生物降解塑料降解原理

通过光或微生物将塑料大分子链切断变成 小分子，最终变成水和二氧化碳消失于自然界， 这一过程称之塑料降解过程。

其中淀粉基塑料是目前国内外较为普遍的生物降解塑料，以淀粉向微生物生存和繁殖提供养分，同时微生物以淀粉颗粒点为突破口使塑料制品力学性能下降造成制品崩裂，达到降解的目的。

生物降解塑料降解过程

首先生物降解塑料被扔到大自然中，经过一定条件（土壤、沙土、堆肥、厌氧、水性培养液等），自然分解为小块，实质就是高分子断裂的过程，再经过外界条件的摧残，分解为大分子，再分解为小分子，被微生物吸收后，释放二氧化碳和水，同时植物通过光合作用，释放出氧气。

生物降解塑料降解周期

由于在自然界的土壤里，温度、水分、微生物等条件不可控，相比可堆肥化过程中条件受控的情况，其条件相对不可控。

目前从生物降解地膜应用及其实验室和野外降解实验结果看，多数的生物降解塑料在野外土壤条件下是可以生物降解的，像PBAT、PHA、PCL、PBS等在正常气候条件下5个月埋土情况下可以完全降解，且对植物不会造成影响；像PLA材料降解相对较慢，时间较长，但其和PBAT等材料共混后，从实验结果看，也能在半年左右内被完全降解。

生物降解标准

1.生物降解测试，材料能被微生物分解并转化为二氧化碳；

2.崩解测试，材料能在堆肥过程中崩解，不存在“白色污染”；

3.生物相容性测试，堆肥残留物不能对生物生长过程产生负面影响；

4.重金属含量测试，不能含有重金属，对堆肥残留物产生影响。

生物降解塑料的分类及优缺点介绍

生物降解塑料目前主要分为四大类，分别为PBS、PLA、PBAT、PHA。那么这四类生物降解塑料各自有什么优缺点呢？

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）

是由于丁二酸和1,4-丁二醇经缩合聚合而成，原料来源为石油或生物资源发酵。PBS易被自然界的多种微生物或酶最终分解为二氧化碳和水，由于中国丁二酸原料有限，PBS的衍生物PBAT和PBSA顺应而生，其与PBS的性能基本相似，但加工性能不及PBS。

优缺点：具有良好的生物相容性和生物可吸收性，良好的耐热性能。

用途：PBS可以用包装薄膜、餐具、发泡包材、日用品瓶、药品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域。

聚乳酸（PLA）

聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料。目前美、法、日等国家已开发利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。生产工艺为首先把玉米磨成粉，分离出淀粉，再从淀粉中提取出原始的葡萄糖，最后用类似啤酒的发酵工艺将葡萄糖转化成乳酸，再把提取出来的乳酸制成最终的聚合物—聚乳酸。

优缺点：PLA具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力学性能和易加工性。缺点是降解条件相对苛刻，但由于PLA在生物降解塑料中具有相对较低的成本，PLA 的消费量居于前列。

PLA降解过程：首先是纯化学水解成乳酸单体；乳酸单体在微生物的作用下降解成二氧化碳和水。聚乳酸制成的食品杯只需60天就可以完全降解，真正达到生态和经济双重效应。

用途：广泛用于包装、纺织行业、农用地膜和生物医用高分子等行业。

聚酯类（PBAT）

PBAT属于热塑性可降解塑料，一般以脂肪族酸、丁二醇为原料，经石化途径或生物发酵途径生产。由于PBAT的成膜性能良好，易于吹膜，广泛用于一次性包装膜及农膜领域。此外，PBAT还具有优良的生物降解性，是可降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。

优缺点：PBAT具有较好的延展性、断裂伸长率和冲击性能。但是致命弱点之一就是耐热性差。

用途：可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。

聚羟基烷酸酯（PHA）

聚羟基脂肪酸酯是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯，其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。

PHA降解过程：使用完后PHA可以在生物体内完全降解成β-羥基丁酸、二氧化碳和水。

优缺点：PHAs类可降解塑料热变形温度高、具有良好的生物相容性，但加工温度范围窄、热稳定性差、脆性大、生产质量不稳定。

用途：可用于一次性用品、医疗器械手术服、包装袋和堆肥袋、医用缝线、修复装置、绷带、骨科针、防黏连膜及支架等领域。