生物可降解塑料将会有哪些发展趋势

政策推动可降解塑料行业发展

塑料污染治理问题一直以来备受国家环保部门的重视，近年来，国家出台一系列政策有计划、分步骤解决我国塑料污染防治问题，推动我国可降解塑料的研发和应用，2020年7月，国家发改委联合九部门发布《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》，对进一步做好塑料污染治理工作，特别是完成2020年底阶段性目标任务作出部署，明确禁限不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、一次性塑料吸管等一次性塑料制品的政策边界和执行要求。2020年底成为该禁塑通知的阶段性实施节点，禁塑令的逐步落实有望推动可降解塑料需求的增长。

在国家发改委发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》后，各省、市、自治区“禁塑限塑”政策相继出台。各省市均制定了相应的禁塑令阶段性实施计划，相关塑料污染治理推进计划汇总如下：

我国可降解塑料替代空间巨大

我国是全球塑料消费大国，塑料消费量占全球的比重达15%，根据Grand View

Research公布的数据显示，2019年我国塑料包装市场规模541亿美元，预计到2025年我国塑料包装市场规模将达到698亿美元，按照可降解塑料替换率为30%计算，预计2025年我国可降解塑料市场规模约为209亿美元，总体看来，我国可降解塑料市场前景广阔，行业发展可期。

——以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国生物降解塑料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

所以现在采用快速降解技术，选择易降解的高聚碳氢化合物和有机物制造塑料，防止污染。

生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。

破坏性生物降解塑料：破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。

完全生物降解塑料：完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。

编辑本段国内外生物降解塑料现状与发展趋势

从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：

1.聚己内酯（PCL）

这种塑料具有良好的生物降解性，熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用。

2.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物

以PBS（熔点为114℃）为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产，规模在千吨左右。

中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。

3.聚乳酸（PLA）

美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作，开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸，年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司，研发和生产了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。

我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司（规模5000千吨/年生产线），正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。

4.聚羟基烷酸酯(PHA)

目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司（规模2千吨/年），正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。

利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用。

国内研究和生产的单位很多，其中产业化的单位有武汉华丽科技有限公司（规模8千吨/年）、浙江华发生态科技有限公司（8千吨/年）、浙江天禾生态科技有限公司（5千吨/年）、福建百事达生物材料有限公司（规模2千吨/年）、肇庆华芳降解塑料有限公司（规模5千吨/年）等。

5.脂肪族芳香族共聚酯

德国BASF公司所制造的脂肪族芳香族无规共聚酯（Ecoflex），其单体为：己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇。目前生产能力在14万吨/年。同时开发了以聚酯和淀粉为主的生物降解塑料制品。

6.聚乙烯醇（PVA）类生物降解塑料

如意大利NOVMANT的MaterBi产品在上世纪90年代主要是在淀粉中加入PVA，它能吹膜，也能加工其它产品。聚乙烯醇类材料，需要经过一定的改性后方具有良好的生物降解性能，北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所在这方面取得了一定成果。

7.二氧化碳共聚物

国外，最早研究二氧化碳共聚物的国家主要为日本和美国，但一直没有工业化生产。

国内内蒙古蒙西集团公司采用长春应用化学研究所的技术，已建成年产3000吨二氧化碳/环氧化合物共聚物树脂的装置，产品主要应用在包装和医用材料上。中科院广州化学研究所陈立班博士开发的低分子量二氧化碳共聚物技术已在江苏泰兴开始投产，品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物，用来作为聚氨酯发泡材料的原材料，用于家用电器等的包装。河南天冠集团采用中山大学孟跃中教授的技术，已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线，预计今年能中试生产。

其它如甲壳素、聚酰胺、聚天冬酸、聚糖、纤维素等均在研发之中。

编辑本段发展现状和趋势

根据日本生物降解塑料研究会的资料，2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨，2003年约2万吨，2005年约4万吨，到2010年预计达到10～20万吨左右。

根据欧洲生物塑料协会资料，2001年的数字显示，欧盟可生物降解产品的消费量为2.5～3万吨，而传统聚合物的用量高达3500万吨。欧洲生物塑料协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨，而生物降解塑料的用量届时会达到50～100万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。在生物降解材料中原料采用可再生资源的比例将占到90%以上。

按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计，我国2003年生物降解材料的用量约15000吨，其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家，生产能力6万吨/年，实际生产约3万吨，国内市场需求约5万吨，国外进口1万吨，出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右。

编辑本段国内外政策

一些发达国家还以循环经济思想为指导，使用可降解一次性用具，如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒，韩国用法律强制性规定使用用糯米做的牙签等。欧洲制定了有关可生物降解堆肥塑料的标准EN13432《利于堆肥和生物降解来回收的包装物试验和最终评价的要求》，而其他有关推进有机废弃物堆肥处理的政令在积极制订和准备中。美国政府从1996年起设置了总统绿色化学挑战奖，鼓励发展生物降解塑料产业。纽约州1989年开始禁止使用非生物降解蔬菜袋，对生产降解塑料的厂家给予补贴，并要求市民将可再生与不可再生垃圾分开，否则罚款500美元。

