們能在人工控制下生長出不含有害成分的生物塑膠。美國帝國化學工林公司利用細菌把糖和有機酸製造成可生物降解的塑膠。其方法與生產出乙醇的發酵工藝相似，所不同的只是，用的細菌是產鹼桿菌屬，能把餵食的物質轉變成一種塑膠，稱為PHBV。細菌積累這種塑膠是作為能量儲存，就像人類和動物積存脂肪一樣。當細菌積存的PHBV達到它們體重的80％時，就用蒸汽把這些細胞衝破，把塑膠收集起來。PHBV具有與聚丙烯相似的性質，這種材料在廢棄後，即使在潮濕的環境下也是穩定的，但在有微生物的情況下，它將降解為二氧化碳和水。
德國哥廷根大學微生物學家通過對一種細菌的特定基因隔離，使植物的細胞內部生成聚酯，利用這類聚酯，可製成植物型生化塑膠。這類塑膠在細菌作用下，分解成水和二氧化碳，因此這種塑膠垃圾可作為植物肥料而回歸大自然。日本工業技術研究院的科技人員用農林作物下腳料，如豆秸等製成可分解農用薄膜。另有一些科學家正在實驗在塑膠中添加澱粉類物質，這樣以澱粉為食料的細菌則吞噬之，從而使其慢慢消失掉。
生物自毀塑膠在醫療上用途頗廣。在骨折手術中，它可以充當骨骼間的承托物。隨著骨骼的癒合，它也會逐漸自行分解。醫治破碎性骨折，醫生通常使用不鏽鋼製作的螺母、螺釘。夾板和鑽孔器，把碎骨固定起來。這種方法的缺點是要做兩次手術，一次是植入這些不鏽鋼材料，一次是再把它們取出來。荷蘭科學家發明一種塑膠，植入體內大約兩年便自行分解，變成二氧化碳和水。還有一種線狀生物自毀塑膠，可以代替傳統的醫用外科手術線縫合傷口。這種塑膠手術線，可被身體逐漸吸收，免除拆線之苦惱。此外，用生物自毀塑膠製成的藥用膠囊，在體內會慢慢溶解，並且可控制藥物進入血管的速度。
強耐耗性生物塑膠
英國生物塑膠開發商NetComposites領軍開發了一項名為Combine的研究計畫，此項計畫開發了一種耐耗性強的塑膠。這種塑膠不僅堅硬、重量輕，而且環保，可以用作汽車門、船殼、嬰兒保育器以及類似的產品。普通塑膠的半衰期為數千年，此計畫研究的塑膠原料採用的是植物，其半衰期短，是一種無害的合成塑膠，也是第一次利用可再生資源製造結構材料和產品。創新的結合Combine計畫的目的是通過對自然纖維和生物塑膠的創新結合來開發一種高性能的、以生物為原料的合成物，這種合成物可以用作結構部件。現今，自然纖維只有填充成型短纖維和壓縮成型的墊子纖維兩種，但這兩種都不能提供足夠的強度和硬度來製造結構部件。自然纖維紗通常都是擰在一起的，這使得向其中注入粘性熱塑樹脂變得很困難。在這個計畫中，麻纖維和亞麻纖維要經過加工，將之紡成連續的纖維，再織成高性能的紡織物。把這些紡織物與自毀型生物塑膠如聚乳酸結合，然後通過真空袋成型和壓縮成型使之成型為各種部件。最後還要進行表面處理，加強纖維與樹脂之間的粘合。目前的材料結合和加工技術還有待於改進，同時也要考慮材料將來的環境退化、混合性和可回收性等因素。
可耐高溫生物塑膠
上海石化研製的一種新型生物塑膠。其耐熱性大大提高，熱變形溫度超過100℃，可廣泛用於一次性餐飲用具、一次性醫療用品等一次性器具，電子器件等產品的包裝，以及農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料等農用領域。
這種由上海石化和中國石化北京化工研究院合作研發的可生物降解聚酯，採用了中國石化獨創的生產工藝和催化劑。經國家塑膠製品質量監督檢驗中心測試，經過94天其降解率即達到62.1%%，符合國家標準對生物可降解塑膠的定義。該生物塑膠可按一定比例與澱粉等生物原料共混、製成各種用品。這些用品廢棄之後，便成為土壤中微生物的“食物”，從而實現無害化分解。
