【摘要】来源减少、循环利用和使用降解替代物的使用，是阻止塑料废弃物进入自然环境、遏制“白污染”的三驾马车。为了推进我国塑料污染的治理，今年国家和地方都出台了一系列政策和法律文件，对可降解塑料替代材料寄予厚望。80年代中期，国家开始发展可降解塑料，生物降解塑料逐渐受到重视。本文重点介绍了几种可生物降解塑料的合成方法，以及这几种生物降解材料的改性方式，通过共混改性后即补强了材料的本体，又降低了材料成本来进一步推广应用。
关键词：生物降解塑料；合成；共混改性
0.引言
塑料产品以其重量轻、强度高、耐腐蚀、价格低、易于加工等优点，被广泛应用于人们的生产和生活。近几年，世界塑料制品年产量超过一亿吨，我国塑料占相当的比重。塑料产品给人们的生活带来许多便利，但它的使用也造成了极大的负面影响。塑料降解是一个很重要的问题。利用降解塑料是我国塑料污染防治的一个重要内容。但是，目前我国在生产、流通、使用、回收等方面仍有许多问题需要突破。
分度机构
1.我国应用推广生物可降解塑料的政策现状
2020年以来，我国针对塑料污染治理的政策持续不断。国家发展改革委、生态环境部发布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》（以下简称《意见》），要求到2020年，部分塑料制品的生产、销售和使用达到部分地区和领域的禁限，到2022年，一次性塑料制品消费明显减少，替代产品得到推广，塑料废弃物资源化、能源化利用比例大幅提升；到2025年，塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立。
同年7月10日，九部门共同发布《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》（下称《通知》），出台详细标准，进一步完善塑料污染治理工作，特别是完成阶段性目标。当前，各地都在积极推行限塑新政。目前，河北、广西、吉林、青海、天津、内蒙古、云南、广东、山东、海南、河南、浙江、山西等地相继出台了塑料污染治理方案，并将生物可降解塑料制品作为替代产品加以推广应用。
总的来说，从国家到地方，从《意见》、《通知》到省级实施方案，严格限制不可降解塑料制品，鼓励和推广可降解塑料制品但《意见》及配套政策对不可降解塑料产品进行了限制，但替代品尚无明文规定。举例来说，按照现行国家标准，氧降解塑料也是可降解的， 但是这种塑料的“降解”只是在环境中被破坏，变成肉眼无法识别的塑料颗粒，既不能带来环境优势，又因微塑料问题引起担忧。可生物降解塑料在废弃后，在自然或者工业堆肥条件下分解成CO2和H2O，对环境污染非常小。
2.生物降解材料合成
菌类生产2.1PBS类生物降解材料的合成
固定铁丝网PBS类生物降解材料属于醇酸树脂。它的合成主要是通过过二元酸或者二元酸二甲酯与二元醇经过醇酯化缩聚反应。反应过程以直接酯化法、酯交换法。PBS生物降解材料废弃后，降解过程分为两步：（1）被土壤中的水分水解成小分子链；（2）被土壤中微生物分解为水和二氧化碳。
2.1.1直接酯化法
simdo直接酯化法是以二元酸和过量二醇为原料，在一定温度下酯化，在一定的催化剂条件下进行酯化反应，使酸分子和酯键脱水。含末端羟基的寡聚物（酯）形成；然后在高温、高真空、低搅拌速率的条件下，在催化剂的作用下形成低聚物（酯化物），最终获得大分子量
的PBS类生物降解材料。
2.1.2酯交换方法
空气源热泵技术二元酸二甲酯与等当量的二元醇在催化剂作用下发生酯交换反应，在分子间将甲醇脱除，得到预聚物，然后在真空度较高、温度较高的条件下，经缩聚反应，得到大分子量的PBS生物降解材料。酯化法合成路线尚不存在，但在原料成本高、反应时间长的情况下，酯交换合成方法已不再适用。
2.2聚乳酸的合成
聚乳酸（PLA）由于具有生物可降解性和优良的性能而受到青睐，其合成量逐渐增加。乳酸直接缩聚反应和丙交酯开环聚合是目前主要的合成方法。 2.2.1直接乳酸缩聚
在除水剂存在下，乳酸分子与羧基发生脱水缩合，最终形成聚乳酸的合成过程。该方法具有以下优点：乳酸来源丰富、价格低廉、生产工艺简单。采用这种方法合成聚乳酸的成本较低。
2.3聚己内酯（PCL）的合成