其他一些国家也采取了类似对策：印度已经立法禁止在奶制品行业使用塑料包装；南非法律已经全面禁止使用塑料包装袋。随着各国立法的发展，可生物降解的新型包装材料可望日益普及。

在我国，随着对降解塑料理解的加深，已充分认识到这种材料及其产业对我国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。我国人大于2004年通过了《可再生能源法（草案）》和《固废法（修订）》，鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中，也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年，国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。

编辑本段生物降解塑料发展面临的问题和困难

但是，目前尽管有关降解塑料的研究和报道较多，但许多具体问题不能解决，推广异常困难，前景不容乐观。原因是：一是因为可降解塑料袋承重能力低，不能满足顾客多装东西和反复使用的要求；二是可降解塑料袋色泽暗淡发黄，透明度低，给人一种不够清洁和难看之感，用起来不放心；三是价格偏高，由于商家是免费赠送，所以成本难以接受。

又如，为解决EPS快餐饭盒对环境的污染问题。试图用纸饭盒或可降解塑料饭盒代替。但是由于存在下述原因，极难推广：一是EPS强度高、质轻、保温性好；二是纸饭盒价格是EPS的1.5～2.5倍；三是即使采用降解PP饭盒，其性能也比不上EPS。最近，我国有关部门要求使用植物纤维制作一次性餐具代替EPS。然而，由于在这种植物纤维餐具的成型过程中使用了高分子热溶胶，所以仍然存在处理问题及残留在植物纤维餐具中的农药含量控制问题。

因此，开发研究降解塑料仍有很长的路要走。

编辑本段产业发展的政策和措施建议

（一）加快产品应用研发和产业化

目前，生物降解塑料制品的性能还无法完全满足消费者需求，尽管目前市场上已有的品种众多，但每种材料本身的机械和加工性能只是某一方面有突出的特性，综合性能还存在这样或那样的不足，这一点将是制约其市场应用推广的瓶颈之一。在开发生物降解塑料制品的同时，国内企业应该注意加快有自主知识产权、创新型产品和用途的开发。由于，国外对生物降解塑料制品研发和生产应用相对较早，已经申请了许多专利，从而给国内企业开发新产品时，造成了一定的技术壁垒。拿聚乳酸的专利来举例子，2005年，国外有关聚乳酸专利有1700多项，而我国公开的专利只有145项，而其中还有一半以上是国外公司的专利。因此，国内企业应该加强有自主知识产权的产品的开发。

（二）加强制品加工开发研究

其次是目前国内从事制品加工研究的力量尚显薄弱，大部分企业将关注的重点集中在材料合成上，而忽略了制品加工开发，一些生物降解塑料做成的餐饮具在耐热、耐水及机械强度方面与传统塑料制品相差较远，而这一点恰恰是生物降解塑料能否大规模市场化的关键。

（三）完善垃圾回收处理体系，促进生物降解塑料再利用进程

缺乏配套完善的回收处理体系也制约着产品进一步推广。所以一定要对降解塑料进行明确标识，再加以回收。能再利用的，收集后再进行成型加工成制品；对不能再利用的要考虑合理处理的办法。针对传统塑料添加淀粉等再生资源的降解塑料，可以采用热能回收的垃圾处理系统。对生物降解塑料，可着重考虑堆肥的处理办法。

（四）加快制订相关政策和法规

1.专项资金支持

对生物降解塑料制品的应用和发展采取补贴政策，包括中央政府补贴和地方政府补贴。中央财政可通过科技攻关资金、贴息等进行补贴，如奥运一次性生物降解塑料制品示范和推广工作等。

国家可以考虑对利用生物质原料生产生物降解塑料的企业采用低息贷款政策、技术改造专项贷款、信用担保政策等来鼓励产业发展。

2.税收政策

目前没有关于生物降解塑料的产品进口采用低税率的明文规定，为促进行业发展应该制定关税优惠税率。

为鼓励和扶持一些企业的发展，可以按照新的企业所得税条例规定减免优惠政策，如：一是民族区域自治地方的企业需要照顾和鼓励的，经省级人民政府批准，可以实行定期减免和免税；二是法律、行政法规和国务院有关规定给予减税免税的企业依照规定执行。

3.对传统塑料加强回收再利用，增收回收税

国外对塑料制品使用后的回收再利用非常重视，如根据欧盟委员会修订过的指导性法律，欧盟成员国应在2008年至2015年间将本国包装垃圾的再利用率提高到55%以上，其中玻璃包装再利用率达到60%，金属包装达到50%，塑料包装达到22.5%，木制包装达到15%。欧盟委员会指出，2001年，仅包装垃圾再利用一项就使欧盟二氧化碳气体排放减少了0.6%，这表明提高包装垃圾再利用率不但可以减少包装材料对能源的消耗，节约建设焚烧处理场的费用，而且可以降低包装材料生产过程对环境的污染，对减少温室气体排放、保护环境是一个非常切实有效的措施。因此必须加强传统塑料强制回收工作。而对回收成本较高的一次性的塑料包装制品，加收10%～100%的回收税。对不能回收的一次性塑料包装制品，规定必须使用可生物降解塑料。

