可生物降解塑料的种类及其制造方法
彭达胡乱
传统塑料已成为日常生活中不可或缺的资源，广泛应用于食品包装、消费品等领域。然而，其对环境的负面影响促使人们寻求更环保的替代品，其中之一便是可生物降解塑料。可生物降解塑料是一种能够被微生物分解成对环境无害化合物的塑料。本文将介绍各种类型的可生物降解塑料及其制造工艺。
可生物降解塑料的种类
1. 聚乳酸（PLA）
PLA是一种由玉米或甘蔗等可再生资源制成的可生物降解塑料。PLA常用于制造瓶子、食品包装，甚至可用作3D打印的耗材。PLA在工业堆肥环境中可在1-6个月内分解。
2. 聚羟基脂肪酸酯（PHA）
聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种天然聚酯，由微生物通过糖类或脂质发酵产生。PHA用途广泛，包括塑料袋、包装的生产，甚至在一些医疗领域也有应用。PHA完全可生物降解，能够在海洋和土壤环境中分解。
3. 淀粉基塑料
淀粉基塑料是由天然淀粉（通常来自玉米、土豆或小麦）与合成塑料或其他可生物降解塑料混合而成。淀粉基塑料可用于制造购物袋、食品包装以及各种农业用途。
4. 聚乙醇酸（PGA）
PGA是一种可生物降解塑料，常用于医疗领域，例如可生物降解的外科缝合线。PGA具有优异的生物降解性能，在潮湿环境中放置数月即可完全分解。
5. 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）
PBS是一种可生物降解的聚酯，其机械性能和热性能与传统塑料（例如聚乙烯）相似。PBS常用于包装、一次性餐具和农业领域。PBS可在土壤和水中分解。
6. 纤维素基塑料
纤维素塑料由纤维素制成，纤维素是植物细胞壁的主要成分。这类塑料常用于制造塑料薄膜、涂料和各种包装产品。纤维素可在数月至数年内自然分解，具体时间取决于环境条件。
如何制造可生物降解塑料
生物降解塑料的生产工艺因塑料种类而异。以下是一些常用的生物降解塑料生产方法：
聚乳酸 (PLA)
1. 糖的提取
这个过程始于从玉米或甘蔗等植物中提取糖分。然后，这些糖分经细菌发酵产生乳酸。
2. 聚合反应
生成的乳酸随后经过聚合过程形成聚乳酸，聚乳酸是PLA的聚合物形式。
3. 最终产品形成
液态PLA被倒入模具或挤出成型，形成塑料片材、瓶子或3D打印用线材等最终产品。
聚羟基链烷酸酯 (PHA)
1. 发酵
细菌等微生物在富含碳源（例如糖类或脂质）的发酵培养基中生长。这些微生物产生PHA作为能量储备，PHA以包涵体的形式存在于细胞内。
2. 提取和纯化
接下来，从微生物中提取PHA，并进行纯化以去除非PHA成分。
3. 最终产品形成
然后根据工业需求对这种 PHA 混合物进行进一步加工，例如制成塑料袋或包装材料。
淀粉基塑料
1. 淀粉提取
淀粉是从玉米、土豆或小麦等天然来源中提取的。
2. 与其他塑料混合
提取出的淀粉随后与其他可生物降解的塑料或粘合剂混合，从而制成可用于各种用途的复合材料。
3. 最终产品形成
然后通过模压或挤出工艺将这种复合材料制成最终产品，例如购物袋或食品包装纸。
聚乙醇酸 (PGA)
1. 乙交酯聚合
PGA是通过乙醇酸二酯的聚合反应制成的。
2. 纯化
聚合后，PGA 进行结晶和纯化，以去除聚合过程中残留的试剂和残留物。
3. 最终产品形成
然后，可以将即用型 PGA 制成最终产品，例如可生物降解的外科缝合线或其他医疗植入材料。
聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)
1. 聚合反应
PBS是由琥珀酸和丁二醇通过常规聚合工艺共聚制成的。
2. 纯化
聚合反应后，对PBS进行纯化以去除残留单体和催化剂。
3. 最终产品形成
纯化的 PBS 可以挤出或模塑，用于生产一次性餐具或塑料薄膜等最终产品。
纤维素基塑料
1. 纤维素提取
纤维素是从木材或棉花等天然来源中提取的。
2. 化学改性
提取出的纤维素随后通过酯化或醚化等化学过程进行改性，以改善其作为塑料的性能。
3. 最终产品形成
改性纤维素最终通过模塑或挤出工艺用于最终产品的制造。
结论
与传统塑料相比，可生物降解塑料是一种更环保的解决方案，其种类繁多，生产方法各异，可满足不同的应用需求。通过了解可生物降解塑料的类型及其生产方法，我们有望更明智地选择和使用塑料制品，从而保护环境。
Referensi
– Leja, K., & Lewandowicz, G. (2010). 聚合物生物降解和可生物降解聚合物——综述。波兰环境研究杂志，19(2)，255-266。
– Shah, A. A., Hassan, F., Hameed, A., & Ahmed, S. (2008). 塑料的生物降解：综合综述。生物技术进展，26(3)，246-265。
