聚合物：生物基/可降解

塑料是重要的材料，对环境保护有重要贡献。与典型应用中的替代方案相比，它们可以:

• 降低能源成本高达40%
• 减少75 - 80%的浪费
• 减少70%的排放量
• 减少高达90%的水污染

然而，由于最近对化石资源枯竭的担忧，人们已经作出努力，用从生物质等可再生资源中提取的碳氢化合物来取代传统的石油和天然气基塑料。

除了原油、天然气和煤炭，塑料还可以从自然和可再生资源中提取，如木材(纤维素)、植物油、糖和淀粉，可以被定义为“生物基”塑料，但通常被称为“生物聚合物”或“生物塑料”。

“生物聚合物”和“生物塑料”这两个术语目前被广泛使用，但有些混淆。它们通常被用来同时描述两个不同的概念。这两个概念可以通过以下方式加以区分：；
-材料来源，即基于可再生资源
-功能性，例如可生物降解和/或可堆肥

这一术语的双重使用引起了关注，因为它可能是误导消费者的信息和混淆的来源。区分生物降解塑料和耐用可再生或生物量衍生塑料非常重要，特别是在使用寿命结束阶段。

为了避免歧义，BPF极力避免使用术语“生物聚合物”或“生物塑料”，除非必要。理想情况下，它们应该被更准确、信息量更大的等价物所取代。

生物基塑料

目前，大多数工业聚合物和塑料是由不可再生的石油或天然气资源生产的。然而，由于最近对化石资源枯竭的担忧，已经做出努力，用其他基于可再生资源（如生物质）的碳氢化合物的塑料取代传统的石油和天然气基塑料。

天然生物基聚合物

这些聚合物是由生物体合成的，基本上是以它们最终使用的形式；

• 多糖
• 纤维素/淀粉
• 蛋白质
• 细菌polyhydroxyalkanoates

提取纯化后，可直接工业化开发。

合成生物聚合物

单体来自可再生资源，但需要化学转化才能转化为聚合物的聚合物。

原则上，许多传统的聚合物都可以用可再生原料合成。例如，玉米淀粉可以被水解，用作发酵原料，生物转化为乳酸，然后通过化学处理生产聚乳酸。虽然它的起源是可再生的聚合物不能被认为是“天然的”，因为它是在化工厂合成的。

可降解性、生物可降解性和可堆肥性

降解性

塑料可以被描述为可降解时发生显著改变大分子形成的初始属性由于化学解理聚合项无论链裂解的机理即没有要求塑料降解由于天然微生物的作用。可降解塑料的例子包括氧化可降解塑料和紫外线可降解塑料，它们暴露在氧气或光线下会分解，主要是基于石油的。

生物降解性

生物降解性可以被描述为“聚合物的降解，至少部分是由于细胞介导的现象。”在微生物的作用下，这些物质最终转化为水、二氧化碳、生物量，可能还有甲烷。”

聚合物的生物降解能力与其原料来源无关。相反，它强烈地依赖于聚合物的结构。例如，一些生物基塑料可能是可生物降解的(如多羟基烷烃酸盐)，另一些则不是(如从甘蔗中提取的聚乙烯)。

源;Frost & Sullivan出版社，1998年

一些聚合物仅在几周内降解，而另一些则需要几个月。

与传统的商品聚合物相比，生物可降解聚合物是利基市场材料，在不同的市场领域找到了重点应用，包括;

• 医疗设备：骨科、牙科、药物释放和组织工程
• 农业：控制释放的地膜、花盆和肥料封装
• 包装：运输袋、垃圾袋、食品包装和容器

堆肥性

对于被视为可堆肥的塑料，其必须满足以下标准：

• 生物降解；分解成二氧化碳、水和生物量。90%的有机物质在6个月内转化为二氧化碳。
• 分解经过3个月的堆肥和随后通过2毫米的筛子筛选后，残余物可能不超过10%
• 生态毒性：生物降解不会产生任何有毒物质，堆肥可以支持植物生长。

因此，塑料可能是可降解但不能生物降解的，也可能是可生物降解但不能堆肥的(即它分解得太慢或留下有毒残留物)。

有用链接：
案例研究：用于有机废物收集的可堆肥袋
Compostability标准

标准测试方法

生物降解性和可堆肥性作为材料特性受到许多国际标准的管制，包括：

• EN 13432
• EN 14995
• ASTM D6400

为了符合这些标准，产品必须具有完全通过自然发生的微生物的作用进行生物分解的能力。