国产精品免费福利材（cái）料工業經過近兩百年的發展，分子設計強調的是高使用性能，沒有（yǒu）考慮自然界中的循環（huán）問題。強大的共（gòng）價鍵組合（hé）及較高的材料結晶度，導致光、氧及自然界中的（de）微生物和酶不易（yì）對廢（fèi）棄物（wù）進行自然分解。至今全球共生產超（chāo）過95億噸塑料，隻有9%被（bèi）回收、12%被焚（fén）燒，其（qí）餘79%散落在環境中。按目前的管理模式，到2050年全球將產生120億噸廢塑料，需（xū）要數百年才能降解。

解決白色汙染問題，需（xū）要使高分子材料產業進入循環經濟模式，包括“生物循環”和“技術循環（huán）”兩種（zhǒng）模式。“生物循環”是指高分子材料在使用後，在（zài）生物（wù）酶和其他因素的作用下完全降解為二氧化碳或（和）甲烷、水及其所含元素（sù）的礦化無（wú）機鹽，以及新的生物質（zhì）。

生物降解塑料（liào）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（rèn）知與爭論。上世紀90年代以來，可降解（jiě）塑料主要是指聚烯烴等材料中添加澱粉的品種，被冠上了“降解塑料”或“光/氧降解塑料”的名（míng）稱。歐盟於（yú）2019年明確禁用，我國則在2021年2月明確出台生物降解材（cái）料不能含有聚（jù）烯烴等（děng）傳統材料的規定。

2017年7月，我國發布（bù）《關於印發（fā）禁止洋垃圾入境推進固體廢物進口管理製度改革實施方案的通（tōng）知》，正式關閉了歐美國（guó）家每年將7000多（duō）萬噸（dūn）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（huán）經濟中的塑料戰略》。到2019年（nián）底，全球共有87個國家和地區采取了不同（tóng）措施禁塑、限塑。

我國政府從1999年開始（shǐ）陸續出台一係列國家層（céng）麵的禁限塑政策，在生物基（jī）、化石基（jī）可降解聚合物的研究方麵開（kāi）展了多年的工作，開發了PHBV、PLA、PBS係列（liè）等（děng）生物降（jiàng）解產品。2020年11月，我國公布《降解塑料的（de）定義、分類、 標誌和降解性能要求GB/T 20197-202X（征求意見稿）》。該項標準將全部替代原國標的GB/T 20197-2006版（bǎn）。對於降解塑料的定（dìng）義由過去的“澱粉添加型降解塑料”類（lèi）嚴格（gé）限製在“必須完全降解變成（chéng）二氧化碳或/和甲烷、水及其所含元素的礦化無機鹽以及新（xīn）的生物質”，生物降解率必須大於90%。

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

生物降解塑（sù）料（liào）的共性（xìng）是（shì）：在分子設計時主鏈（liàn）引入酯鍵。酯鍵是不穩定的化學鍵之（zhī）一，在生物酶和水作（zuò）用（yòng）下，發生化學（xué）鍵斷裂（liè），逐（zhú）步成為水和二氧化碳。然而，不是所有帶有（yǒu）酯鍵的聚合物都能完全快速降解，主（zhǔ）鏈帶有苯環的聚合（hé）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（xiāng）族共聚酯苯環的含量高（gāo）於50%時，材料（liào）不易發生降解。PBAT能否完全降解、是否仍形成微塑料，目前還存在爭論。

2020年全球生物降解塑料市場規模145萬（wàn）噸，其中亞太81萬噸，北美15萬噸，歐洲41萬噸。產品以PBS、PLA、澱粉基材料和PBAT為主，PHA等其他材料占（zhàn）比較低（見圖2）。

在各國政府禁、限塑令實施下，生物降解塑料需求飛速（sù）增長（zhǎng）。預計到2025年需求390萬噸，其中亞太274萬噸，北美25萬噸，歐洲79萬噸（dūn），年均複合增長率為21.9%。品種結（jié）構也將發生很大（dà）改變，北美和歐洲的生物降解（jiě）塑料以PBS、PLA為主，亞太以PBAT、PBS、PLA為主。

2020年（nián）我國生物降解塑（sù）料的消（xiāo）費量約（yuē）55萬噸。預計2025年我國生物降解塑（sù）料市場規（guī）模可到238萬噸（見表2）。

