塑料对人类的重要性是不可否认的。 塑料由于其重量轻、易于加工、成本低和许多其他特性，被用来生产许多为人类生活服务的物品。
然而，塑料也是一把双刃剑，大家肯定在媒体上听到过有关塑料的负面信息。人们开始减少使用塑料并寻找更环保的替代品。其中之一是生物塑料——近年来爆炸式增长的名字。
在这篇文章中，我们不会再提到生物塑料的优点或缺点，而我们将去更深入地了解这种类材料的有趣事实和概念。
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1. 并非所有生物塑料都可生物降解
首先，我们需要区分生物塑料和生物降解塑料的概念。我们都知道，传统塑料是由石油制成的，而生物塑料则是由生物来源的聚合物完全（或部分）制成的。
“生物塑料”将包括3种情况：
- 生物基塑料：由生物材料的完全（或部分）制成的塑料。例如，我们每天使用的许多塑料瓶都是由 PET 塑料制成的。这种塑料是由化石燃料和一些植物（如甘蔗或玉米淀粉）合成的。这显然是生物塑料，但不会生物降解。
- 生物塑料：塑料可以在一定时间内被微生物完全生物降解。
- 生物降解塑料：这是一种源自植物材料的塑料，具有在一定时间内生物降解的能力。
因此，你要知道并非所有生物塑料都可生物降解，反之亦然。 当选择生产成品材料时，你要确保供应商为您提供适合预期用途的正确类型塑料。
2. 降解塑料类型
2.1. OXO可生物降解塑料
首先，我们需要区分分解和生物降解的概念。传统化石来源的塑料在释放到环境中时只能分解成更小的碎片，称为微塑料。而OXO 塑料的活动原理是瓦解，而不是分解。
OXO 是一种源自化石材料（例如 PE、PP...）的塑料，与金属添加剂（OXO 添加剂）混合，导致结构变得容易破裂和瓦解。此外，为了产品推广营销，制造商还将化石来源的塑料（约70%）与生物材料（淀粉、树皮……）混合以宣传是生物塑料产品。然而，实际上这些产品是OXO塑料，它们只能分解成微塑料，而不能完全瓦解。
尽管微塑料只是小块，但微塑料的分子量仍然太高而无法生物降解，因此它们会持续存在于环境中并造成负面影响。
2.2. Photo-biodegradable bioplastic光-生物降解塑料
Photo-degradable bioplastic 光-生物降解塑料，顾名思义就是一种在阳光照射下可以生物降解的塑料。光-生物降解塑料的成分包括化石来源的塑料，如PP、PE、PET等等以及一些用作为催化剂的添加剂。
光-生物降解塑料的分解过程包括两个步骤：
- 暴露在阳光下会分解成微塑料。
- 催化剂的作用是降低聚合物链的强度，从而形成生物降解过程。 根据所需的生物降解率，制造商将为光生物降解塑料添加不同的催化剂比例。
2.3. Hydro-biodegradable bioplastic水合式生物降解塑料
Hydro-biodegradable bioplastic水合式生物降解塑料是一种在接触水和二氧化碳时会生物降解的塑料。水合式生物降解塑料的降解时间通常比OXO-生物降解塑料短。
水合式生物降解塑料的成分包括石油基塑料、生物材料或两者的混合物。
3. 制造生物降解塑料的常用原料
制造生物降解塑料的常用原料包括：
- PBAT (polybutylene adipate terephthalate聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)
- PBST (polybutylene succinate terephthalate聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯)
- PLA (Polylactic acid聚乳酸)
- PBS (Polybutylene succinate聚丁二酸丁二醇酯)
- PCL (Polycaprolactone聚己内酯)
- PHA (Polyhyroxyalkanoate聚羟基链烷酸酯)
- TPS (Thermoplastic Starch热塑性淀粉)
其中，PLA和PBAT是最受欢迎的两种材料。 我们将去了解这两个组件。
3.1. PLA
PLA或聚丙交酯（也称为聚乳酸、乳酸聚合物）是一种基于乳酸可生物降解的热塑性塑料。 乳酸单体可以由 100% 可再生资源生产，例如玉米和甜菜。
聚丙交酯凭借其优异特性，已能够取代传统的石油基热塑性塑料。
它是当今最有前途的生物塑料之一，在医疗、包装、汽车等行业有大量应用。
与其他生物聚合物相比，PLA 具有多种优势，例如：
- 环保——它是可再生的、可生物降解的、可回收的和可作为有机肥的。
- 生物相容性 – 无毒
- 处理特性——比聚羟基链烷酸酯（PHA）、聚乙二醇（PEG）和聚（γ-己内酯）（PCL）具有更好的热处理特性
一般来说，聚丙交酯分解成无毒产品。 它可以生物降解并具有生物相容性，从而有助于减少塑料废物。
大多数L-PLA 商业产品都是半结晶聚合物，熔点约为 180°C，玻璃化转变温度在 55 – 60°C 范围内，因为 PLA具有一些结晶含量有利于成品质量。
- PLA是一种高强度、高模量以及外观优美的热塑性塑料。
- 它具有高硬度和强度，可以与室温下的聚苯乙烯（PS）相当
- 与其他塑料相比，它在生产过程中所需的能源更少，而且热处理效果更好
然而，它还有一些缺点：
- 玻璃化转变温度低（Tg~55°C）
- 与 ABS 等其他热塑性塑料相比，它的柔韧性差、冲击强度低且脆性有限
- 它具有慢速结晶以及处理结果主要为非晶态产品
- 与 PET（芳香族聚酯）相比，PLA 更容易发生化学和生物水解
- 热稳定性差以及阻气性能差
- 灵活性低，模具周期长
- 它是相对疏水的
- 它的分解速度很慢
3.2. PBAT
PBAT（聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯的缩写）是一种可生物降解的无规共聚物，具体是己二酸、1,4-丁二醇和对苯二甲酸（来自对苯二甲酸二甲酯）的共聚物。PBAT 由许多不同的制造商生产，其品牌名称可能有 ecoflex®、Wango、Ecoworld、Eastar Bio 和 Origo-Bi。 它也被称为聚（己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯），有时也被称为聚丁酸酯-己二酸酯-对苯二甲酸酯（用词不当），甚至简称为“聚丁酸酯”。
PBAT 由于其无规结构而被归类为无规共聚物。这也意味着它不能结晶到任何显着程度因为它缺乏任何结构顺序。
这导致一些物理特性如下：
- 熔点宽
- 弹性模量和硬度低
- 灵活性和柔韧性高。
这种聚合物的灵活性和柔韧性使其非常适合与另一种可生物降解、耐用且坚韧的聚合物混合来生产塑料瓶。
4. BiONext 生物降解塑料 - 优化成本和提高成品效率的解决方案
BiONext是EurPlas的生物降解塑料产品，源自环保材料，如玉米淀粉、土豆、木薯等等。这是越南原料来源丰富，可以根据季节周期进行再生。
由 BiONext 制成的产品将可生物降解或通过堆肥过程快速生物降解。 分解过程的结果将产生水、二氧化碳和腐殖质残留物。 目前，BiONext开发了3条主线，针对三个领域：
- BiONext 400和500是生物吹膜和软包装的原材料，具有足够的韧性和生物降解性。
- BiONext 152 针对注塑产品领域，生产可生物降解的杯子、勺子、叉子或牙科牙签。
- BiOEXT125 专为挤压行业生产可生物降解吸管而设计。
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