对传统塑料一次性用品进行征税国外很早就有先例。2002年3月，爱尔兰政府开始征收塑料袋增值税，根据爱尔兰政府的规定，顾客在市场上购物时，每使用一个塑料袋将征收15欧分的税款。爱尔兰使用塑料袋的数量却是惊人的，每年免费发放给购物者的塑料袋高达12亿个，加起来重达1.4万吨。平摊下来，每人平均一年大约要消费325个塑料袋。塑料袋增值税生效后一个月内，塑料袋的消费就骤减90%以上。

4.适当限制某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品

适当限制甚至分期分批禁止某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品，如一次性垃圾袋、购物袋、日用品外包装、一次性快餐具、一次性塑料杯、一次性食品包装容器、一次性食品包装膜、一次性工业包装等。

5.分期分批推广降解塑料

按照行业生产能力和制品生产技术，逐步推进降解塑料的推广进度。在2010年以前，以推动生物降解塑料为主线，辅以淀粉等天然材料共混传统塑料的产品，对这两类产品分别给予政策支持，但前者力度要大于后者。在2010年以后，全面推广生物降解塑料，对淀粉添加传统塑料类型制品不再享受优惠政策。

6.加强行业协会桥梁作用

加强中国塑料加工工业协会降解塑料专业委员会的行业桥梁作用，给与行业协会资金支持，利用行业协会加强对企业投资、生产方向、产品定位等的引导，促进行业内外交流，促进国内外交流和贸易，以及充分的政策调研和行业统计工作等

微生物发酵生产是获得生物可降解塑料的主要途径，自然条件下，细菌中 PHB含量仅为1%-3%，但在控制N、 O、 P和矿物离子的条件下，某些细菌会产 生大量的PHB,另外，为提高PHB的产量，人们开始研究生物工程构建遗传工程 菌发酵生产PHB或是植物生产PHB[5]。此外，在国际上对于提高PHB产量， Simon 等[6]利用造纸废水的活性污泥生产PHA，动态底物投加方式富集具有PHA贮存 能力的活性污泥，然后在批次反应器中积累PHB。 PHA最大累积量占MISS的 48%。 Lemos等[7]人通过好氧动态补料方式驯化出具有稳定贮存能力的活性污 泥，并通过分批补料式投加3次含碳60mmol ／ L的乙酸盐。 PHB的细胞含量高达 78． 5%。但由普通的生化法生产PHB，生化法本身的工艺路线和操作条件，决 定了其生产周期长、产量低，萃取和精制工艺成本较高，使PHB成本太高， PHB 的售价远远高于通用塑料，从而使其应用受到限制，只能用于开发高附加值的 医用产品[8]。而采用化学法合成可以在很大程度上降低成本，其生物活性并不 改变。

1.2 PHB的化学合成

化学法合成PHB 目前主要存在两种工艺路线：一种是以β-丁内酯为单体制 备PHB，另一种以β-羟基丁酸为单体制备PHB。 由于β-羟基丁酸分子中同时含 有羟基和羰基，且β-羟基丁酸本身受热不稳定，因此要实现β-羟基丁酸聚合制备 PHB，反应过程中必须保护分子中的羟基和羰基，反应复杂，每步反应要求的 反应条件严格，工艺复杂，该法也不适合大规模的工业化生产。因此对于PHB 的合成采用前一种路线。

Krichelodrog等[9]采用甲氧基丁基锡为催化剂成功地引发了β-丁内酯的开环

聚合，并且得到了具有间同结构的PHB。在研究中发现，反应温度对产物的结 构有较大的影响，升高温度有利于无规构型聚合物的生成。 Zbigniew等[10]使用 烷氧基钾作为引发剂，在室温下引发旋光性的单体(R)-β-BL的开环聚合，得到 了与微生物合成的PHB有类似结构的全同聚丁内酯，这为仿生合成PHB奠定了 基础。 Kimura等[11]报道了使用 1 ， 3-二氯四丁基二锡(DTD)作为催化剂促进的β- 环丁内酯开环共聚反应，使用β-BL与其它单体开环反应来合成共聚物的方法 [12-14]也有比较多的文献报道。

Richard A． Gross等[15]采用三乙基铝／水体系所制得的PHB 的重均相对分子 质量最高为650000。 Yam Zhang等[16]采用三乙基铝／水催化体系所制得的PHB 的重均相对分子质量最高为240000。而采用二乙基锌／水催化体系则制得的 PHB的重均相对分子质量最高则只有20000。证明二乙基锌／水催化体系对于β- 丁内酯开环聚合的催化活性要远远低于三乙基铝／水催化体系。其通过实验还 发现，通过改变三乙基铝／水催化剂的制备方法以及加料方式，可以改变丁内 酯的开环方式，从而获得各种构型的产物。 C． JAIMES等[17]采用TIBAO作催化 剂制备PHB，考察了溶剂、催化剂的纯度、催化剂的浓度、反应温度及时间对 反应速率，产率及相对分子质量的影响。采用这种催化剂所制得的P鹏的重均相 对分子质量最高为18850。