生物降解塑料主要類型（xíng）

一、PBS係列產品

該係列產品是二酸類和二醇類產品（pǐn）進行縮聚反（fǎn）應得到的生物降解塑料產品係（xì）列，包括PBS、PBSA、PBST、PBAT。

PBS由丁二酸和1,4-丁二醇（BDO）聚合而成，優點是穩定性好（hǎo）、耐熱性較好，機械性（xìng）能和加工性能接近PP，成膜性好；缺點是透明度和（hé）硬度低，丁二酸（suān）供應不足限製了行（háng）業整體發展。PBS可用於包裝（包括食品包（bāo）裝、化妝品瓶、藥（yào）品瓶）、餐具、一（yī）次性（xìng）醫療用品、農用薄膜（mó）、農藥及化肥緩釋材料、生物醫（yī）用高分（fèn）子材料等領域。国产精品免费福利方法有直接酯化法、酯（zhǐ）交換法和擴鏈法。直接酯化法是（shì）丁二酸和1，4一丁二醇先在較低的反應溫（wēn）度下發生酯（zhǐ）化反應脫水形（xíng）成羥基封端的低聚物，然後在高溫、高（gāo）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或二乙酯（zhǐ），在催化劑存在下與1，4-丁二（èr）醇（chún）發（fā）生酯交（jiāo）換反應，經脫除甲醇或乙（yǐ）醇得到丁二酸二丁（dīng）二醇酯，再（zài）在高溫高真空和催化劑的條件下得到PBS。擴鏈法是（shì）利用活性基團（tuán）與PBS的端基反（fǎn）應，以實（shí）現分子鏈的增長，該法具有便捷、高效、設備投資低等優點。但擴鏈劑通（tōng）常為異氰酸酯類，毒性較大，容（róng）易在產品中造成殘（cán）留，因此在食（shí）品包（bāo）裝和醫用（yòng）製品上的應用受到限製。近（jìn）年來我國PBS生產和研究主要是圍繞催化（huà）劑選擇，以及反應條件的控（kòng）製，采用直接酯化-縮聚法進行。

PBSA由丁二（èr）酸、1,4-丁二（èr）醇（BDO）、己（jǐ）二酸（AA）共聚而成，與PBS相（xiàng）比有更好（hǎo）的韌性，而且降解速度更快。可以（yǐ）通過（guò）添加碳酸鈣和澱粉降低成本（běn）。其主要用途也基本與PBS一致。PBS和PBSA雖開（kāi）發較早，但受其自身性能及原料丁二酸資源（yuán）不足限製（zhì），市場用量遠不及PBAT。

PBST有較好的熱穩定性、力學（xué）性能，還有優良的生物降解（jiě）性，能夠廣泛用在一次性日用品、包裝（zhuāng）材料、農用薄膜等領域。可以利用國（guó）內巨大的（de）聚酯產能改造，但工（gōng）藝技術（shù）較難，工業化程度低，目前僅儀征化纖（xiān）實現了（le）萬噸級工業化生（shēng）產。PBST的国产精品免费福利由丁二酸、對（duì）苯二甲酸（或其二甲酯）和1，4-丁二（èr）醇（chún）三種單體共（gòng）聚（jù）反應製得。據悉（xī），PBST產品的利潤較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（jù）物。PBAT的優點是熱穩定性好，加工性能好。原料丁二醇、乙二酸、PTA都易得，可（kě）以利用國內巨大的聚酯產能獲得；缺點是透明度（dù）低、硬度（dù）低、模量低（dī），阻隔性差，在土壤中的（de）自（zì）然降解慢。PBAT用途與PBS基本一致。国产精品免费福利方法有（yǒu）直接酯化法和酯交換法。直接酯化法是以PTA、AA（己（jǐ）二（èr）酸）、BDO為（wéi）原料，在催化劑條件（jiàn）下，直接進行（háng）酯化、縮聚反應而製得。優點是工（gōng）藝流程短、原料利用率高、反應時間短、生（shēng）產效率高；缺點是反應體係物質較複雜、相對分子（zǐ）質量分布寬且不易控製、反應條（tiáo）件比較（jiào）苛刻、反應介質酸性較強、部（bù）分BDO發生環化（huà）脫水反應（yīng）生成四氫呋喃（THF）等對產品質量有影（yǐng）響。酯交換法以PTA、BDO為原料（liào），在催化劑作用（yòng）下，先進行酯化反應或酯交換反（fǎn）應生成對苯二甲酸丁二醇酯預聚體（BT），再與聚己二（èr）酸丁（dīng）二醇酯（PBA）進行酯交換縮聚（jù）製得。隨技術進步，直接酯化法缺點被逐步攻克（kè），現已（yǐ）成為國內新建和擬建裝置的主（zhǔ）流工（gōng）藝。

2020年底，國（guó）外PBAT生產企業主要（yào）是巴斯夫和Novamont公（gōng）司，總產能17.4萬（wàn）噸/年，占到全球總產能的33.6%，我國PBAT總產能已經超過34萬噸/年。截至2021年4月，我（wǒ）國（guó）共有48家公司有在建或擬建的PBS係（xì）列項目，新增PBS係列產能超過500萬噸/年。

二（èr）、聚碳酸亞丙酯（PPC）

PPC是以二氧化碳和環氧丙烷為原料国产精品免费福利的（de）一種完全可降解的環保塑料，也是目前最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（wù）相（xiàng）容性，具有抗衝擊韌性、透明性和無毒性，具有優異的阻隔性，被廣泛應用在藥物緩（huǎn）釋劑、可吸收縫合線、一次性餐具、食品包裝材（cái）料、薄膜製品領域，以及生產低（dī）溫肉製品保鮮膜和（hé）口香糖基料、可降解泡沫材料、板材等。PPC的缺點是耐水性、耐熱性和力學（xué）性能較差，因此（cǐ）PPC常與其他材料進行混合改性。除了與聚烯烴等共混以提高製品耐溶劑（jì）性、隔氧性外，還可以與降解材料PLA、PBAT、PBS等共混。

