塑料材料和制品以其优异的综合性能、较低的价格、易成形等特点,在国民经济各领域以及人民生活中发挥着越来越重要的作用,但近年来其面临的资源紧缺和环境形势也变得越来越严峻。如何减轻对石油资源的依存,实施循环经济,保持可持续发展,成为塑料工业的全球性热门话题。
过去几十年来,塑料工业的发展,主要是建立在以石油为基础的合成树脂上。但石油是一类资源有限、不可再生的资源,近三年来价格暴涨,给塑料工业带来了不小的冲击。目前,研究制定减量化、再资源化及实施利用可再生资源的石油资源补充和替代战略,确保塑料工业可持续发展,已成为一股不可抗拒的潮流。同时,由于塑料废弃物在环境中较难自然降解,特别是一次性塑料制品废弃物质轻、量大、分散、脏乱,很难收集,由此造成的环境污染日趋严重,从而遭到各国环保部门和公众的责难,给发展中的塑料工业无疑带来了严峻的挑战。
从上世纪90年代开始发展的生物降解塑料产业,目前正在成为塑料工业缓解石油资源矛盾和治理环境污染的有效途径之一,市场前景十分广阔。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。据报道,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(PLA)、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。
尽管生物降解塑料研发历史不算太短,但由于其涉及学科多,技术复杂,及用后回归自然速度受环境制约等问题,加之其应用性能还存在一些不足和价格高等不利因素,因此较长时间以来一直停滞在研发、小试、中试阶段。进入21世纪以来,一方面受资源和环境压力,另一方面国际上最大的生物降解塑料生产商美国NatureWorks在PLA推广应用和降低成本方面取得成就,给各国政府和广大科研工作者带来了希望,从而激发了生物降解塑料开发和产业化热潮。