最近发现[18]的开环聚合的β-丁内酯的采用三价铬为催化剂(salphen)，通过对 消旋β-BL等规的转换丰富了PHB。这些非手性的复合物将自身安排二聚体夹层 型结构的聚合物增长诱陷链和单体。

——包装

生活垃圾袋、购物袋、小型包装袋；各种成型用片材（吸塑成型、压制成型）电子部件（媒体录音带、碟等），信用卡用片材、透明示窗领域、冲压加工领域；信封透视窗薄膜，各种密压基材、密封袋、标签用薄膜、卡片用拉伸片材、取向薄膜、胶带、印刷相关领域、单双面热封包装薄膜、收缩标签、杯封、火锅领域、密封杯等；一次性餐饮具、食物容器等；快递、外卖、电商包装等。

——纺织纤维

无纺布、长丝、短丝、服装、住宅用地毯、纺织品。

——农林渔牧

地膜、育苗容器、灌溉管、沙土袋、护板。

——汽车工业

汽车内装饰品如地垫、轮胎盖、仪表盘。

——电子电器

电子电路板、电器外壳等。

——医用生物降解材料

医药用品及其医用包装材料、骨钉等，药物缓释材料。

生物降解塑料在包装、纤维、农业等领域应用广泛，尤其在塑料包装及一次性塑料餐具市场体量庞大，农用薄膜行业替代空间巨大，具有良好的发展前景。

发展简史

20

世纪60

年代初,中国开始采用塑料棚膜于稻田育秧,1979年又正式从日本引进并开始使用塑料地膜于蔬菜,随后,塑料农膜大面积推广应用,掀起了一场农业上的“白色革命”,对中国的“米袋子”和“菜篮子”工程做出了贡献。但是,不久,塑料农膜,特别是塑料地膜的大面积应用就带来了问题。至1985年,中国塑料地膜的覆盖面积达到2

400

万亩,消费塑料68

kt,由于不注重捡拾、回收使用后的塑料地膜,地膜开始在农田中累积,影响到植物的生长和机耕作业,随风飞扬的塑料残膜不仅影响景观,还造成牲畜误食导致死亡。

“白色革命”转化成了“白色污染”。为了解决这一问题,开始研发可降解塑料地膜,当时开发的主要品种是光降解塑料———一类采用光敏剂添加于聚乙烯中的塑料。主要的研究和生产单位有:中科院上海有机化学研究所、上海塑料制品研究所、中科院长春应用化学研究所、天津轻工业学院、北京塑料研究所、营口石化研究所、大连塑料研究所、吉林塑料研究所、上海石化总厂塑料厂、上海解放塑料厂、天津塑料制品二厂、天津塑料研究所、天津益农可控降解塑料厂、新疆石河子塑料制品总厂、烟台塑料四厂、苏州塑料四厂等。

20

世纪80

年代中期至90年代初期,中国产业界对可降解塑料的研发逐渐集中到了淀粉添加型塑料方面,主要为聚烯烃类和聚苯乙烯中添加或共混淀粉的品种。这一类添加淀粉的塑料,其开发的主要推动力有3个:

①当时铁路两旁从火车上倾倒于铁轨两旁的一次性聚苯乙烯餐盒形成的所谓“小白龙”,造成严重的景观污染,引起了社会极大的关注,迫使当时的铁道部为此专门成立了一个小组,以解决这一消费后塑料带来的环境污染问题

②用于地膜的光降解塑料,其土埋部分因无法接受光照不能及时降解,为此,有人在光降解塑料的基础上添加可以生物降解的淀粉,试图解决土埋部分塑料地膜的降解问题,这就是当时在中国颇为流行的“光/生物降解塑料”

③当时欧美,特别是美国,为了解决一次性塑料包装制品造成的环境污染,在一些玉米商的推动下,一窝风推出聚乙烯添加淀粉的所谓“生物降解塑料”。此风被个别人带到了中国,并在中国推出了约10条进口生产线。

20

世纪90

年代中期,这些被冠上了“生物降解塑料”或“部分生物降解塑料”或“光/生物降解塑料”名称的淀粉添加型降解塑料的研发和生产在中国达到了高峰,这一热潮一直延续到21

世纪初,主要科研和生产单位近50家,挤出造粒生产线达到了上百条,总能力超过100

kt/

a。

在这段时间,推动上述淀粉添加型“降解塑料”产品研发的力量还有国家和地方的科研行政管理机构,立项支持了淀粉添加型降解塑料和降解塑料地膜的研发,如国家“八五”攻关项目:降解塑料地膜(中科院长春应用化学研究所、北京塑料研究所、天津大学,四川大学)国家“九五”攻关项目:降解塑料地膜。

伴随着低碳经济时代到来，传统材料及工艺已不能满足发展要求，节能环保、轻量化、3D打印越来越成为塑料企业关注的热点，新型材料势必将成为塑料企业的发展方向，从现今塑料行业发展趋势来看，这三大方向将成为未来塑料企业的重点发展方向。