國內PPC產業（yè）化從20世紀90年代開始，中（zhōng）科院是國（guó）內PPC重要（yào）研究機構，內蒙古（gǔ）蒙西公司采用中科院長春應用化學研究所技術，2002年投產國（guó）內首套（tào）0.2萬噸/年PPC裝置。江蘇中科金龍公司采用廣化所技（jì）術（shù），2009年投產2.2萬噸/年裝置（zhì）。近期又有博（bó）大東方5萬噸/年、浙江溫嶺邦豐10萬噸/年（nián）裝置投產（chǎn）。

江蘇中科金龍與廣化所聯合開發了二氧化碳製備可降解TPU技術，目前擁有2.2萬噸/年二氧化碳基多元醇，8000噸/年二氧化碳基TPU。全球隻有德國科思創和國內中科金龍生產二氧化碳基（jī）可降解TPU。

PPC的發展，既解決了塑料白色汙染的問題，又有效延伸了環氧乙烷和環氧丙烷產業鏈，更重要的是利用二氧化碳直接製備（bèi）有機高分（fèn）子材（cái）料，具有廣闊的（de）發展（zhǎn）前景。

三、聚乙醇酸（suān）PGA

PGA具有良好的生物降解性（xìng）和（hé）生物相容性，較高的機（jī）械強（qiáng）度，優異的可成型性和（hé）卓越的氣（qì）體（tǐ）隔絕性。PGA還具有簡單規整（zhěng）的線性分子（zǐ）結構，結晶度可達80%，熔點222℃。

傳統的乙醇酸生產工藝為羥基乙腈酸性水解（jiě）法（fǎ），毒性大、成本高，這些因素（sù）使得PGA作為一種極具價（jià）值的可降解（jiě）塑料，一（yī）直未能實現（xiàn）大規模（mó）生產。

國（guó）內煤製乙二醇（chún）行業的大（dà）發（fā）展，使草酸二甲酯（zhǐ）（DMO）大規模生產PGA成（chéng）為（wéi）可行的工藝路線。主要有兩條工藝路線：第（dì）一（yī）種是直（zhí）接縮合聚合法，乙醇酸甲酯（MG）在催化劑的作用下，經加熱脫醇，直接（jiē）縮聚国产精品免费福利PGA，但產品分子量低；第二種（zhǒng）是開環聚合法，乙醇酸甲酯（MG）水解（jiě）製乙醇酸，乙醇酸製中間產品乙交酯，乙交酯開環聚国产精品免费福利PGA。 開環聚合法可以生產平均分子量（liàng）較高的PGA。目前國（guó）內外（wài）主流工藝采用開環聚合法。

PGA在市場導入期的主要應用是油氣開（kāi）采領域的壓裂球和可溶性柱塞等材料等（děng）領（lǐng）域，成長期的應用推廣應在降解塑料領域，發揮其阻隔性（xìng）好等優勢，應用於醫學材料、油氣開采、農林業生產、包裝（zhuāng）材料、一次性環保（bǎo）用品等方麵。與PBS、PBAT、PLA等材料相比，PGA具有成本優勢和很好的競爭（zhēng）力。

PGA材料（liào）結晶（jīng）度高（gāo）、熔（róng）點高，在高溫下又易降解，加工應用存在技術門檻。針對PGA材料的不足（zú），一是可以考慮在生產（chǎn）PGA時引入少量丙交酯進行聚合；二是開展下（xià）遊應用開發，開發PGA下遊製品的配方。

成本和標準問題有（yǒu）待解（jiě）決

生物降解塑料隻（zhī）是解決白色汙染的（de）部分解決（jué）方案，還存在環境條件下不能降解、玻（bō）璃化溫度差異大、材料的力學性能良莠不齊、共混加工困（kùn）難等問題，有待降低成本，加（jiā）強技術攻關和加工應用開發。

發（fā）展PBS係列產（chǎn）品可為PX及純苯拓展產品鏈；PBS的（de）發展需（xū）要大量的丁二酸，順（shùn）酐加氫法和生物發酵法具有很好的前景；煤製PGA工藝的發展改變煤製乙二醇的單一路線；PGA加工必須依靠大量的助劑來輔助完成加工過程，生（shēng）產無毒無害（hài）可分解的各類助劑是一個重要的發展機會。

要利用已有聚酯（zhǐ）裝置進行改造，同時配套建設相（xiàng）應的原料裝置，形成完整的產業鏈一體（tǐ）化裝置，在（zài）未來的競爭中處於（yú）有利地位。

要（yào）配合利用二氧化碳的CCUS（捕集、利用與封存）技術。在煤化工、煤製氫、国产精品免费福利氨（ān）、火力發（fā）電裝置建設CCUS裝置，為發展PPC、PEC及PPC-TPU提供優質、低價（jià）資源。

完善法（fǎ）規政策（cè）和行業標準，加強監管，促進行業可持續發展。盡快建立國內可降解材料認證（zhèng）機構，組織開展認證。