什么是生物降解材料？

生物降解塑料是一種具有優(yōu)良的使用性能、廢棄后可被環(huán)境微生物完全分解、最終被無機(jī)化而成為自然界中碳素循環(huán)的一個組成部分的高分子材料。

完全生物降解材料能被微生物完全分解，對環(huán)境有積極的作用。

人類在創(chuàng)造現(xiàn)代文明的同時，也帶來負(fù)面影響--白色污染。一次性餐具、一次性塑料制品以及農(nóng)用地膜等均難以再回收利用，其處理方法以焚燒和掩埋為主。焚燒會產(chǎn)生大量的有害氣體，污染環(huán)境;掩埋則其中的聚合物短時間內(nèi)不能被微生物分解，也污染環(huán)境。殘棄的塑料膜存在于土壤中，阻礙農(nóng)作物根系的發(fā)育和對水分、養(yǎng)分的吸收，使土壤透氣性降低，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn);動作食用殘棄的塑料膜后，會造成腸梗阻而死亡;流失到海洋中或廢棄在海洋中的合成纖維漁網(wǎng)和釣線已對海洋生物造成了相當(dāng)?shù)奈：Γ虼颂岢G色消費(fèi)與加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)勢在必行。面對日益枯竭的石油資源，符合潮流的生物降解材料作為高科技產(chǎn)品和環(huán)保產(chǎn)品正成為一個研發(fā)熱點(diǎn)。

生物降解材料按其生物降解過程大致可分為兩類

一類為完全生物降解材料，如天然高分子纖維素、人工合成的聚己內(nèi)酯等，其分解作用主要來自:①由于微生物的迅速增長導(dǎo)致塑料結(jié)構(gòu)的物理性崩潰;②由于微生物的生化作用、酶催化或酸堿催化下的各種水解;③其他各種因素造成的自由基連鎖式降解。另一類為生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的摻混物，其分解作用主要由于添加劑被破壞并削弱了聚合物鏈，使聚合物分子量降解到微生物能夠消化的程度，最后分解為二氧化碳(CO2)和水。
   半生物降解塑料當(dāng)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。研究表明，淀粉基生物降解塑料袋最終將進(jìn)入垃圾場，不接觸陽光，即使其中有發(fā)生物雙降解作用，所發(fā)生的降解作用也主要以生物降解為主，但含有的聚乙烯很難分解。

對于解決環(huán)境污染，盡管含淀粉基的塑料比一次性塑料制品有效，但由于仍采用不能生物降解的聚乙烯或聚酯材料為原料，故除了添加的淀粉能夠降解外，剩余的大量聚乙烯或聚酯仍會殘存而不能完全生物降解，只是分解為碎片，無法回收，進(jìn)入土壤后情況更糟，對廢棄物的處理造成混亂，因而完全生物降解材料成為降解材料的研究重點(diǎn)。

聚乳酸最早由日本島津公司和鐘紡公司聯(lián)合開發(fā)，以乳酸為主要原料聚合所得到的高分子聚合物，而乳酸是一種在動植物和微生物體內(nèi)常見的天然化合物，極易自然分解，其纖維具有優(yōu)良的性能，介于合成纖維和天然纖維之間。親水性優(yōu)于聚酯纖維，比重低于聚酯纖維，有極好的手感、懸垂性和外觀，好的回彈性，優(yōu)良的卷曲和卷曲保持性，有可控的收縮性，強(qiáng)度達(dá)62cN/tex，不受紫外光影響，可用多種染料染色，杰出的可加工性，熱粘合溫度可控制，晶體熔融溫度高達(dá)120℃-230℃，低可燃性。

乳酸單體的主要特征是其以兩種旋光性形式存在，聚乳酸技術(shù)利用該獨(dú)特的聚合物性能，通過控制D和L異構(gòu)體在聚合物鏈上的比例及其分布來控制產(chǎn)品的結(jié)晶熔點(diǎn)。

聚L-乳酸(PLLC)是以淀粉、糖蜜等生物資源為原料發(fā)酵制得L-乳酸，再用化學(xué)方法合成的高分子材料。PLLC是熱塑性材料，其可塑性與聚苯乙烯和聚酯相似，其結(jié)晶性和剛性都比較高，抗張強(qiáng)度優(yōu)良。