第一方向：环保塑料应运而生

就中国目前的塑料行业情况而言，发展再生资源产业是我国发展循环经济产业的重要内容之一。受环保力度不断加码，国家对环保再生产业的重视程度逐渐加大，其中塑料作为“白色污染”的主要来源，它的再生环保更是受到环保人士的诸多关心。

目前，作为环保性塑料制品的生物降解塑料、高科技功能性新型材料和废旧塑料的回收利用等，正成为全球瞩目的究开发热点，其中生物降解塑料发展尤为迅速，也使塑料生产商认识到生物降解塑料市场的巨大商机。

杜邦、嘉吉、巴斯夫等知名化工生产商不断以并购、合资的方式进入这一市场。中国作为全球生物降解塑料重要供应地之一，约占全球产能的20%。2009~2013年，中国生物降解塑料产能的年均增长率超过21%，随着多家企业着手生物降解塑料项目的新建或扩产，产能还将持续提高。

生物降解塑料主要的目标市场是塑料包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具。相比传统塑料包装材料，新型降解材料成本稍高。但是随着环保意识的增强，人们愿意为保护环境而使用价格稍高的新型降解材料，环保意识的增强给生物降解新材料行业带来了巨大的发展机遇。

金发科技是国内改性塑料领域的龙头企业，近年来，金发大力发展新材料业务，已逐步进入收获期。在生物降解塑料方面，2014年金发拥有3万吨完全可降解生物塑料产能，并已取得欧盟、美国等相关认证，成为欧洲市场第二大供应商。

2014年，金发的大部分可降解产品出口到欧美市场，只有10%供应国内市场。但这一局面将发生改变，而这变化的背后有着政府强大的支持力量。

金发的创办人、董事长袁志敏作为全国人大代表，一直大力呼吁推广生物可降解塑料。连续两年，他在两会上提交了有关生物可降解塑料的议案，希望以此来帮助解决中国日益严重的白色污染问题。

作为新疆建设兵团下属的国有企业，新疆天业集团采用金发的PBSA材料生产农膜。该公司表示，2014年对新疆14万亩农田的试点使用中，使用了800多吨农膜。根据这一公式来计算，2015年该项目将需要使用大约5700吨PBSA膜，到2016年约需35000吨。

除了积极扩大PBSA膜的市场渗透外，金发还希望政府采取鼓励措施提供价格补贴，使广大农民都能买得起可生物降解农膜。

目前，金发生产的完全生物降解塑料农用地膜已开始在新疆、山东、河南、河北、云南、贵州等多个省份进行实验和推广。未来几年，随着农业“白色污染”问题日益突出，土地安全和粮食安全将被摆在更加迫切的位置，完全生物降解塑料农用地膜市场需求和用量也将可能出现突破性增长。

目前，中国生物降解塑料生产企业主要包括华丽环保、金发科技、天津丹海、山东汇盈、彩虹精化等，这五家企业产能之和约占全国总产能的40%。

当然，降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺，其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。对于降解塑料的市场空间，专家觉得，降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好，而据保守估计，未来中国将有300万吨的需求量。因此，单就是中国市场就有数百亿的市场空间。

中国是全球塑料制品生产和消费大国，生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有重要意义。

第二方向：汽车塑料未来可期

据报道，在中国现有的土地上，汽车拥有数量仅仅排于美国后面，目前已超过1亿辆，稳居世界第二位。与此同时，我国也是全世界汽车行业制造大国，据统计，年产各类汽车达1800多万辆。

众所周知，从节能减排角度看，在保持汽车必要性能的前提下，尽量减轻汽车自重是最有效的办法，而尽量使用以塑料为标志的高分子材料是实现汽车减重的最为有效和有力的途径。

尽管我国汽车制造工业使用塑料材料的整体水平还未达到世界领先程度，但无论是乘用车还是货运车每年所需要的各种塑料材料的绝对数量都在数百万吨以上的，大约占全国各种塑料制品年产量的十分之一，而且较之农用、建筑用、包装用等其它门类的塑料制品，其产品的经济效益都是名列前茅的。

就造价而言，塑料汽车零部件比传统金属零部件更具成本优势，尽管等单位的金属材料要价高于车用塑料，然后者却更具可行性，能够大大降低加工、组装以及其他后期费用，此外，随着日后高性能塑料在汽车领域的的面积使用，其价格必将进一步下跌。

总部位于美国旧金山的Grand View

Research公司在最新一份研究报告中说称，得益于传动系和内外饰应用需求的增长，车用塑料市场价值有望到2022年达到530亿美元。

由此可见，车用塑料市场前景相当广阔，这成为众多塑料企业关注的热门领域所在。

国内汽车改性塑料龙头企业普利特就专注于汽车材料领域，其95%的改性塑料用于汽车领域，主要分为改性聚烯烃类、改性ABS类、塑料合金类以及其他类，原材料包括PP、ABS、PC等合成树脂，占主营业务成本的80%以上。