聚己内酯（PCL）具有如下特点：（1）生物可降解性好，用于医药领域，降解后的产物可被人体吸收或代谢，对人体无毒无害；（2）特殊的分子排列赋予的柔顺性与加工性；（3）优良的药物通过性能，可用于药物包衣领域；（4）疏水性半结晶材料具有较好的热稳定性和良好的流变性能与黏弹性，PCL加工性能优良，可制成医疗应用的组织支架；PCL虽然具有许多优点，但也存在熔点低、分子量小、强度低等缺点，需要对其进行改性以扩大其应用范围。ＰＣＬ可通过各种阳离子、阴离子或配位催化剂等诱导ε-己内酯(ε-CL)开环聚合而得，PCL通常使用锡催化剂，并使用低分子量的醇控制产物的分子量。
3.生物降解材料的改性
3.1PBAT产品的改性
PBAT具有优异的延展性和较快的成型速度，使其具有良好的加工性能；由于PBAT具有与聚乙烯(PE)类似的特性，因此更多用于薄膜袋制品；但PBAT本身的拉伸开膜能力较弱，成本较高，比PE较弱，且成本较PE高，因此需要经过共混改性，能有效降低成本与提高产品性能。
3.1.1PBAT淀粉的改性
淀粉是一种常见的可生物降解材料，其来源广泛、廉价、可再生、快速降解。适合用于PBAT改性。因淀粉自身塑性低，分子间存在氢键，因而有一定的结晶性。因此使用淀粉填充前需将淀粉加工成粉末淀粉、通过交联剂、增塑剂等的加入，将淀粉粉末做成易于添加的颗粒，有利于PBAT改性，得到综合性能较好的PBAT/淀粉共混物。
3.1.2PBAT/PLA改性
聚乳酸(PLA)可通过工业堆肥降解，最终产物为二氧化碳和水，无环境污染。其优点使其受到广泛的关注和研究。聚乳酸具有较高的拉伸强度和拉伸模量，但其硬度高，韧性差等缺点限制了其应用范围。采用PLA作为PBAT的填料，能有效地改善PBAT的拉伸性能，降低硬度，增加聚乳酸韧性，得到综合性能较好的产品。利用PLA对PBAT进行改性是一种有效的方法。
3.1.3PBAT无机物填充改性
由于粒径小、活性高，活性碳酸钙在改性PBAT中具有很高的补强作用。在采用活性碳酸钙
共混改性PBAT时，为了改善PBAT的物理机械性能，必须加入一定量的增容剂。该材料的改性可以快速完全生物降解，大大降低了生产成本。这对于生产薄膜袋产品具有很好的实用价值。用PBAT填充超细碳酸钙并用PBAT改性后，在质量分数为10%、增容剂质量分数为3份的情况下，PBAT/超细碳酸钙共混物的拉伸性能有了显著改善。超细碳酸钙的质量分数提高到20%，使袋膜仍然具有良好的力学性能。除碳酸钙外，滑石粉和蒙脱石也可作为无机填料对PBAT进行改性，能有效地降低PBAT成本，改善PBAT的部分性能。
3.2PBS的共混改性
PBS拉伸强度高，成型速度快。可用于一次性餐具、餐盒、水杯等注塑、吸塑生产，但目前PBS的成本高、脆性大，极大地限制了它的推广应用，有待改进。加入适当的填充后，经过双螺杆共混挤出，一般可降低成本及提高能度。
3.2.1PBS的滑石粉填充改性
滑石熔点高，分散度好，且成本低。用它填充PBS能有效地改善PBS的热稳定性和力学性能，并能有效降低生产成本。利用偶联剂对滑石粉进行预处理，再与滑石粉混合得到PBS/
滑石粉复合材料。试验结果表明，PBS基体与滑石粉之间的界面非常模糊，表明所制备的复合材料具有较好的混合度。PBS复合材料的热稳定性、拉伸强度均高于纯PBS材料。所以，滑石的确能改善材料的改性效果。
3.3PCL改性
3.3.1淀粉与PLC共混改性研究
淀粉是一种可以生物降解的天然材料。除对PBAT进行改性外，对PCL进行良好的填充改性。
3.3.2PCL与聚乳酸共混改性
将PCL与聚乳酸共混改性，可以得到力学性能和生物降解性能都很好的共聚物。采用高活性六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为扩链剂、PCL作为共聚物软嵌段，用双螺杆挤出机扩链，获得柔性可降解聚合物。聚己内酯多嵌段共聚物(PLA-PCL)。研究表明聚乳酸扩链剂能显著提高材料的力学性能(抗拉强度25MPa，断裂伸长率790%)，所得多嵌段共聚物具有良好的热稳定性(抗拉强度25MPa，断裂伸长率790%)，该产品具有良好的热稳定性，可在较宽
温度范围内进行熔融加工，不会发生热降解。
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