普利特汽车用改性塑料产品在国内处于领先水平，达到国外同类产品的先进水平。普利特下游客户覆盖范围广，包括一汽大众、上海大众、长安福特、上海通用、长城和宝马等知名汽车品牌。

普利特主要的竞争的对手是金发科技，而金发科技成立之初致力于家电改性塑料的生产，在汽车国产化的浪潮的背景下开始切入车用改性塑料领域，在技术层面——普利特优于金发科技。

普利特不遗余力地拓展中高端汽车复合材料市场，面对260亿的中高端市场，普利特不断加大研发和销售投入，改善液晶高分子材料(LCP)生产线，以拓展市场，同时在长玻璃纤维增强材料(LGF)产能方面进行扩张，目前1万吨产能，主供德国宝马。

目前普利特在上海、浙江、重庆分别拥有5万吨、10万吨，3万吨改性塑料产能，共计18万吨，随着重庆普利特公司产能释放，预计17年普利特产能达到25万吨。

除了普利特，车用塑料的庞大数量和经济效益的可观性吸引越来越多的企业纷纷投身其中，从而导致销售市场上激烈竞争。目前，我国车用塑料领域的主要生产企业有普利特、金发科技、银禧科技、合肥杰事杰、中广核俊尔、锦湖日丽、上海日之升等。

塑料作为新型的零部件材料，不仅能减轻汽车自重，从而降低油耗和减少排放，还能大幅地降低采购成本、提高汽车动力和增强其安全性，最终使汽车在安全和成本两方面表现出更佳的性能。毋庸置疑，塑料在汽车上的应用前景将会越来越广阔。

美国化学理事会(ACC)塑料分会新发布的车用塑料规划蓝图称，需要更多地展示塑料和聚合物复合材料的能力，以扩大这些材料在汽车应用中的使用。随着人们生活水平的不断提高，汽车行业必将快速发展，这就给了车用塑料一个千载难逢的机遇，拥有了好的市场前景后，企业研发方面更需要再接再厉，不断开发塑料原料的潜能，让车用塑料拥有更多的竞争优势，这样才能使车用塑料市场不断发展壮大。

第三方向：3D打印材料充满幻想

3D行业权威报告称，过去三年3D打印市场的年平均增长率为27.4%，预计2019年3D打印市场规模将达到60亿美元。其中，在医疗方面的应用市场份额占到15.1%，预计2025年该市场可达到19亿美元，折合人民币超百亿元。

事实上，3D打印行业要想发展，除了3D打印机本身的软硬件之外，决定这个行业的另外一个核心要素就是材料科技。3D打印材料研发和突破是3D打印技术推广应用的基础，也是满足打印的根本保证。

全球知名咨询公司SmarTech公司近期颁布了《未来10年，塑料在3D打印市场的应用预测》，评估了较新的塑料材料种类，包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、TPU、PET、PBA、聚乙烯醇、聚甲醛和可替代生物塑料、透明材料、柔性材料，以及纳米增强塑料等。该报告指出塑料将成为3D打印公司的竞争优势。

据市场研究机构Smartech最近发布的一份报告指出，预计到2018年，全球3D打印材料市场的收入预计将达到25亿美元，到2022年有望增至68亿美元。快速增长的市场规模，让一些公司也嗅到了商机，从试水开始转向正式进军这一领域。

银禧科技自2012年开始生产3D打印耗材，2014年开始实现部分产品量产。该公司旗下的中山康诺德公司提供一系列3D打印耗材，包括ABS线材、PLA聚乳酸线材、聚酰胺PA粉末复合材料和PVA水溶性支撑材料。

银禧科技目前研发的ABS，PLA线材已实现小批量对外销售PVA线材及PA粉末目前处于中试阶段。未来计划对接网络技术创新3D打印服务，公司拟利用非公开发行股份募集资金打造3D产业化研发中心，探索借助信息网络技术创新3D打印服务，建设用于打通垂直智能制造通道和水平价值链通道的一体化产业互联网服务平台。

银禧科技的3D打印材料研发的是以华中科技大学史玉升教授为团队带头人的创新科研团队。公司董事长谭颂斌称，2015年大概有两三千万以上的研发投入用于3D打印。虽然在3D打印领域目前银禧科技还没盈利，未来的回报期在3-5年左右，但正如银禧科技董事长所说的：“这是充满幻想的行业，产业一旦爆发增长，不可估量，颗粒无收也有可能。”

下一个十年：3D打印能给塑料行业带来什么变化?SmarTech公司的报告还称，三类塑料

ABS、PLA和尼龙将在未来10年继续占据3D打印材料市场的最大份额。预计到2019年， 这些材料的市场需求量将达到1.3万吨。

ABS和PLA继续满足3D打印的业务爱好者的需求，将为个人3D打印市场带来强大商机。更多的耐用聚合物如TPU、聚碳酸酯和尼龙业将在未来十年赢得更多的市场份额。新材料在3D打印中的应用，能够帮助专业人士实现产品不同性能，提供重量更轻、性能更好的零部件料，减少次级安装程序，甚至让客户定制的医疗植入体和牙科解决方案成为可能，这将为相关的细分市场带来更多价值。

但是目前，设备制造商控制着3D打印材料的供应链，这减少了大材料公司的竞争机会。不过，一些材料公司与小型设备厂合作，甚至自行研发3D打印设备。一些公司像CRP技术和DSM

Somos正通过为汽车和牙科应用研发特殊材料以寻找商机。

目前我国3D打印材料企业众多，但我国3D打印领域目前我国还没有形成一个3D打印材料体系，现有材料还远不能满足3D打印的需求。3D打印材料目前普遍存在种类少、性能低、价格高的问题，无法满足3D打印技术发展的需要，而国内3D打印材料问题更加突出。因此，开发更为多样的具有自主知识产权的高性能3D打印材料是该技术发展的关键因素。

相关资料推荐：前瞻产业研究院《2016-2021年中国通用塑料行业市场需求与投资规划分析报告》

[摘 要]近年来，世界工业发达国家十分重视生物降解塑料，特别是原料来自可再生资源或产业废气综合利用(如CO2)的生物降解塑料。我国生物降解塑料的研发和生产均得到了发展，尤其是可再生材料的生物降解塑料的发展更是取得了长足进步。

[关键词]生物降解；塑料；发展；微生物；材料

生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑 料[1]。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的高分子材料。纸是一种典型的生物降解材料，而合成塑料则是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有纸和合成塑料这两种材料性质的高分子材料。生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料。

1 国内生物降解塑料产业化情况

20世纪90年代中期，在国家禁白令的支持下，国内出现了一百多条各种类型的生物降解塑料生产线。进入21世纪，我国生物降解塑料的研发和生产均得到了显著的发展，尤其是可再生材料的生物降解塑料的发展更是取得了长足进步。武汉华丽环保科技有限公司生产的由葡萄糖组成的可塑淀粉生物降解塑料，可用于千次性餐具、酒店用品、工业包装等领域，市场推广良好；宁波天安生物材料有限公司生产的一种由微生物合成的可降解的聚羟基脂肪酸酯塑料，具有很好的抗热湿气性能，可以在食品包装上应用；内蒙古蒙西分子材料有限责任公司研制开发的二氧化碳聚合物降解塑料，用在农业地膜上效果很好；台湾瑞旗生物科技股份有限公司用玉米等植物淀粉发酵后，再经过聚合制造出的植物塑料聚乳酸特别适用于餐饮用品、服装制造等领域；浙江海正生物材料股份有限公司研制生产的聚乳酸是一种玉米塑料，可制成高性能的一次性碗、盘、杯、叉、刀、勺等；中科院理化所国家工程塑料中心开发的全生物降解塑料柬丁二酸丁二醇酯，产业化势头尤为迅速，目前已形成超过2万t/a的生产能力[2]。

2 生物降解塑料新产品开发情况

通常降解塑料的定义为：在特定环境条件下，其化学结构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定物质性能变化的塑料。按原料生物降解塑料可分为天然生物降解、微生物降解塑料和化学合成生物降解塑料几大类。按降解机理可分为光降解塑料、生物降解、光－生物降解塑料。

近年来，世界工业发达国家十分重视发展生物降解塑料，特别是原料来自可再生资源或产业废气综合利用(如CO2)的生物降解塑料。目前全球研发的生物降解塑料品种已有几十种，可批量生产和工业化生产的品种主要有微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等)；化学合成的聚乳酸(PIA)、聚己内酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、二氧化碳/环氧化合物共聚物(APC)、聚乙烯醇(PVA)等；天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。目前已进入中试或批量生产的品种有PHA(PHB、PHBV、PHBHHX等)、PLA、PBS、APC、改性PVA、淀粉基塑料、淀粉/PVA、PLA、PCL等塑料合金及共混物等。

生物降解塑料又分为天然生物降解塑料、微生物降解塑料和化学合成生物降解塑料[3]。

2.1 生物降解塑料

天然生物降解塑料是指以天然聚合物为原料，可通过各种成型工艺制成生物降解塑料制品的一类材料。这类材料包括由淀粉、纤维素、甲壳素、大豆蛋白等天然聚合物及其各种衍生物和混合物。

2.2 微生物合成生物降解塑料

2.2.1 聚乳酸(PLA)聚乳酸耐水，不能忍受＞55 ℃的温度。虽然它不是水溶性的，但是海洋环境中的微生物也能使之降解成二氧化碳和水。这种塑料类似透明的聚苯乙烯，表现出很好的外观(有光泽和透明度)，缺点是硬且脆的材料，在大多数实际应用中需要改性。例如，用增塑剂来提高其柔韧性，它可以和许多热塑性塑料一样被加工成纤维、薄膜，热成型或者注塑成型。

2.2.2 聚羟基烷酸酯(PHA)

利用可再生资源得到的生物降解塑料，把脂肪族聚酯和淀粉混合在一起，生产可降解性塑料的技术也已经研究成功。在欧美国家，淀粉和脂肪族聚酯的共混物被广泛用来生产垃圾袋等产品。例如，国际上规模最大、销售最好的是意大利的Novamont公司，其商品名为Mater-bi，公司的产品在欧洲和美国有较大量的应用[4]。

2.2.3 聚己内酯（PCL）

这种塑料具有良好的生物降解性和吸力性能，溶点是62 ℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起，或与乳酸聚合使用[5]。

3 生物降解材料发展面临的问题

对适用于医学研究的生物降解材料，人们首先关心的是它的降解产物是否具有毒性，以及如何人为地控制降解速度。因此，生物降解材料合理的工艺配方、准确的降解时控性，用后降解的彻底性以及回收利用等技术的进一步提高和完善显得尤为重要。

在组织工程研究领域，比如研究者选用生物降解材料来构建人体的组织或器官，要求不仅有疗效，而且要保证安全、无毒、无刺激性，与人体有良好的生物相容性。

目前，可生物降解材料存在的主要问题：(1) 天然高分子材料及其改性物没有热塑性，多数加工困难，产品强度不高，还未完全达到实用阶段；(2) 价格昂贵，是通用塑料的5～10倍，不易推广应用；(3)可生物降解材料更合理的工艺配方、准确的降解时控性，用后降解的彻底性以及回收利用等技术还有待进一步提高和完善；(4) 一些可生物降解材料的最大问题是只能部分降解，人工合成生物降解材料大多还存在生产工艺复杂、产品性能不稳定的缺陷；(5) 国内外至今尚无统一认可的评价方法和标准[6]。

4 可降解塑料发展动向

随着塑料工业的迅速发展，当前世界塑料总产量已超过1.8亿t,但因废塑料难于降解，而成为环境垃圾。发展可降解塑料能减少白色污染，有显著的经济效益和社会效益。现生产降解塑料的主要国家有美国、意大利、德国、加拿大、日本、中国等。随着PLA等可降解塑料材料的应运而生，在原有聚乙烯等传统不可降解塑料制品中加入适量PLA等生物材料的塑料制品，既可部分实现生物降解，原有的力学性能又没有改变[7]。

生物塑料的耐热温性能不好，很多生物塑料在50～55 ℃就会变形，其应用领域和适用范围因此受到很大限制。进一步改善生物降解塑料产品的性能，将其推广到电子产品、汽车材料领域，真正使生物降解获得大规模推广应用。美国普立万公司一直在为提高生物塑料的耐高热性能而努力，该公司开发的产品，改善了材料的抗冲击性并可在100 ℃以上加工使用的可生物降解塑料技术。总之，可生物降解塑料的耐高温性能正在逐步提升，进一步推广应用条件正在逐步成熟[8]。

5 建议与展望

近年来，随着原料生产和制品加工技术的进步，生物降解材料备受关注。无论是从能源替代、二氧化碳减少，还是从环境保护以及部分解决“三农”问题，都具有重要意义[7]。目前我国生物降解材料发展的状况，在自主知识产权、创新型产品等方面的研发能力、投入量等均待提高，存在生物降解材料的产业化与市场化规模不大、生物降解材料的回收处理系统不很完善等问题，为了解决这些情况，应制订配套的政策及法规。

根据日本生物降解塑料研究会的资料，2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨，2003年约2万吨，2005年约4万吨，到2010年预计达到10～20万吨左右。

根据欧洲生物塑料协会资料，2001年的数字显示，欧盟可生物降解产品的消费量为2.5～3万吨，而传统聚合物的用量高达3500万吨。欧洲生物塑料协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨，而生物降解塑料的用量届时会达到50～100万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。在生物降解材料中原料采用可再生资源的比例将占到90%以上。

按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计，中国2003年生物降解材料的用量约15000吨，其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家，生产能力6万吨/年，实际生产约3万吨，国内市场需求约5万吨，国外进口1万吨，出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右，详见《前瞻中国生物降解塑料行业深度调研与投资战略规划分析报告》。

一些发达国家还以循环经济思想为指导，使用可降解一次性用具，如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒，韩国用法律强制性规定使用用糯米做的牙签等。欧洲制定了有关可生物降解堆肥塑料的标准EN13432《利于堆肥和生物降解来回收的包装物试验和最终评价的要求》，而其他有关推进有机废弃物堆肥处理的政令在积极制订和准备中。美国政府从1996年起设置了总统绿色化学挑战奖，鼓励发展生物降解塑料产业。纽约州1989年开始禁止使用非生物降解蔬菜袋，对生产降解塑料的厂家给予补贴，并要求市民将可再生与不可再生垃圾分开，否则罚款500美元。

其他一些国家也采取了类似对策：印度已经立法禁止在奶制品行业使用塑料包装；南非法律已经全面禁止使用塑料包装袋。随着各国立法的发展，可生物降解的新型包装材料可望日益普及。

在中国，随着对降解塑料理解的加深，已充分认识到这种材料及其产业对中国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。中国人大于2004年通过了《可再生能源法（草案）》和《固废法（修订）》，鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中，也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年，国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。